CN115228919A - 一种有机污染土壤的绿色修复方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了利用农作物秸秆和生物碳制作的土壤修复剂及其制备方法，属于土壤修复技术领域，采用双氧水对受污染的土壤进行充氧处理，对土壤中好氧微生物起到激活作用，采用表面活性剂淋洗活化土壤，从而部分去除活化土壤中有机氯污染物，向淋洗土壤中加入由微生物组合菌剂、有机物料、腐熟剂和中微量元素溶液组成的复配修复剂，双氧水可作为所述微生物组合菌剂氧化的电子受体，从而参与并配合微生物组合菌剂降解过程的代谢活动；有机物料和腐熟剂综合作用不仅可释放有机质从而赋予土壤肥力，而且与微生物组合菌剂合用更具解氯功效；上述各组分协同作用在解决土壤有机污染后，恢复了土壤的自净能力，同时改善了土壤的微生态环境。

Description

一种有机污染土壤的绿色修复方法
技术领域
本发明涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种有机污染土壤的绿色修复方法。
背景技术
土壤的有机污染是指土壤中有机物含量过高而引起的土壤污染。土壤的有机污染主要包括化学农药污染、焦化类有机污染物污染及石油类有机污染物污染等，喷施于农作物上的农药，除部分被植物吸收或逸入大气外，约有一半散落在农田土壤中，农作物从土壤中吸收农药，在植物根、茎、叶、果实和种子中积累，通过食物链进入人体。受污染的粮食、蔬菜进入人体后，会导致倦乏、头疼、食欲不振等症状，还会降低人体免疫力、危害神经中枢、诱发肝脏酶的改变以及致畸致癌等。多环芳烃是焦化类工业场地土壤中最常见的有机污染物，包括萘、蒽、菲、芘等150余种化合物，多环芳烃具有致癌、致畸和致突变性，且其毒性随着苯环的增加而增加，多环芳烃很容易吸附在土壤颗粒上，并通过消化道、呼吸道、皮肤进入人体，从而诱发皮肤癌、肺癌、直肠癌和膀胱癌等。石油类物质渗入土壤的量超过土壤的自净能力后，积累的油类物质将长期残留于其中，破坏土壤结构，影响土壤通透性；还会粘附在土壤根系上，阻碍植物根系对养分和水分的吸收，引起根系腐烂，影响农作物生长或者穿透到植物组织内部，破坏植物组织正常的生理机能，严重影响土壤的生产力和农作物质量。
由此可见，土壤有机污染物的修复研究和治理技术开发仍然是当前国内外环境保护研究的热点。针对有机污染的土壤，研究者开发出了一系列的土壤修复方法，比如：客土、换土法，热处理法等物理修复法，焚烧法，水蒸气剥离法，化学清洗法，光化学降解法等化学修复法以及植物修复法。然而，上述修复方法一方面会出现二次污染或能耗较高的情况，另一方面未能重建土壤的微生态环境。因此，本发明提供一种有机污染土壤的绿色修复办法。
发明内容
本发明提供了一种有机污染土壤的绿色修复方法，有效解决了现有有机污染土壤修复过程中产生二次污染以及较多能耗的技术问题，恢复了土壤的自净能力，并重建了土壤微生态环境。
本发明提供了一种有机污染土壤的绿色修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，土壤活化：挖取受污染区的土壤，并于搅拌状态下加入双氧水处理20～40min，得到活化土壤；
S2，土壤淋洗：向S1得到的活化土壤中加入表面活性剂淋洗剂，得到淋洗土壤；
S3，土壤修复：向S2得到的淋洗土壤中加入复配修复剂，同时加入纯化水，混匀后，修复10～20d；
所述复配修复剂由以下重量份原料组成：微生物组合菌剂6～14份，有机物料20～30份，腐熟剂1～3份，中微量元素溶液3～5份。
优选的，S1中，所述双氧水的体积浓度为5％～20％。
优选的，S1中，所述土壤与双氧水的料液比为1g：5～10ml。
优选的，S2中，所述表面活性剂淋洗剂为聚山梨酯-80、槐糖脂、鼠李糖脂、海藻糖脂及甲壳素中的一种或两种。
优选的，S2中，以活化土壤的质量计，所述表面活性剂淋洗剂用量为0.5％～1.5％。
优选的，所述微生物组合菌剂由以下重量份原料组成：鞘氨醇单胞菌1～5份、产碱假单胞菌3～5份、苜蓿根瘤菌1～5份、曲霉0.5～2份、弗式柠檬酸杆菌1～6份、光合细菌1～5份、菌根真菌1～3份。
优选的，所述有机物料为禽畜粪便、餐余垃圾、玉米秸秆、小麦秸秆中的一种或多种。
优选的，所述有机物料为禽畜粪便、小麦秸秆、玉米秸秆、稻草、棉花秸秆中的一种或多种。
优选的，所述中微量元素溶液由3～8gFeSO4、0.1～0.3gCaCO3、0.1～0.3gMgSO4、0.2～0.4gZnSO4、0.01～0.05gH2Mo4、1.5～3gMnSO4、0.1～0.5gH3BO3混合，并由纯水定容至1000ml制得。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明首先采用双氧水对受污染的土壤进行充氧处理，对土壤中好氧微生物起到激活作用，采用表面活性剂淋洗活化土壤，从而部分去除活化土壤中有机氯污染物，向淋洗土壤中加入由微生物组合菌剂、有机物料、腐熟剂和中微量元素溶液组成的复配修复剂，其一，双氧水可作为所述微生物组合菌剂氧化的电子受体，从而参与并配合微生物组合菌剂降解过程的代谢活动，其二，有机物料和腐熟剂综合作用不仅可释放有机质从而赋予土壤肥力，而且与微生物组合菌剂合用更具解氯功效，其三，上述各组分协同作用在解决土壤有机污染后，恢复了土壤的自净能力，同时改善了土壤的微生态环境。
(2)通过运用本发明有机污染土壤的绿色修复方法，土壤中有机氯污染物含量大幅下降，对于含有五氯乙烯的土壤，五氯乙烯的去除率高达95.52％；对于含有七氯的土壤，七氯的去除率高达97.46％；对于含有三氯代联苯的土壤，三氯代联苯的去除率高达98.72％；对于含有五氯酚的土壤，五氯酚的去除率高达95.02％。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。下述试验方法和检测方法，如没有特殊说明，均为常规方法；所述试剂和原料，如没有特殊说明，均为市售。
所述鞘氨醇单胞菌、产碱假单胞菌、苜蓿根瘤菌、曲霉、弗式柠檬酸杆菌、光合细菌、菌根真菌均购自上海沪峥生物科技有限公司，其中，鞘氨醇单胞菌的有效活菌浓度为1.8×106cfu/ml，产碱假单胞菌的有效活菌浓度为2×105cfu/ml，苜蓿根瘤菌的有效活菌浓度为2×106cfu/ml，曲霉的有效活菌浓度为1.2×105cfu/ml，弗式柠檬酸杆菌的有效活菌浓度为3.2×104cfu/ml，光合细菌的有效活菌浓度为1.5×104cfu/ml，菌根真菌的有效活菌浓度为1.5×105cfu/ml。
实施例1
本发明提供了一种有机污染土壤的绿色修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，土壤活化：挖取受污染区的土壤，于搅拌状态下按照1g：5ml的料液比向所述土壤中加入体积浓度为5％双氧水处理20min，得到活化土壤；
S2，土壤淋洗：向S1得到的活化土壤中加入质量分数为0.5％的聚山梨酯-80，得到淋洗土壤；
S3，土壤修复：向S2得到的淋洗土壤中加入复配修复剂，同时加入纯化水，混匀后，修复10d；
所述复配修复剂由以下重量份原料组成：微生物组合菌剂6份，禽畜粪便20份，腐熟剂1份，中微量元素溶液3份。
所述微生物组合菌剂由以下重量份原料组成：鞘氨醇单胞菌1份、产碱假单胞菌3份、苜蓿根瘤菌1份、曲霉0.5份、弗式柠檬酸杆菌1份、光合细菌1份、菌根真菌1份。
所述中微量元素溶液由3gFeSO4、0.1gCaCO3、0.1gMgSO4、0.2gZnSO4、0.01gH2Mo4、1.5gMnSO4、0.1gH3BO3混合，并由纯水定容至1000ml制得。
实施例2
本发明提供了一种有机污染土壤的绿色修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，土壤活化：挖取受污染区的土壤，于搅拌状态下按照1g：10ml的料液比向所述土壤中加入体积浓度为20％双氧水处理40min，得到活化土壤；
S2，土壤淋洗：向S1得到的活化土壤中加入质量分数为1.5％的槐糖脂，得到淋洗土壤；
S3，土壤修复：向S2得到的淋洗土壤中加入复配修复剂，同时加入纯化水，混匀后，修复20d；
所述复配修复剂由以下重量份原料组成：微生物组合菌剂14份，餐余垃圾30份，腐熟剂3份，中微量元素溶液5份。
所述微生物组合菌剂由以下重量份原料组成：鞘氨醇单胞菌5份、产碱假单胞菌5份、苜蓿根瘤菌5份、曲霉2份、弗式柠檬酸杆菌6份、光合细菌5份、菌根真菌3份。
所述中微量元素溶液由8gFeSO4、0.3gCaCO3、0.3gMgSO4、0.4gZnSO4、0.05gH2Mo4、3gMnSO4、0.5gH3BO3混合，并由纯水定容至1000ml制得。
实施例3
本发明提供了一种有机污染土壤的绿色修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，土壤活化：挖取受污染区的土壤，于搅拌状态下按照1g：8ml的料液比向所述土壤中加入体积浓度为12％双氧水处理30min，得到活化土壤；
S2，土壤淋洗：向S1得到的活化土壤中加入质量分数为1％的鼠李糖脂，得到淋洗土壤；
S3，土壤修复：向S2得到的淋洗土壤中加入复配修复剂，同时加入纯化水，混匀后，修复15d；
所述复配修复剂由以下重量份原料组成：微生物组合菌剂10份，玉米秸秆25份，腐熟剂2份，中微量元素溶液4份。
所述微生物组合菌剂由以下重量份原料组成：鞘氨醇单胞菌3份、产碱假单胞菌4份、苜蓿根瘤菌3份、曲霉1.5份、弗式柠檬酸杆菌3份、光合细菌3份、菌根真菌2份。
所述中微量元素溶液由5gFeSO4、0.2gCaCO3、0.2gMgSO4、0.3gZnSO4、0.03gH2Mo4、2.5gMnSO4、0.3gH3BO3混合，并由纯水定容至1000ml制得。
实施例4
本发明提供了一种有机污染土壤的绿色修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，土壤活化：挖取受污染区的土壤，于搅拌状态下按照1g：6ml的料液比向所述土壤中加入体积浓度为8％双氧水处理25min，得到活化土壤；
S2，土壤淋洗：向S1得到的活化土壤中加入质量分数为1.5％的海藻糖脂，得到淋洗土壤；
S3，土壤修复：向S2得到的淋洗土壤中加入复配修复剂，同时加入纯化水，混匀后，修复12d；
所述复配修复剂由以下重量份原料组成：微生物组合菌剂8份，小麦秸秆22份，腐熟剂1.5份，中微量元素溶液3.5份。
所述微生物组合菌剂由以下重量份原料组成：鞘氨醇单胞菌2份、产碱假单胞菌3.5份、苜蓿根瘤菌2份、曲霉1份、弗式柠檬酸杆菌5份、光合细菌2份、菌根真菌1.5份。
所述中微量元素溶液由7gFeSO4、0.15gCaCO3、0.15gMgSO4、0.25gZnSO4、0.02gH2Mo4、2gMnSO4、0.2gH3BO3混合，并由纯水定容至1000ml制得。
实施例5
本发明提供了一种有机污染土壤的绿色修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，土壤活化：挖取受污染区的土壤，于搅拌状态下按照1g：9ml的料液比向所述土壤中加入体积浓度为16％双氧水处理35min，得到活化土壤；
S2，土壤淋洗：向S1得到的活化土壤中加入质量分数为0.5％的甲壳素，得到淋洗土壤；
S3，土壤修复：向S2得到的淋洗土壤中加入复配修复剂，同时加入纯化水，混匀后，修复18d；
所述复配修复剂由以下重量份原料组成：微生物组合菌剂12份，有机物料28份，腐熟剂2.5份，中微量元素溶液4.5份。
所述微生物组合菌剂由以下重量份原料组成：鞘氨醇单胞菌4份、产碱假单胞菌4.5份、苜蓿根瘤菌4份、曲霉0.5份、弗式柠檬酸杆菌2份、光合细菌4份、菌根真菌2.5份。
所述有机物料为禽畜粪便和餐余垃圾。
所述中微量元素溶液由4gFeSO4、0.25gCaCO3、0.25gMgSO4、0.35gZnSO4、0.04gH2Mo4、1.8gMnSO4、0.4gH3BO3混合，并由纯水定容至1000ml制得。
实施例6
本发明提供了一种有机污染土壤的绿色修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，土壤活化：挖取受污染区的土壤，于搅拌状态下按照1g：7ml的料液比向所述土壤中加入体积浓度为6％双氧水处理22min，得到活化土壤；
S2，土壤淋洗：向S1得到的活化土壤中加入质量分数为0.5％的表面活性剂淋洗剂，得到淋洗土壤；
所述表面活性剂淋洗剂为聚山梨酯-80和鼠李糖脂的组合物。
S3，土壤修复：向S2得到的淋洗土壤中加入复配修复剂，同时加入纯化水，混匀后，修复14d；
所述复配修复剂由以下重量份原料组成：微生物组合菌剂7份，有机物料24份，腐熟剂3份，中微量元素溶液3份。
所述微生物组合菌剂由以下重量份原料组成：鞘氨醇单胞菌1份、产碱假单胞菌3份、苜蓿根瘤菌3份、曲霉1份、弗式柠檬酸杆菌4份、光合细菌1份、菌根真菌2份。
所述有机物料为玉米秸秆、餐余垃圾和小麦秸秆。
所述中微量元素溶液由6gFeSO4、0.1gCaCO3、0.2gMgSO4、0.2gZnSO4、0.01gH2Mo4、2.3gMnSO4、0.2gH3BO3混合，并由纯水定容至1000ml制得。
实施例7
本发明提供了一种有机污染土壤的绿色修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，土壤活化：挖取受污染区的土壤，于搅拌状态下按照1g：5ml的料液比向所述土壤中加入体积浓度为18％双氧水处理38min，得到活化土壤；
S2，土壤淋洗：向S1得到的活化土壤中加入质量分数为1％的甲壳素，得到淋洗土壤；
S3，土壤修复：向S2得到的淋洗土壤中加入复配修复剂，同时加入纯化水，混匀后，修复11d；
所述复配修复剂由以下重量份原料组成：微生物组合菌剂13份，有机物料21份，腐熟剂2份，中微量元素溶液4份。
所述微生物组合菌剂由以下重量份原料组成：鞘氨醇单胞菌3份、产碱假单胞菌5份、苜蓿根瘤菌1份、曲霉2份、弗式柠檬酸杆菌1份、光合细菌3份、菌根真菌1份。
所述有机物料为禽畜粪便、餐余垃圾和小麦秸秆。
所述中微量元素溶液由3gFeSO4、0.2gCaCO3、0.2gMgSO4、0.4gZnSO4、0.02gH2Mo4、2.8gMnSO4、0.5gH3BO3混合，并由纯水定容至1000ml制得。
为了进一步说明本发明的效果，本发明还设置了对比例，如下：
对比例1
本发明提供了一种有机污染土壤的绿色修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，土壤淋洗：向受污染的土壤中加入质量分数为1％的鼠李糖脂，得到淋洗土壤；
S2，土壤修复：向S1得到的淋洗土壤中加入复配修复剂，同时加入纯化水，混匀后，修复15d；
所述复配修复剂由以下重量份原料组成：微生物组合菌剂10份，玉米秸秆25份，腐熟剂2份，中微量元素溶液4份。
所述微生物组合菌剂由以下重量份原料组成：鞘氨醇单胞菌3份、产碱假单胞菌4份、苜蓿根瘤菌3份、曲霉1.5份、弗式柠檬酸杆菌3份、光合细菌3份、菌根真菌2份。
所述中微量元素溶液由5gFeSO4、0.2gCaCO3、0.2gMgSO4、0.3gZnSO4、0.03gH2Mo4、2.5gMnSO4、0.3gH3BO3，纯水定容至1000ml。
对比例2
本发明提供了一种有机污染土壤的绿色修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，土壤活化：挖取受污染区的土壤，于搅拌状态下按照1g：8ml的料液比向所述土壤中加入体积浓度为12％双氧水处理30min，得到活化土壤；
S2，土壤修复：向S1得到的活化土壤中加入复配修复剂，同时加入纯化水，混匀后，修复15d；
所述复配修复剂由以下重量份原料组成：微生物组合菌剂10份，玉米秸秆25份，腐熟剂2份，中微量元素溶液4份。
所述微生物组合菌剂由以下重量份原料组成：鞘氨醇单胞菌3份、产碱假单胞菌4份、苜蓿根瘤菌3份、曲霉1.5份、弗式柠檬酸杆菌3份、光合细菌3份、菌根真菌2份。
所述中微量元素溶液由5gFeSO4、0.2gCaCO3、0.2gMgSO4、0.3gZnSO4、0.03gH2Mo4、2.5gMnSO4、0.3gH3BO3混合，并由纯水定容至1000ml制得。
选取分别受五氯乙烯、七氯、三氯代联苯和五氯酚等有机氯污染的试验土壤，每种受有机氯污染的土壤分别取样27份，采用本发明实施例1～7和对比例1～2设置的有机污染土壤的绿色修复方法各自分别进行修复，且每种受有机氯污染的土壤分别修复3次，修复过程中，每天定时定量浇水，并控制土壤湿度为25％～30％，有机氯污染物的去除率取平均值，其检测结果如表1所示：
表1有机氯污染土壤污染物去除效果表
Figure BDA0003795092030000111
Figure BDA0003795092030000121
由表1可知：与对比例1～2的有机污染土壤的绿色修复方法对土壤的修复效果相比，采用实施例1～7的有机污染土壤的修复方法，土壤中有机氯污染物含量大幅降低，对于含有五氯乙烯的土壤，实施例3中五氯乙烯的去除率高达95.52％；对于含有七氯的土壤，实施例2中七氯的去除率高达97.46％；对于含有三氯代联苯的土壤，实施例3中三氯代联苯的去除率高达98.72％；对于含有五氯酚的土壤，实施例1中五氯酚的去除率高达95.02％。
综上所述，本发明提供的有机污染土壤的绿色修复方法对于含有有机氯的土壤具有良好的氯去除效果，且可以恢复土壤的自净能力并改善土壤的微生态环境。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种有机污染土壤的绿色修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，土壤活化：挖取受污染区的土壤，并于搅拌状态下加入双氧水处理20～40min，得到活化土壤；
S2，土壤淋洗：向S1得到的活化土壤中加入表面活性剂淋洗剂，得到淋洗土壤；
S3，土壤修复：向S2得到的淋洗土壤中加入复配修复剂，同时加入纯化水，混匀后，修复10～20d；
所述复配修复剂由以下重量份原料组成：微生物组合菌剂6～14份，有机物料20～30份，腐熟剂1～3份，中微量元素溶液3～5份。
2.根据权利要求1所述的有机污染土壤的绿色修复方法，其特征在于，S1中，所述双氧水的体积浓度为5％～20％。
3.根据权利要求1所述的有机污染土壤的绿色修复方法，其特征在于，S1中，所述土壤与双氧水的料液比为1g：5～10ml。
4.根据权利要求1所述的有机污染土壤的绿色修复方法，其特征在于，S2中，所述表面活性剂淋洗剂为聚山梨酯-80、槐糖脂、鼠李糖脂、海藻糖脂及甲壳素中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的有机污染土壤的绿色修复方法，其特征在于，S2中，以活化土壤的质量计，所述表面活性剂淋洗剂用量为0.5％～1.5％。
6.根据权利要求1所述的有机污染土壤的绿色修复方法，其特征在于，所述微生物组合菌剂由以下重量份原料组成：鞘氨醇单胞菌1～5份、产碱假单胞菌3～5份、苜蓿根瘤菌1～5份、曲霉0.5～2份、弗式柠檬酸杆菌1～6份、光合细菌1～5份、菌根真菌1～3份。
7.根据权利要求1所述的利用农作物秸秆和生物碳制作的土壤修复剂，其特征在于，所述有机物料为禽畜粪便、餐余垃圾、玉米秸秆、小麦秸秆中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的利用农作物秸秆和生物碳制作的土壤修复剂，其特征在于，所述中微量元素溶液由3～8gFeSO4、0.1～0.3gCaCO3、0.1～0.3gMgSO4、0.2～0.4gZnSO4、0.01～0.05gH2Mo4、1.5～3gMnSO4、0.1～0.5gH3BO3混合，并由纯水定容至1000ml制得。
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