修复2,2’,4,4’-四溴联苯醚污染土壤的方法技术

本发明专利技术公开了一种修复2,2’,4,4’‑四溴联苯醚污染土壤的方法，包括以下步骤：将农业固体废物与2,2’,4,4’‑四溴联苯醚污染土壤混合得到堆肥原料；在堆肥原料中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，并接种红球菌属RAH1菌株，进行堆肥，完成对2,2’,4,4’‑四溴联苯醚污染土壤的修复。本发明专利技术利用农业固体废弃物修复2,2’,4,4’‑四溴联苯醚污染土壤，激发了土壤中土著微生物的潜力，使其在较短的时间内大量繁殖，微生物活性大大上升；并接种RHA1菌株，使其降解污染物的能力得到极大的提高，具有操作维护简单，运行成本低，环境风险小等优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及土壤修复
，尤其涉及一种修复2,2’,4,4’-四溴联苯醚污染土壤的方法。
技术介绍
多溴联苯醚(Polybrominateddiphenylethers,PBDEs)是普遍存在于环境中的一类持久性有机污染物(PersistentOrganicPollutants,POPs)。由于对环境危害较大，2006年欧盟通过决议明确限制PBDEs在电子产品中的使用。而在2009年5月，由于PBDEs严重危害人类健康与自然环境，《斯德哥尔摩公约》将其增列入公约。研究表明，PBDEs相对分子质量大、蒸气压低、水溶性低及Kow(辛醇-水分配系数)值高，易被吸附积累在土壤中，如在我国珠江三角洲等地方就检测到土壤中含有高浓度的PBDEs。PBDEs共有209种单体化合物。其中2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)是被广泛检测出且生物毒性较大一种PBDEs，有研究表明BDE-47及其代谢产物会导致神经系统发育异常，经常接触到BDE-47的儿童出现注意缺陷多动障碍症状的风险会大大增加。目前去除土壤中2,2’,4,4’-四溴联苯醚的方法种类较少，常见的有光降解法，主要是利用有机溶剂等将土壤中的2,2’,4,4’-四溴联苯醚淋洗出来，再对淋洗液进行紫外光照射，从而达到降解2,2’,4,4’-四溴联苯醚的目的。但该方法成本较高，并且淋洗的过程中会对土壤的理化性质造成影响，因此应用范围具有一定的局限性。而目前与传统的物理化学修复方法相比，生物修复因为其本身具有费用低，环境风险小、不易产生二次污染、易于管理与操作等优点而受到广泛的关注，在修复污染土壤的工程实践中发挥出日益重要的作用，显示出良好的发展前景。但是受到土壤中微生物的数量和活性限制，以及2,2’,4,4’-四溴联苯醚亲水性较弱，导致很难利用生物技术高效降解土壤中的2,2’,4,4’-四溴联苯醚。通常，表面活性剂如脂肪醇聚氧乙烯醚等，可有效增溶土壤中的难溶有机污染物，被广泛应用于土壤修复实践中。与此同时，利用堆肥处理土壤中难降解有机物被普遍认为是一种有效的方法，因此如何利用堆肥化技术，增加BDE-47的生物可利用性，提高污染土壤中BDE-47的去除效率，进而研发出一种有效生物去除土壤中BDE-47的方法，是一个本领域学者正在研究的方向。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服传统物理、化学修复2,2’,4,4’-四溴联苯醚(BDE-47)污染土壤的不足，提供一种环境风险低、管理操作方便的修复BDE-47污染土壤的方法，不仅能有效地去除土壤中的BDE-47，而且通过利用农业固体废物堆肥还可以有效提高农业废物的利用率，减少农业废物污染；同时该修复方法操作简单、管理维护方便，是一种环境风险低、修复效果稳定的修复BDE-47污染土壤的方法。为解决上述技术问题，提供了一种修复2,2’,4,4’-四溴联苯醚污染土壤的方法，所述方法包括以下步骤：S1、将农业固体废物与2,2’,4,4’-四溴联苯醚污染土壤混合得到堆肥原料；S2、在所述堆肥原料中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，并接种红球菌属RAH1菌株，进行堆肥，完成对2,2’,4,4’-四溴联苯醚污染土壤的修复。上述的方法，优选的，所述S2步骤具体为：S2-1、配制脂肪醇聚氧乙烯醚溶液，将所述脂肪醇聚氧乙烯醚溶液和所述堆肥原料混合而得到的混合物；S2-2，将RAH1菌活化后配制成菌悬液，加入到S2-1步骤的所述混合物中；S2-3、调节含水率为45％～60％，进行堆肥。上述的方法，优选的，所述脂肪醇聚氧乙烯醚溶液的浓度为10g/L～20g/L。上述的方法，优选的，步骤S2-2中所述菌悬液的浓度为1×106CFU/mL～1×107CFU/mL，所述菌悬液的添加量为所述混合物干重的3％～5％。上述的方法，优选的，所述S1步骤中，所述农业固体废物包括稻草、菜叶和麸皮。上述的方法，优选的，所述S1步骤中，所述2,2’,4,4’-四溴联苯醚污染土壤、稻草、菜叶、麸皮的质量比为(8～20)∶(7～13)∶(3～5)∶(1～3)。上述的方法，优选的，所述堆肥原料的碳氮比为20～30∶1。上述的方法，优选的，所述S2步骤中所述脂肪醇聚氧乙烯醚的加入量为0.1g/kg～0.5g/kg。上述的方法，优选的，所述堆肥为好氧堆肥；所述堆肥的时间为45d～90d；所述堆肥温度为20℃～70℃。上述的方法，优选的，所述堆肥过程中，堆肥第1d～30d控制堆肥原料含水率为55％～60％，堆肥的第31d以后控制堆肥原料含水率为45％～55％。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术提供了一种修复2,2’,4,4’-四溴联苯醚污染土壤的方法，将农业固体废物与2,2’,4,4’-四溴联苯醚污染土壤混合，利用农业固体废弃物修复2,2’,4,4’-四溴联苯醚污染土壤的堆肥过程中，激发了土壤中土著微生物的潜力，使其在较短的时间内大量繁殖，微生物活性大大上升。并接种了对2,2’,4,4’-四溴联苯醚有较好降解能力的Rhodococcussp.RHA1菌株，使其降解污染物的能力得到极大的提高。本专利技术克服了物理化学修复对土壤的理化性质造成破坏，降低土壤功能以及易产生二次污染等缺陷，具有操作维护简单，运行成本低，环境风险小等优势，是一种能够快速有效降解土壤中BDE-47的方法。(2)本专利技术在堆肥过程中投加了脂肪醇聚氧乙烯醚，可使2,2’,4,4’-四溴联苯醚溶于水相中，解决了一般生物修复因2,2’,4,4’-四溴联苯醚难溶于水而不能被微生物利用分解，修复效果差的问题。(3)本专利技术提供了一种修复2,2’,4,4’-四溴联苯醚污染土壤的方法，将2,2’,4,4’-四溴联苯醚污染土壤、稻草、菜叶、麸皮的质量比为(8～20)∶(7～13)∶(3～5)∶(1～3)。其中稻草提供碳源，麸皮主要提供氮源，菜叶作用为提供易降解有机物，土壤提供微生。四种成分的质量比在(8～20)∶(7～13)∶(3～5)∶(1～3)范围内可提供合适的碳氮比，确保堆肥顺利进行。如果超出的话C/N过高造成可供消耗的碳元素多，氮素养料相对缺乏，大多数微生物的生长受到限制，有机物降解缓慢。如果C/N低，可供消耗的碳素少，会导致堆肥温度低、高温期短，腐熟期滞后，并且由于氮素相对过剩，则氮将变成氨态氮而挥发。导致堆肥出现恶臭且氮元素大量损失。(4)本专利技术提供了一种修复2,2’,4,4’-四溴联苯醚污染土壤的方法，堆肥第1d～30d控制堆肥原料含水率为55％～60％有利于微生物的生长。堆肥前期水分过多，降低游离孔隙率，影响空气扩散，易造成厌氧状态，同时产生渗滤液处理问题；水分低于40％，微生物活性降低，堆肥温度随之下降。附图说明为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。图1为堆肥及自然条件下2,2’,4,4’-四溴联苯醚残留率随时间变化的折线散点图。图2为本专利技术实施例1和对比例2中的堆体在堆肥过程中温度变化图。具体实施方式以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。实施例以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。实施例1一种本专利技术的修复2,2’,4,4’-四溴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修复2,2’,4,4’‑四溴联苯醚污染土壤的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、将农业固体废物与2,2’,4,4’‑四溴联苯醚污染土壤混合得到堆肥原料；S2、在所述堆肥原料中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，并接种红球菌属RAH1菌株，进行堆肥，完成对2,2’,4,4’‑四溴联苯醚污染土壤的修复。

【技术特征摘要】
1.一种修复2,2’,4,4’-四溴联苯醚污染土壤的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、将农业固体废物与2,2’,4,4’-四溴联苯醚污染土壤混合得到堆肥原料；S2、在所述堆肥原料中加入脂肪醇聚氧乙烯醚，并接种红球菌属RAH1菌株，进行堆肥，完成对2,2’,4,4’-四溴联苯醚污染土壤的修复。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S2步骤具体为：S2-1、配制脂肪醇聚氧乙烯醚溶液，将所述脂肪醇聚氧乙烯醚溶液和所述堆肥原料混合而得到的混合物；S2-2，将RAH1菌活化后配制成菌悬液，加入到S2-1步骤所述的混合物中；S2-3、调节含水率为45％～60％，进行堆肥。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚溶液的浓度为10g/L～20g/L。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S2-2中所述菌悬液的浓度为1×106CFU/mL～1×107CFU/mL，所述菌悬液的添加量为所述混合物干...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀宁，陈艳容，黎媛萍，曾光明，马騻，袁兴中，晏铭，伍艳馨，张嘉超，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43