一种化学氧化耦合微生物修复有机污染土壤的方法技术

本发明专利技术公开了一种化学氧化耦合微生物修复有机污染土壤的方法。根据所需要修复的土壤质量，按土水比2:1(kg/L)加入浓度为6.67～266.89g/L硫酸亚铁活化剂溶液，待硫酸亚铁活化剂溶液自然渗透土壤后，按土水比2:1(kg/L)加入浓度为0.48～19.04g/L过硫酸钠氧化剂溶液，且硫酸亚铁与过硫酸钠的物质的量之比为12:1；或者根据所需要修复的土壤质量，按土水比1:1(kg/L)加入浓度为0.16～6.32g/L高锰酸钾氧化剂溶液；待氧化剂耗尽后，每隔1周翻动土壤，并保持土壤含水率为20～25％。本发明专利技术操作简单、修复周期短、安全实用，可实现有机污染土壤的原位高效经济修复。

【技术实现步骤摘要】
一种化学氧化耦合微生物修复有机污染土壤的方法
本专利技术涉及有机污染土壤耦合修复
，特别地，涉及一种化学氧化耦合微生物修复有机污染土壤的方法。
技术介绍
近年来，随着我国工业化和城市化进程的加速，留下大量高风险工业污染场地土壤亟需修复，主要污染物包括重金属和有机化合物。这些污染场地直接用于房产开发，其中多环芳烃(PAHs)等有毒有害有机污染物将挥发进入住宅等环境中，威胁人群健康。为确保污染场地土地的安全利用，亟需发展一种经济高效安全的原位修复技术。常见的污染土壤修复技术有气相抽提法、热脱附法、化学淋洗法、氧化还原法和生物修复法。气相抽提和热脱附等方法主要利用有机污染物的挥发性，将有机污染物从土壤中迁移出来，需要一整套的修复装备，但难降解、难挥发的高分子量多环芳烃(HMW-PAHs)，例如苯并芘(BaP)，难以利用此法从土壤中去除。化学淋洗则利用表面活性剂等淋洗液洗脱土壤有机污染物中，但需要增加设备回收淋洗液(ZhuLZ.2012.Controllingtechnologyofinterfacialbehaviorsoforganicpollutantsanditsapplication[J].ActaScientiaeCircumstantiae,32(11):2641-2649)。上述三种方法只是将有机污染物从土壤迁移出，并没有实现有机染物的降解。有机污染物的完全矿化最终需要利用化学氧化还原或生物降解来实现。生物修复是最经济的有机污染土壤修复方式之一，但HMW-PAHs的疏水性和生物大分子结构导致其生物有效性降低，难以被植物和微生物利用。此外土壤中往往不具备高效降解菌，而外加工程菌容易造成生态风险。化学氧化法通常利用氧化剂来实现有机污染土壤的原位修复，但大量投加氧化剂会增加修复成本，同时会对土壤结构、性质和土壤生物造成极大破坏(Ferrarese,E.,etal.,RemediationofPAH-contaminatedsedimentsbychemicaloxidation.Journalofhazardousmaterials2008,152,(1),128-139)。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种化学氧化耦合微生物修复有机污染土壤的方法。该方法操作简单、经济高效，可有效去除土壤难降解有机污染物。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种化学氧化耦合微生物修复有机污染土壤的方法，该方法包括如下步骤：(1)将待修复的苯并芘污染场地土壤的表层进行破碎疏松。(2)根据所需要修复的土壤质量，按土水比2:1(kg/L)加入浓度为6.67～266.89g/L硫酸亚铁活化剂溶液，待硫酸亚铁活化剂溶液自然渗透土壤后，按土水比2:1(kg/L)加入浓度为0.48～19.04g/L过硫酸钠氧化剂溶液，且硫酸亚铁与过硫酸钠的物质的量之比为12:1；(3)每隔1天检测土壤中残留氧化剂浓度，待氧化剂耗尽后，每隔1周翻动土壤，并保持土壤含水率为20～25％，60天后，实现污染场地中土壤的修复。本专利技术另外还提供了一种化学氧化耦合微生物修复有机污染土壤的方法，该方法包括如下步骤：(1)将待修复的苯并芘污染场地土壤的表层进行破碎疏松。(2)根据所需要修复的土壤质量，按土水比1:1(kg/L)加入浓度为0.16～6.32g/L高锰酸钾氧化剂溶液；(3)每隔1天检测土壤中残留氧化剂浓度，待氧化剂耗尽后，每隔1周翻动土壤，并保持土壤含水率为20～25％，60天后，实现污染场地中土壤的修复。进一步地，所述含水率是水的质量与固体颗粒质量之比，以百分率表示，氧化过程改变了土壤微生物的群落结构，使BaP耐性菌比例增加，微生物降解BaP的活性提高；每周检测土壤中的BaP含量，直至达到环境质量标准。进一步地，步骤3中所述的微生物为土著微生物。环境质量标准是指《土壤环境质量标准》(GB15628-1995)或国家、地方发布的相关土壤环境质量标准。本专利技术的有益效果是，本专利技术利用氧化剂溶液直接去除有机污染场地土壤中45％以上的BaP；利用氧化剂对土壤性质和土壤微生物群落结构及活性的改善作用，提高了微生物处理BaP的活性，最终促进了BaP等PAHs的微生物降解，使土壤PAHs等有机污染物达到环境质量标准；由此整个过程中实现了氧化剂对污染物的去除作用和对微生物的修复的增效双重作用。该方法工艺简单、高效经济、绿色安全，适用于大规模应用。附图说明图1为化学氧化耦合微生物修复有机污染土壤工艺流程图；图2为两种氧化剂对土壤总碳的影响图；图3为化学氧化耦合微生物修复PAHs污染土壤的效果图；图4为化学氧化耦合微生物修复BaP污染土壤的效果图；图5为耦合修复期间土著微生物酶活性的变化图。具体实施方式如图1所示，本专利技术提供了一种化学氧化耦合微生物修复有机污染土壤的方法，该方法包括如下步骤：(1)用机械装置将待修复的苯并芘污染场地土壤的表层进行破碎疏松。(2)根据所需要修复的土壤质量，按土水比2:1(kg/L)加入浓度为6.67～266.89g/L硫酸亚铁活化剂溶液，待硫酸亚铁活化剂溶液自然渗透土壤后，按土水比2:1(kg/L)加入浓度为0.48～19.04g/L过硫酸钠氧化剂溶液，且硫酸亚铁与过硫酸钠的物质的量之比为12:1。或者根据所需要修复的土壤质量，按土水比1:1(kg/L)加入浓度为0.16～6.32g/L高锰酸钾氧化剂溶液。(3)每隔1天检测土壤中残留氧化剂浓度，待氧化剂耗尽后，每隔1周用机械装置翻动土壤，并保持土壤含水率为20～25％，所述含水率是水的质量与固体颗粒质量之比，以百分率表示，氧化过程改变了土壤微生物的群落结构，使BaP耐性菌比例增加，微生物降解BaP的活性提高；每周检测土壤中的BaP含量，直至达到环境质量标准。下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。实施例中应用到的各种检测方法简单介绍如下：PAHs的检测方法如下：土壤样品在-40℃下真空冷冻干燥后研磨混匀，取1.0g于22mL离心管中，加入20mL二氯甲烷和正己烷(1:1，v:v)溶液，混匀后超声萃取60min。然后3000r/min离心10min。取1.0mL萃取液至填有2.5g硅胶的层析柱中净化，先后用5mL、10mL体积比为1：1的正己烷-二氯甲烷混合液洗脱，所有的洗脱液收集至50mL圆底烧瓶后于40℃下旋转蒸干。再用2mL甲醇定容，过0.22μm滤膜后用高液相色谱分析。土壤总碳的检测方法如下：取50mg冷冻干燥后的土壤样品于瓷舟中，放入总有机碳仪，在900℃条件下将所有碳转化为二氧化碳并测定二氧化碳浓度。土壤微生物酶活性的检测方法如下：取新鲜土壤样品1g装入12ml圆底试管中，倒入9ml磷酸缓冲液(pH＝7.2,0.01M)后用无菌密封带封口，土壤在涡旋振荡仪上与水溶液充分混匀后，在超声波中进行细胞破碎(每隔7s超声5s，重复5次)。待试管内固液分离后，吸取1ml上清液，过0.45μm水系膜后待测。土壤微生物酶活性用SoilFDAELISA试剂盒测定。将10μL过滤后的上清液和40μL样品稀释液加入微孔板中。将薄膜覆盖在平板上并放入37℃恒温培养箱中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学氧化耦合微生物修复有机污染土壤的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：(1)将待修复的苯并芘污染场地土壤的表层进行破碎疏松。(2)根据所需要修复的土壤质量，按土水比2:1(kg/L)加入浓度为6.67～266.89g/L硫酸亚铁活化剂溶液，待硫酸亚铁活化剂溶液自然渗透土壤后，按土水比2:1(kg/L)加入浓度为0.48～19.04g/L过硫酸钠氧化剂溶液，且硫酸亚铁与过硫酸钠的物质的量之比为12:1；(3)每隔1天检测土壤中残留氧化剂浓度，待氧化剂耗尽后，每隔1周翻动土壤，并保持土壤含水率为20～25％，60天后，实现污染场地中土壤的修复。

【技术特征摘要】
1.一种化学氧化耦合微生物修复有机污染土壤的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：(1)将待修复的苯并芘污染场地土壤的表层进行破碎疏松。(2)根据所需要修复的土壤质量，按土水比2:1(kg/L)加入浓度为6.67～266.89g/L硫酸亚铁活化剂溶液，待硫酸亚铁活化剂溶液自然渗透土壤后，按土水比2:1(kg/L)加入浓度为0.48～19.04g/L过硫酸钠氧化剂溶液，且硫酸亚铁与过硫酸钠的物质的量之比为12:1；(3)每隔1天检测土壤中残留氧化剂浓度，待氧化剂耗尽后，每隔1周翻动土壤，并保持土壤含水率为20～25％，60天后，实现污染场地中土壤的修复。2.一种化学氧化耦合微生物修复有机污染土壤的方法，其特征在于：该方...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱利中，徐申，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33