一种用于修复疏水有机物污染土壤的固化剂及其应用方法技术

本发明专利技术涉及一种用于修复疏水有机物污染土壤的固化剂及其应用方法，所述固化剂为含有油凝胶化剂、活化腐植酸、微生物降解菌剂的混合水溶液。所述的固化剂还含有增稠剂；混合水溶液中油凝胶化剂、活化腐植酸、微生物降解菌剂、增稠剂和水按重量比为(0.2‑0.5)：(1‑8)：0.5：(0.5‑2)：(90‑98)。本发明专利技术的固化剂通过油凝胶化剂吸附固化疏水有机污染物，具有两亲性质的活化腐植酸吸附在油凝胶表面形成大量油气界面，加速微生物降解菌对疏水有机污染物的降解作用，同时还具有很好的生物亲和性，能一定程度上刺激植物生长，提高土壤有机质含量，促进土壤团粒化结构形成，改善土壤板结。为保护农田环境，为促进设施农业的可持续发展提供技术支持。

A solidifying agent for remediation of hydrophobic organic contaminated soil and its application

The invention relates to a solidifying agent for repairing soil polluted by hydrophobic organic matter and its application method. The solidifying agent is a mixed aqueous solution containing oil gelling agent, activated humic acid and microbial degrading bacteria agent. The curing agent also contains thickening agents; the oil gelatinizer, activated humic acid, microbial degradation bacteria agent, thickening agent and water are mixed in water solution by weight ratio (0.2 to 0.5): (1 8 8):0.5: (0.5 2 2): (90 98). The solidifying agent of the present invention adsors and solidified hydrophobic organic pollutants through the oil gelatinizer, and has two affinity activated humic acid adsorbed on the surface of the oil gel to form a large number of oil-gas interface, accelerating the degradation effect of the microbial degradation bacteria on hydrophobic organic pollutants, and having good biocompatibility, which can stimulate plant growth to a certain extent, improve the content of organic matter in the soil and promote the growth of soil organic matter. Soil aggregation structure is formed to improve soil compaction. To protect the farmland environment and provide technical support for the sustainable development of facility agriculture.

【技术实现步骤摘要】
一种用于修复疏水有机物污染土壤的固化剂及其应用方法
本专利技术涉及一种用于修复疏水有机物污染土壤的固化剂及其应用方法，属于环境保护领域。
技术介绍
近年来，随着工农业的迅速发展，各种污染物通过化肥、农药的滥用，工矿企业废弃物肆意排放等途径源源不断的进入土壤，并且在土壤中不断累积，导致土质下降、功能衰退，造成了生态环境的日益恶化，严重威胁农业的可持续发展乃至人类的安全健康。其中以有机氯、石油烃、多环芳烃等为代表的疏水有机污染物污染对土壤的造成的破坏尤为严重。美国EPA优先控制名录指出：1200个受污染土壤中，49％的场地是受到疏水有机污染物污染。目前，在我国现有的约1×108hm2耕地中，近1/5受到不同程度的疏水有机污染物污染，每年造成粮食减产达2.5×109kg，造成的直接经济损失超过200亿元。面对如此严峻的形势，采取环保而高效的方法，开展针对疏水有机物污染土壤修复技术的研究势在必行。污染土壤修复技术的研究起步于20世纪70年代，随着土壤污染物种类的增多，相关的治理技术也在不断进行更新与发展，目前针对土壤有机物污染的治理方法主要有中国专利文献CN101053689A公开的还原法、中国专利文献CN102513345A公开的臭氧氧化法、中国专利文献CN104438298A公开的动植物修复法、中国专利文献CN203875107U公开的抽真空法、中国专利文献CN104307860A公开的淋洗法、中国专利文献CN103881727公开的固化法、中国专利文献CN103506378A公开的热脱附法、中国专利文献CN103551373A公开的微波法等。这些方法虽然能在一定程度上对有机物污染土壤进行修复，但都存在各自的不足。固化稳定化技术被广泛地应用于疏水有机物污染土壤修复中，现阶段固化剂多采用硅酸盐水泥混合吸附性材料的形式制备而成，其中吸附性材料以活性炭或有机膨润土最为普遍。然而这些传统固化剂存在诸多弊端，此类固化剂仅将此类有机污染物封闭起来，并未进行分解以降低毒性，其修复后的土体碱性较高，不利于对有机污染物有降解能力的微生物生存，同时降雨条件下易产生碱性浸出液，改变周围土体和水体的酸碱平衡，对周边生物产生不利影响。综上所述，针对现有固化剂修复疏水有机污染物复合污染土具有的上述缺陷，寻找一种能固化稳定并能同时分解疏水有机污染物，固化效率高，成本低廉，性能稳定，材料来源广泛且环境友好的新型固化剂成为业内人士日益关注的焦点。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种能同时吸附、固化、分解疏水有机污染物、安全高效、适用性强且不会对土壤造成不良影响的固化剂。该固化剂能够吸附土壤中疏水有机污染物，并与有机污染物形成油溶性凝胶，富集固定有机污染物，形成大量油气界面，加速微生物降解菌对疏水有机污染物的降解作用。本专利技术还提供一种用于修复疏水有机物污染土壤的固化剂的应用方法。本专利技术的技术方案如下：一种用于修复疏水有机物污染土壤的固化剂，所述固化剂为含有油凝胶化剂、活化腐植酸和微生物降解菌剂的混合水溶液；所述的油凝胶化剂为12-羟基硬脂酸、N-月桂酰-L-谷氨酸、D-丙氨酸、L-丙氨酸、二乙基磷酸铝中的一种或任意两种以上的组合；所述的活化腐植酸为采用磺化法活化后的腐植酸，其水溶性≥97％；所述的微生物降解菌剂包括假单胞菌、分枝杆菌、灰葡萄孢菌中的一种或任意两种以上的组合。根据本专利技术优选的，所述的固化剂还含有增稠剂；进一步优选的，所述的增稠剂为羧甲基纤维素钠。根据本专利技术优选的，所述的固化剂为油凝胶化剂、活化腐植酸、微生物降解菌剂、增稠剂和水，按重量比为(0.2-0.5)：(1-8)：0.5：(0.5-2)：(90-98)的混合溶液。根据本专利技术优选的，所述的疏水有机物污染土壤中的疏水有机污染物为苯、甲苯、苯乙烯、二甲苯、萘、菲、芘、苯并芘中的一种或两种以上的任意组合。用于修复疏水有机物污染土壤的固化剂的制备方法，取油凝胶化剂、活化腐植酸加入水中搅拌混合均匀，然后加入增稠剂混合均匀，最后加入微生物降解菌剂，即得用于修复疏水有机物污染土壤的固化剂。利用固化剂进行修复疏水有机物污染土壤的方法，包括步骤如下：(1)先将上述固化剂按照1-3米的间隔距离，使用施肥枪注入至疏水有机物污染土壤内，注入深度为0.6～0.8m；(2)然后采用冲施浇灌的方法将注入的固化剂施入疏水有机物污染土壤表层中；(3)最后对修复污染土壤区域进行为期21～35天的浇水养护，即可修复所述疏水有机物污染土壤。根据本专利技术优选的，步骤(1)中，所述固化剂的注入量为疏水有机物污染土壤最大持水量的30-40％。根据本专利技术优选的，步骤(2)中，所述固化剂的施入量为疏水有机物污染土壤最大持水量的50-70％。根据本专利技术优选的，步骤(3)中，所述对修复污染土壤区域的最佳浇水养护的时间为28天。除非另有说明，本专利技术所涉及的“％”均为重量百分比。本专利技术所使用的原料未特别说明的均为常规市售。使用时，本专利技术固化剂的加入量根据不同的疏水有机污染物污染程度改变，土壤疏水有机污染物污染程度越高，固化剂的加入量越高，固化剂与土壤的液固比随土壤的疏水有机污染物污染程度增加。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术中固化剂的关键原料为油凝胶化剂，油凝胶化剂中含有大量酰胺键，会形成大量分子间氢键形成纤维状聚集体，在土壤中接触到疏水有机污染物后，会依靠范德华力使纤维聚集体相互结合和三维化，与疏水有机污染物形成油溶性凝胶，形成的凝胶又能进一步吸附疏水有机污染物，对疏水有机污染物进行富集固定。固化剂中的活化腐植酸具有表面活性，会吸附在油溶性凝胶周围，形成气固界面，微生物菌降解疏水有机物的酶类既不能水溶也不能油溶，但在气固界面间却有非常高的活性，因此气固界面的增加会有利于疏水有机物被微生物降解菌剂降解对疏水有机污染物的降解作用。2、使用本专利技术的固化剂修复后，残留在土壤中的油凝胶化剂、活化腐植酸及增稠材料均易降解，不会对土壤产生二次污染。本专利技术中的固化剂还具有很好的生物亲和性，能一定程度上刺激植物生长，提高土壤有机质含量，促进土壤团粒化结构形成，改善土壤板结。其中活化腐植酸作为有机碳源施入土壤后可以改善原有土壤板结的情况，增加土壤有机质、孔隙度等各项理化指标，促进植物对土壤中氮磷钾与轻质微量元素的吸收，从而达到固化降解疏水有机污染物，保障粮食安全的同时增加土壤肥力增加亩产的双重效果。同时为保护农田环境，为促进设施农业的可持续发展提供技术支持。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明，但不仅限于此。实施例中所用原料说明如下：12-羟基硬脂酸、N-月桂酰-L-谷氨酸、D-丙氨酸、L-丙氨酸、二乙基磷酸铝：细颗粒状，国药集团化学试剂有限公司有售，含量≥99％，活化腐植酸：棕黑色粉末，活化方法采用磺化法，金正大生态工程集团股份有限公司提供，含量≥99％，微生物降解菌剂(包括假单胞菌、分枝杆菌、灰葡萄孢菌)：江西省天意生物技术开发有限公司有售，羧甲基纤维素钠：粉末状，济南海普化工有限公司有售。实施例中的疏水有机物污染土壤采自山东省济南市某钢工厂周围土壤样品，100m2，按照《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)中规定的方法检测土壤中疏水有机物的含量。监测结果为苯的含量范围在ND本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于修复疏水有机物污染土壤的固化剂，所述固化剂为含有油凝胶化剂、活化腐植酸和微生物降解菌剂的混合水溶液；所述的油凝胶化剂为12‑羟基硬脂酸、N‑月桂酰‑L‑谷氨酸、D‑丙氨酸、L‑丙氨酸、二乙基磷酸铝中的一种或任意两种以上的组合；所述的活化腐植酸为采用磺化法活化后的腐植酸，其水溶性≥97％；所述的微生物降解菌剂包括假单胞菌、分枝杆菌、灰葡萄孢菌中的一种或任意两种以上的组合。

【技术特征摘要】
1.一种用于修复疏水有机物污染土壤的固化剂，所述固化剂为含有油凝胶化剂、活化腐植酸和微生物降解菌剂的混合水溶液；所述的油凝胶化剂为12-羟基硬脂酸、N-月桂酰-L-谷氨酸、D-丙氨酸、L-丙氨酸、二乙基磷酸铝中的一种或任意两种以上的组合；所述的活化腐植酸为采用磺化法活化后的腐植酸，其水溶性≥97％；所述的微生物降解菌剂包括假单胞菌、分枝杆菌、灰葡萄孢菌中的一种或任意两种以上的组合。2.根据权利要求1所述的用于修复疏水有机物污染土壤的固化剂，其特征在于，所述的固化剂还含有增稠剂；进一步优选的，所述的增稠剂为羧甲基纤维素钠。3.根据权利要求1所述的用于修复疏水有机物污染土壤的固化剂，其特征在于，所述固化剂为油凝胶化剂、活化腐植酸、微生物降解菌剂、增稠剂和水，按重量比为(0.2-0.5)：(1-8)：0.5：(0.5-2)：(90-98)的混合溶液。4.根据权利要求1所述的用于修复疏水有机物污染土壤的固化剂，其特征在于，所述的疏水有机物污染土壤中的疏水有机污染物为苯、甲苯、苯乙烯、二甲苯、萘、菲、芘、苯并芘中的一种或两种以上的任意组合。5.根据权利要求1所述的用于修复疏水...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈玉文，林海涛，范文静，马征，刘苹，宋效宗，王江涛，
申请(专利权)人：山东省农业科学院农业资源与环境研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37