一种石油烃污染土壤修复剂及其制备与使用方法技术

本发明专利技术公开了一种石油烃污染土壤修复剂及其制备与使用方法，属于土壤修复技术领域。本发明专利技术公开保护的石油烃污染土壤修复剂包括小麦秸秆生物炭、海泡石、粉煤灰及过氧化钙纳米微胶囊，通过利用各种原料的性质进行科学的配比，混合使用促进石油烃降解菌的活性与丰度，从而针对石油烃农田污染土壤进行修复。本发明专利技术所提供的土壤修复剂能有效降低土壤的石油烃含量，从根本上防止石油烃进入农田植物体内，具有成本低、操作简便及易于推广等优点。本发明专利技术提供的土壤修复剂不仅能够增强石油烃污染土壤中的石油烃降解菌的降解能力，以降低石油烃浓度，而且所用原料常见且易得，均无污染无超标，不会造成二次污染。

A soil remediation agent for petroleum hydrocarbon pollution and its preparation and Application

The invention discloses a petroleum hydrocarbon contaminated soil remediation agent and a preparation and use method thereof, belonging to the technical field of soil remediation. The petroleum hydrocarbon contaminated soil remediation agent protected by the invention includes wheat straw biochar, sepiolite, fly ash and calcium peroxide nano microcapsules. By using the properties of various raw materials for scientific proportion, the mixed use can promote the activity and abundance of petroleum hydrocarbon degrading bacteria, so as to repair the petroleum hydrocarbon contaminated soil in farmland. The soil repairing agent can effectively reduce the content of petroleum hydrocarbon in the soil, fundamentally prevent the petroleum hydrocarbon from entering the farmland plants, and has the advantages of low cost, simple operation and easy popularization. The soil remediation agent provided by the invention can not only enhance the degradation ability of the petroleum hydrocarbon degrading bacteria in the petroleum hydrocarbon polluted soil, so as to reduce the concentration of petroleum hydrocarbon, but also the raw materials are common and easy to obtain, all of which are pollution-free and non-standard, and will not cause secondary pollution.

【技术实现步骤摘要】
一种石油烃污染土壤修复剂及其制备与使用方法
本专利技术属于土壤修复
，具体涉及一种石油烃污染土壤修复剂及其制备方法。
技术介绍
石油作为一种重要的能源是现代经济的血液，随着日常生活、工业生产、航天军工等的迅速发展，石油的消耗量在逐年升高，同时在石油加工、运输、储存和利用过程中的各种泄露事故也造成了土壤的石油烃污染。农田土壤是人类获取食物和其他可用资源的基础，近年来，发生了多起石油烃污染农田土壤的事故，石油烃进入土壤中后，对土壤环境质量有着各方面的影响，一方面土壤中石油烃的积累可以导致土壤孔隙堵塞，阻碍植物根系的呼吸与吸收，引起根系腐烂，影响植物的根系生长，同时，石油烃也会在植物中富集最终通过食物链进入人体体内，引起环境风险和人体健康风险；另一方面，没有被土壤吸附的石油烃可能渗入地下并污染地下水，增加污染范围，从而对人类生存环境的多个层面产生广泛影响。因此，综上所述，这些石油烃有机污染场地严重威胁着周围的环境状况、居民健康以及土地的再利用，迫切需要采取快速高效的措施治理。在去除土壤有机污染物的方法中，原位化学氧化法因为具有修复成本相对低、修复见效快、操作简便等优点被广泛应用。然而，传统的土壤修复剂对有机污染物的降解效率并不理想，且对土壤养分、理化性质影响大，易造成二次污染。因此，开发一种能有效去除石油类污染物且反应温和、能耗低、无有害废弃物产生的土壤修复剂成为了本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种石油烃污染土壤修复剂及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种石油烃污染土壤修复剂，所述修复剂包括的组分及其占所述土壤修复剂的重量份数：小麦秸秆生物炭40～55份、海泡石15～30份、粉煤灰15～25份、过氧化钙纳米微胶囊5～15份。优选的，所述修复剂包括的组分及其占所述土壤修复剂的重量份数：小麦秸秆生物炭45～50份、海泡石15～25份、粉煤灰15～20份、过氧化钙纳米微胶囊10～15份。优选的，所述修复剂包括的组分及其占所述土壤修复剂的重量份数：小麦秸秆生物炭48份、海泡石20份、粉煤灰20份、过氧化钙纳米微胶囊12份。需要说明的是，本专利技术公开保护的石油烃污染土壤修复剂包括小麦秸秆生物炭、海泡石、粉煤灰及过氧化钙纳米微胶囊，具体作用机理如下：本专利技术公开选用的小麦秸秆生物炭含碳量较高，能有效提高土壤肥力，且可以作为微生物的碳源被微生物利用；石油烃降解菌能充分利用生物炭提供的碳源，石油烃降解菌能迅速生长繁殖，提高丰度，更有效的完成石油烃降解过程；此外，原料中的粉煤灰为碱性物质可提高土壤的pH，修复剂使用过程中适当调节粉煤灰用量，控制土壤pH在7～8.5之间，为石油烃降解菌降解石油烃提供良好的弱碱性环境；在酸性较强的农田石油烃污染土壤中可增加粉煤灰用量，pH的上升可激活部分石油烃降解菌的活动。并且，本申请将小麦秸秆生物炭、粉煤灰与海泡石配合使用，其中海泡石在土壤中部分镁会解离出来，有益于增加土壤中镁元素的含量，对于镁需求量较大的作物，如稻谷、玉米、大豆等粮食作物和芒果、龙眼、荔枝等水果的产量和品质都有很好的提升作用。另外，海泡石具有很强的吸附性，且在土壤中，随着活化改性脱镁的增加，孔结构改善，比表面积进一步增加，吸附作用增强。海泡石的吸附主要是物理吸附，在土壤“湿润-干燥”的变化过程中，还能够产生“聚集”石油烃污染物的作用。此外，本申请利用过氧化钙纳米微胶囊中过氧化钙的强氧化性与腐植酸的吸附性，提高了有机污染物的降解效率，可有效解决传统修复剂效率低、在土壤环境中不易分散及对土壤养分影响较大的缺陷。综上所述，本专利技术公开保护的石油烃污染土壤修复剂因能够增强石油烃降解菌的降解能力而降低石油烃含量，因此，本专利技术提供了一种能有效去除石油类污染物且反应温和、能耗低、无有害废弃物产生的土壤修复剂，极具市场应用与推广价值。优选的，所述过氧化钙纳米微胶囊按重量份数计，由如下组份组成：过氧化钙5～10份、腐植酸1～3份、壳聚糖5～10份；其中过氧化钙是由CaCl2、H2O2、NaOH和氨水制得，且过氧化钙-腐植酸纳米复合材料的粒径为100～200nm。本专利技术申请还请求保护一种石油烃污染土壤修复剂的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：(1)将小麦秸秆清洗后烘干、剪断，随后于300℃～350℃的温度条件下裂解4～5小时，过筛得到小麦秸秆生物炭；(2)称取配方量的过氧化钙、腐植酸、壳聚糖，并采用化学共沉淀法制备粒径为100～200nm的过氧化钙-腐植酸纳米复合材料，随后取适量壳聚糖溶于醋酸溶液中配置壳聚糖溶液；(3)称取适量步骤(2)制得的过氧化钙-腐植酸纳米复合材料溶于冰醋酸配制成混合溶液，随后将混合溶液缓慢滴入经步骤(2)配制的壳聚糖溶液中，边滴加边搅拌，并在反应体系中滴加NaOH溶液维持体系pH在10～11之间，待反应完毕，静置过夜，最终离心洗涤、干燥和过筛即得过氧化钙纳米微胶囊；(4)分别称取配方量的粉煤灰、海泡石、经步骤(2)制备的小麦秸秆生物炭及经步骤(3)制备的过氧化钙纳米微胶囊混合均匀，即得所述石油烃污染土壤修复剂。上述石油烃污染土壤修复剂或通过上述制备方法制得的土壤修复剂的使用方法，包括以下步骤：在使用时，先将土壤修复剂施入到石油烃污染土壤中，搅拌均匀，再补水至土壤持水量保持在55～65％，放置25～30天。优选的，所述土壤修复剂的用量为土壤质量的3～5％。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术提供了一种石油烃污染土壤修复剂及其制备与使用方法，具有如下优异效果：1、本专利技术提供的土壤修复剂利用各种原料的性质进行科学的配比，混合使用促进石油烃降解菌的活性与丰度，从而针对石油烃农田污染土壤进行修复；本专利技术所提供的土壤修复剂能有效降低土壤的石油烃含量，从根本上防止石油烃进入农田植物体内，具有成本低、操作简便及易于推广等优点；2、本专利技术提供的土壤修复剂能够增强石油烃污染土壤中的石油烃降解菌的降解能力，从而显著降低石油烃浓度，以防止石油烃进入农作物中，从根本上防止石油烃进入食物链，保障食品安全；并且本专利技术提供的土壤修复剂所用原料较为常见且易得，均无污染无超标，不会造成二次污染；3、本专利技术公开的制备方法是在现有技术之上，对修复剂的降解性能、吸附性能及分散性能做进一步优化，可一步原位合成基于过氧化钙-腐植酸纳米复合材料的土壤修复剂，且所用囊壁材料为环境友好的天然有机物壳聚糖，不会对土壤产生新的污染。综上所述，通过本专利技术公开的制备方法能够得到一种有效去除石油类污染物且反应温和、能耗低、无有害废弃物产生的土壤修复剂，该技术方案极具市场应用与推广价值。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种石油烃污染土壤修复剂，其特征在于，所述修复剂包括的组分及其占所述土壤修复剂的重量份数：小麦秸秆生物炭40～55份、海泡石15～30份、粉煤灰15～25份、过氧化钙纳米微胶囊5～15份。/n

【技术特征摘要】
1.一种石油烃污染土壤修复剂，其特征在于，所述修复剂包括的组分及其占所述土壤修复剂的重量份数：小麦秸秆生物炭40～55份、海泡石15～30份、粉煤灰15～25份、过氧化钙纳米微胶囊5～15份。


2.根据权利要求1所述的一种石油烃污染土壤修复剂，其特征在于，所述修复剂包括的组分及其占所述土壤修复剂的重量份数：小麦秸秆生物炭45～50份、海泡石15～25份、粉煤灰15～20份、过氧化钙纳米微胶囊10～15份。


3.根据权利要求1所述的一种石油烃污染土壤修复剂，其特征在于，所述修复剂包括的组分及其占所述土壤修复剂的重量份数：小麦秸秆生物炭48份、海泡石20份、粉煤灰20份、过氧化钙纳米微胶囊12份。


4.根据权利要求1～3任一所述的一种石油烃污染土壤修复剂，其特征在于，所述过氧化钙纳米微胶囊按重量份数计，由如下组份组成：过氧化钙5～10份、腐植酸1～3份、壳聚糖5～10份；其中过氧化钙是由CaCl2、H2O2、NaOH和氨水制得，且过氧化钙-腐植酸纳米复合材料的粒径为100～200nm。


5.如权利要求1～3任一所述的石油烃污染土壤修复剂的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
(1)将小麦秸秆清洗后烘干、剪断，随...

【专利技术属性】
技术研发人员：周嘉泰，杨华，
申请(专利权)人：北京上水环境科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11