專利名稱：：高濃度石油污染土壤H₂O₂聯(lián)合棉花修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及石油污染土壤的修復(fù)方法，具體地說是一種利用化學(xué)氧化劑前處理和后續(xù)植物修復(fù)高濃度石油污染土壤的方法，采用該方法修復(fù)后土壤中總石油烴含量顯著降低。
背景技術(shù)：
：石油在開采、運輸和加工處理過程中造成了大面積的土壤污染。石油烴是石油用于人類不同活動而產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)，是一類普遍存在于環(huán)境中的優(yōu)先有毒有機污染物，在環(huán)境中的持久性很強，危害性較大。其中一些PAHs不僅具有強烈的致癌、致畸和致突變毒性，還能通過食物鏈在動植物體內(nèi)逐級富集和放大，進而對人類健康造成嚴(yán)重的威脅。隨著石油類污染土壤面積的迅速擴大，如何經(jīng)濟有效地加以修復(fù)和控制已成為當(dāng)今環(huán)境保護領(lǐng)域一大技術(shù)難點。近幾年來，過氧化氫以及芬頓試劑氧化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于有機污染土壤的修復(fù)，并和生物降解聯(lián)合使用，成為土壤有機污染修復(fù)的發(fā)展趨勢。目前已研究處理的污染物主要包括石油烴、五氯苯酚、三氯乙烯(TCE)、殺蟲劑、炸藥(TNT)等，其中對多環(huán)芳烴(PAHs)研究得較多。石油污染土壤中富含芳香烴類污染物，包括BTEX(苯、甲苯和乙苯及二甲苯的同系物)、PAHs(萘、蒽、菲、芘、苯并(a)蒽、苯并(a)芘等)等，研究證明，利用化學(xué)氧化技術(shù)對以上污染物進行修復(fù)有較好的效果。盡管H202氧化法對土壤中石油類污染物具有一定的氧化去除效果，但對高濃度的石油污染土壤化學(xué)方法還存在一定的局限性，只有通過與其他修復(fù)方法的聯(lián)合才能達到較理想的修復(fù)效果。植物修復(fù)是一種技術(shù)簡單，修復(fù)成本低，適用于大面積的表層污染土壤修復(fù)的技術(shù)。作為一種深具發(fā)展?jié)摿Φ纳镄迯?fù)途徑，植物修復(fù)正在受到越來越多的關(guān)注。植物對有機污染土壤的生物修復(fù)作用主要表現(xiàn)在植物對有機污染物的直接吸收、植物釋放的各種分泌物或酶類促進有機污染物生物降解及強化根際微生物的礦化作用等方面。此外，植被也可以有效改善土壤條件、增強土壤透氣性，從而提高降解效率。利用植物對污染物進行修復(fù)受到植物類型、污染物化學(xué)性質(zhì)、土壤環(huán)境、自然氣候等諸多因素的影響。目前國內(nèi)外對修復(fù)植物的研究主要集中在燕麥、黑麥草、紫苜蓿、大麻、豆類等，而利用棉花修復(fù)有機污染土壤鮮見報道。棉花修復(fù)石油油污染土壤具有以下優(yōu)點①棉花作為一種世界范圍內(nèi)廣泛種植的禾本科植物，生命力頑強，耐旱耐鹽堿，發(fā)達的須根系統(tǒng)對存在于表層土壤中污染物的吸收降解極為有效；②我國石油開采區(qū)和高粱的種植區(qū)在很大程度上相互重疊，例如在山東東營的污灌區(qū)內(nèi)大面積種植棉花，利用高粱修復(fù)石油類有機物污染土壤，在土壤環(huán)境和自然氣候方面具有先天優(yōu)勢；③棉花作為一種經(jīng)濟作物具有較大的經(jīng)濟價值，并且污染在植物中的富集對人類的影響較小。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種利用化學(xué)氧化劑前處理和后續(xù)植物修復(fù)高濃度石油3污染土壤的方法。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了H202氧化聯(lián)合棉花修復(fù)石油烴的方法，在pH值58范圍內(nèi)的條件下進行H202氧化處理，H202氧化去除的半衰期分別為68h，并且在較短時間內(nèi)石油烴的去除效率較好。每10g土中投加8mlJ^(^最經(jīng)濟又有效，將土壤中的石油烴的含量大大降低。H202氧化法對土壤性質(zhì)影響較弱，對后續(xù)的植物或微生物處理影響較小。H202對土壤中的微生物生長存在著促進作用，投加適量的H202有利于微生物的生長，H2(^加入的濃度超過8ml/10g土?xí)r，土壤中的活菌落數(shù)開始下降。H202的一次加入量為8ml/10g土。經(jīng)過H202氧化預(yù)處理過的土壤再采用棉花修復(fù)，H202聯(lián)合植物棉花修復(fù)對石油污染土壤中總石油烴TPHs的降解效率明顯高于單獨的H202修復(fù)和棉花修復(fù)，并且H202的投加對棉花的生長并未產(chǎn)生抑制作用，由于在H202修復(fù)存在著中部土壤和下部土壤降解效率較低，而棉花修復(fù)的優(yōu)勢主要集中在根部的吸收和降解，因此彌補了H202修復(fù)的不足；而H202預(yù)處理有利地降低了上部土壤的總石油烴濃度，有利于種子的萌發(fā)和初期的生長。H202氧化和棉花修復(fù)對石油烴的去除效率高，棉花發(fā)達的根系能有效的吸收和降解土壤中的石油烴。本發(fā)明的有益效果l本發(fā)明可有效降解高濃度石油污染的土壤，127d總石油烴的降解率達到了93.9%，而單獨的植物降解或化學(xué)降解均不能達到此降解效率。2本發(fā)明處理高濃度石油污染土壤的費用較低，有一定實際應(yīng)用價值。3本發(fā)明修復(fù)石油污染土壤時間短結(jié)合了化學(xué)修復(fù)及植物修復(fù)的優(yōu)點，在短時間內(nèi)將石油污染土壤降低到較低的濃度。4本發(fā)明能有效降解石油污染土壤中的較難降解的多環(huán)芳烴，通常植物修復(fù)或化學(xué)修復(fù)對多環(huán)芳烴的降解率均較低。5棉花降解高濃度的石油污染土壤具有一定的經(jīng)濟價值。具體實施例方式實施例1H202修復(fù)聯(lián)合植物修復(fù)處理石油污染土壤實驗采用直徑12cm，高14cm的花盆，其中裝700g濃度為50000mg/kg石油污染的土壤，包括2組植物修復(fù)、2組化學(xué)聯(lián)合植物修復(fù)，1組化學(xué)修復(fù)土壤對照種植和1組空白對照，每個處理水平做3個重復(fù)。前期化學(xué)修復(fù)14天，總計127d。實驗條件見表l，實驗結(jié)束后采集植物及對應(yīng)的土壤樣品.表l實驗條件<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>污染土壤中石油烴含量為5%時，127d后黑麥草和棉花的單獨植物修復(fù)后土壤中TPHs的降解率分別為45.2%和48.9%;而單獨H202修復(fù)的降解率也只有63.4%，在11202聯(lián)合植物修復(fù)的過程中H202預(yù)處理一周結(jié)合黑麥草和棉花的I組和II組實驗，TPHs的降解率分別為86.5%和93.9%，降解效率明顯比單獨的植物修復(fù)有所提高。實驗結(jié)果表明聯(lián)合植物修復(fù)對石油污染土壤中總石油烴TPHs的降解效率明顯高于單獨的H202修復(fù)和植物修復(fù)，并且^02的投加對植物的生長并未產(chǎn)生抑制作用，由于在11202修復(fù)存在著中部土壤和下部土壤降解效率較低，而植物修復(fù)的優(yōu)勢主要集中在根部的吸收和降解，因此彌補了&02修復(fù)的不足；在五種不同的組合方式中II組11202氧化和棉花修復(fù)對石油烴的去除效率最高，達到了93.9%。證明棉花發(fā)達的根系能有效的吸收和降解土壤中的石油烴。權(quán)利要求一種高濃度石油污染土壤的化學(xué)聯(lián)合植物修復(fù)方法，其特征在于，該法是化學(xué)氧化與農(nóng)業(yè)作物聯(lián)合修復(fù)工藝系統(tǒng)；先經(jīng)過化學(xué)氧化處理，再采用農(nóng)業(yè)作物修復(fù)處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用的化學(xué)氧化為H202氧化，氧化劑為30%的工業(yè)11202;H202氧化石油烴的pH值為58，去除的半衰期為68h;H202投加量為每10g土投加8mLH202進行氧化處理最為經(jīng)濟和有效；H202的一次加入量為8ml/10g土以下對土壤中的微生物生長存在著促進作用，有利于微生物的生長。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用的農(nóng)業(yè)作物為棉花；污染土壤中石油烴含量達5%時，棉花植物在污染土壤中生長受到的明顯的抑制作用，經(jīng)過11202氧化預(yù)處理過的土壤再采用棉花修復(fù)，127d總石油烴的降解率達到了93.9%，而單獨的植物降解或化學(xué)降解均不能達到此降解效率』202聯(lián)合棉花修復(fù)對石油污染土壤中總石油烴TPHs的降解效率明顯高于單獨的H202修復(fù)和植物棉花修復(fù)，并且H202的投加對植物棉花的生長并未產(chǎn)生抑制作用；H202修復(fù)存在著中部土壤和下部土壤降解效率較低，而植物棉花修復(fù)的優(yōu)勢主要集中在根部的吸收和降解，因此彌補了H202修復(fù)的不足；而H202預(yù)處理有利地降低了上部土壤的總石油烴濃度，有利于棉花種子的萌發(fā)和初期的生長；H202氧化和棉花修復(fù)對石油烴的去除效率高，棉花發(fā)達的根系能有效的吸收和降解土壤中的石油烴。全文摘要本發(fā)明涉及石油污染土壤的修復(fù)方法，具體地說是一種利用化學(xué)氧化劑前處理和后續(xù)植物修復(fù)高濃度石油污染土壤的方法，采用該方法修復(fù)后土壤中總石油烴含量大大降低。采用H2O2氧化聯(lián)合植物修復(fù)石油烴污染土壤，H2O2一次投加量為8ml/10g土，經(jīng)過H2O2氧化預(yù)處理過的土壤再采用棉花修復(fù)，H2O2聯(lián)合棉花修復(fù)對石油污染土壤中總石油烴的降解效率明顯高于單獨化學(xué)或植物修復(fù)，且H2O2的投加對棉花的生長不產(chǎn)生抑制作用。本方法可有效修復(fù)高濃度石油污染的土壤，127d總石油烴降解率達93.9％，而單獨的植物或化學(xué)降解均不能達到此降解效率。本方法處理高濃度石油污染土壤費用較低，實際應(yīng)用價值大，修復(fù)時間短，兼具化學(xué)和植物修復(fù)的優(yōu)點，能在短時間內(nèi)將污染土壤中石油烴濃度降低。文檔編號B09C1/00GK101722180SQ200910228968公開日2010年6月9日申請日期2009年12月4日優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日發(fā)明者尹玉玲,朱瑩佳,李志花,肖羽堂,許雙雙申請人:南開大學(xué)