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(yùn)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(dòng)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(jī)污染物，在環(huán)境中的持久性很強(qiáng)，危害性較大。其中一些PAHs不僅具有強(qiáng)烈的致癌、致畸和致突變毒性，還能通過食物鏈在動(dòng)植物體內(nèi)逐級(jí)富集和放大，進(jìn)而對(duì)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(kuò)大，如何經(jīng)濟(jì)有效地加以修復(fù)和控制已成為當(dāng)今環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域一大技術(shù)難點(diǎn)。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(jī)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(jī)污染修復(fù)的發(fā)展趨勢(shì)。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(duì)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(duì)以上污染物進(jìn)行修復(fù)有較好的效果。盡管H202氧化法對(duì)土壤中石油類污染物具有一定的氧化去除效果，但對(duì)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(dá)到較理想的修復(fù)效果。植物修復(fù)是一種技術(shù)簡(jiǎn)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(duì)有機(jī)污染土壤的生物修復(fù)作用主要表現(xiàn)在植物對(duì)有機(jī)污染物的直接吸收、植物釋放的各種分泌物或酶類促進(jìn)有機(jī)污染物生物降解及強(qiáng)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(qiáng)土壤透氣性，從而提高降解效率。利用植物對(duì)污染物進(jìn)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(guó)內(nèi)外對(duì)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(jī)污染土壤鮮見報(bào)道。棉花修復(fù)石油油污染土壤具有以下優(yōu)點(diǎn)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(qiáng)，耐旱耐鹽堿，發(fā)達(dá)的須根系統(tǒng)對(duì)存在于表層土壤中污染物的吸收降解極為有效；②我國(guó)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(yíng)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(jī)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(shì)；③棉花作為一種經(jīng)濟(jì)作物具有較大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，并且污染在植物中的富集對(duì)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(shí)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(jìn)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(shí)間內(nèi)石油烴的去除效率較好。每10g土中投加8mlJ^(^最經(jīng)濟(jì)又有效，將土壤中的石油烴的含量大大降低。H202氧化法對(duì)土壤性質(zhì)影響較弱，對(duì)后續(xù)的植物或微生物處理影響較小。H202對(duì)土壤中的微生物生長(zhǎng)存在著促進(jìn)作用，投加適量的H202有利于微生物的生長(zhǎng)，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(duì)石油污染土壤中總石油烴TPHs的降解效率明顯高于單獨(dú)的H202修復(fù)和棉花修復(fù)，并且H202的投加對(duì)棉花的生長(zhǎng)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(shì)主要集中在根部的吸收和降解，因此彌補(bǔ)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(zhǎng)。H202氧化和棉花修復(fù)對(duì)石油烴的去除效率高，棉花發(fā)達(dá)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(dá)到了93.9%，而單獨(dú)的植物降解或化學(xué)降解均不能達(dá)到此降解效率。2本發(fā)明處理高濃度石油污染土壤的費(fèi)用較低，有一定實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。3本發(fā)明修復(fù)石油污染土壤時(shí)間短結(jié)合了化學(xué)修復(fù)及植物修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)，在短時(shí)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(duì)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(jì)價(jià)值。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1H202修復(fù)聯(lián)合植物修復(fù)處理石油污染土壤實(shí)驗(yàn)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(duì)照種植和1組空白對(duì)照，每個(gè)處理水平做3個(gè)重復(fù)。前期化學(xué)修復(fù)14天，總計(jì)127d。實(shí)驗(yàn)條件見表l，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后采集植物及對(duì)應(yīng)的土壤樣品.表l實(shí)驗(yàn)條件<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>污染土壤中石油烴含量為5%時(shí)，127d后黑麥草和棉花的單獨(dú)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(dú)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(shí)驗(yàn)，TPHs的降解率分別為86.5%和93.9%，降解效率明顯比單獨(dú)的植物修復(fù)有所提高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明聯(lián)合植物修復(fù)對(duì)石油污染土壤中總石油烴TPHs的降解效率明顯高于單獨(dú)的H202修復(fù)和植物修復(fù)，并且^02的投加對(duì)植物的生長(zhǎng)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(shì)主要集中在根部的吸收和降解，因此彌補(bǔ)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(duì)石油烴的去除效率最高，達(dá)到了93.9%。證明棉花發(fā)達(dá)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(jìn)行氧化處理最為經(jīng)濟(jì)和有效；H202的一次加入量為8ml/10g土以下對(duì)土壤中的微生物生長(zhǎng)存在著促進(jìn)作用，有利于微生物的生長(zhǎng)。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(dá)5%時(shí)，棉花植物在污染土壤中生長(zhǎng)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(dá)到了93.9%，而單獨(dú)的植物降解或化學(xué)降解均不能達(dá)到此降解效率』202聯(lián)合棉花修復(fù)對(duì)石油污染土壤中總石油烴TPHs的降解效率明顯高于單獨(dú)的H202修復(fù)和植物棉花修復(fù)，并且H202的投加對(duì)植物棉花的生長(zhǎng)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(shì)主要集中在根部的吸收和降解，因此彌補(bǔ)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(zhǎng)；H202氧化和棉花修復(fù)對(duì)石油烴的去除效率高，棉花發(fā)達(dá)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(duì)石油污染土壤中總石油烴的降解效率明顯高于單獨(dú)化學(xué)或植物修復(fù)，且H2O2的投加對(duì)棉花的生長(zhǎng)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(dá)93.9％，而單獨(dú)的植物或化學(xué)降解均不能達(dá)到此降解效率。本方法處理高濃度石油污染土壤費(fèi)用較低，實(shí)際應(yīng)用價(jià)值大，修復(fù)時(shí)間短，兼具化學(xué)和植物修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)，能在短時(shí)間內(nèi)將污染土壤中石油烴濃度降低。文檔編號(hào)B09C1/00GK101722180SQ200910228968公開日2010年6月9日申請(qǐng)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(qǐng)人:南開大學(xué)