一種硝基化合物污染土壤的原位生物修復(fù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污染土壤修復(fù)領(lǐng)域，特別涉及一種針對硝基化合物污染土壤的原位生物修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]硝基化合物污染土壤主要來源于由軍工企業(yè)產(chǎn)生的三硝基甲苯(TNT)堿性紅水、一硝基甲苯(MNT)廢水等因滲漏對廠區(qū)附近的土壤造成的污染。經(jīng)過數(shù)十年的日積月累，污染場地面積及深度均在不斷擴大，嚴(yán)重威脅了當(dāng)?shù)氐乇硭|(zhì)安全，造成了嚴(yán)重的社會問題。污染土壤中含有較高濃度的MNT、二硝基甲苯(DNT)、TNT、二硝基甲苯磺酸鈉等物質(zhì)，傳統(tǒng)方法難以對其進(jìn)行有效處理，如何修復(fù)這種污染土壤受到了國內(nèi)外專家的關(guān)注。
[0003]目前，國內(nèi)外用于硝基化合物污染土壤的治理方法包括非生物處理方法和生物修復(fù)技術(shù)兩類。非生物處理方法有填埋法或填海法和焚燒法等。填埋法或填海法只是將污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移，未能從真正意義上達(dá)到清除污染物的目的，且處理費用較高。在生物法處理硝基化合物污染土壤的技術(shù)被研宄和應(yīng)用之前，焚燒法是唯一被廣泛應(yīng)用的處理方法，利用有機物在高溫下易分解的特點，在高溫下焚燒去除污染物，具有污染物破壞完全、去除效率高和自動化控制強等優(yōu)點，但由于焚燒條件要求苛刻，成本較高，且該法存在爆炸風(fēng)險，燃燒產(chǎn)生的氣體如NO2會污染大氣，難以大規(guī)模處理污染土壤。硝基化合物污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)主要有:自然衰減法、土地耕作法、生物強化法、堆肥法、生物泥漿法、植物修復(fù)法和根際修復(fù)法。與傳統(tǒng)的焚燒法相比，生物修復(fù)技術(shù)是一種經(jīng)濟、有效、環(huán)境友好的土壤修復(fù)方法，具有價格低廉、適應(yīng)性強、操作簡單的優(yōu)點。目前，國內(nèi)外都在大力發(fā)展生物修復(fù)土壤技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足之處，提供一種切實有效的原位生物降解修復(fù)硝基化合物污染土壤的工藝。
[0005]本發(fā)明的目的可通過下述方式來實現(xiàn):通過微生物降解和植物修復(fù)的方式對土壤中的污染物進(jìn)行原位降解處理，主要按下述步驟順序進(jìn)行:
[0006]平整土地:選定100m2的污染場地，采用裝載機進(jìn)行場地平整，要求不改變污染層的土壤結(jié)構(gòu)，平面度不小于3%。；
[0007]有機質(zhì)植入:深翻深度為0.8?1.2m(根據(jù)污染場地實際污染范圍確定)之內(nèi)的土壤，投加有機質(zhì)、營養(yǎng)鹽和微生物，與污染土壤充分混合；
[0008]微生物的培養(yǎng)及投加:每天向微生物培養(yǎng)池中加入生活污水或自來水、微生物和營養(yǎng)鹽，經(jīng)曝氣培養(yǎng)后噴灑至污染場地表面；每天向污染場地均勻投加一定量的微生物和營養(yǎng)鹽；打開噴灌設(shè)施，連續(xù)灌水，每天灌水量為40?60m3，此過程持續(xù)10?15天；
[0009]耕種層土壤的改良:待場地表面無積水后，投加尿素、NaH2POjP羊糞，犁耕翻曬；
[0010]植物的栽培和養(yǎng)護(hù):根據(jù)前期實驗室研宄，種植紅柳、苜蓿、蘆葦和馬蓮，用生活污水連續(xù)噴灌3?5天，待植物成活后，根據(jù)植物習(xí)性進(jìn)行分類管理。
[0011]所述的微生物主要為假單胞菌屬(Pseudomonas sp.)、嗜有機甲基桿菌屬(Methylobacterium organophilum sp.)、氫.胞菌屬(Hydrogenophaga sp.)、固氮螺菌屬(Azospirillum zeae sp.)、Bosea氧化硫硫桿菌屬(Bosea th10xidans sp.);所述的營養(yǎng)鹽主要為NaH2PO4和尿素；所述的有機質(zhì)主要為秸桿和羊糞。
[0012]所述的有機質(zhì)植入過程，有機質(zhì)、NaH2PO4、尿素和微生物的投加量分別為8?1g/kg 土、0.5 ?0.8g/kg 土、0.5 ?0.8g/kg 土和 0.06 ?0.09g/kg 土。
[0013]所述的微生物培養(yǎng)，投加微生物和營養(yǎng)鹽的量分別為0.2?0.4kg/m3水和2?4kg/m3水，持續(xù)曝氣24小時，溶解氧含量為3?4mg/L。
[0014]所述的微生物投加，微生物和營養(yǎng)鹽的投加量分別為0.01?0.02g/kg 土和0.1?0.15g/kg 土，先將微生物粉用水混合，然后均勾灑在污染場地表面。
[0015]所述的耕種層土壤改良，投加尿素、NaH2PO4和羊糞的量分別為0.1?0.2g/kg 土、0.1?0.2g/kg 土和4?5g/kg 土，耕土深度為20?30cm，瞭曬3?5天后，碎土把平待播種。
[0016]所述的植物栽培和養(yǎng)護(hù)，蘆葦種植在場地的田畦內(nèi)，密度7?9株/m2，共種植500m2;苜蓿種植面積500m2，種子用量1.5?2kg ;
可選的，還可以選擇性的種植紅柳和馬蓮提供輔助性的改良，例如，紅柳主要種植于修復(fù)場地四周，每叢5?8株，叢距1.5?2m ;馬蓮主要種植在田畦堰兩側(cè)，株距60?80cm。
[0017]在室外條件下，按權(quán)利要求1所述的步驟修復(fù)一年后，土壤中的硝基化合物濃度可由600mg/kg降至50mg/kg，土壤浸出液急性毒性可降低70%;修復(fù)二年后，土壤中污染物含量可達(dá)到《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB15618-2009)中的農(nóng)業(yè)用地標(biāo)準(zhǔn)。
[0018]本發(fā)明可適用于TNT廢水、DNT廢水、MNT廢水、硝基苯廢水、苯胺類廢水污染土壤的原位修復(fù)。
[0019]本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有下列優(yōu)點:
[0020](I)采用適于硝基化合物降解的優(yōu)勢降解菌如假單胞菌屬(Pseudomonas sp.)、嗜有機甲基桿菌屬(Methylobacterium organophilum sp.)、氫.胞菌屬(Hydrogenophagasp.)、固氮螺菌屬(Azospirillum zeae sp.)、Bosea 氧化硫硫桿菌屬(Bosea th10xidanssp.)等，可快速有效地降解土壤中的污染物，顯著降低土壤的浸出毒性，縮短污染土壤的修復(fù)周期。
[0021](2)采用原位生物修復(fù)方法，可大幅降低土壤的修復(fù)成本，避免物化法修復(fù)引起的二次污染問題。
[0022](3)修復(fù)過程簡單易行，適宜修復(fù)各種規(guī)模的污染場地。
[0023](4)修復(fù)過程中投加農(nóng)家肥、秸桿和尿素，可顯著增強土壤的肥力。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明修復(fù)硝基化合物污染土壤方法的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0025]下面列舉I個實例，對本發(fā)明加以進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不只限于這個實例。
[0026]采用本發(fā)明原位修復(fù)我國某軍工廠TNT紅水污染的土壤，【具體實施方式】如下:
[0027](I)平整土地:以100m2作為一個修復(fù)單元，在每個修復(fù)單元四周筑坡修堰，坡頂距坡底80cm，在坡底處挖深30cm的溝渠用于排水。
[0028](2)有機質(zhì)植入:用挖掘機深翻深度為Im之內(nèi)的土壤，投加有機質(zhì)、NaH2PO4、尿素和微生物，投加量分別為8.3g/kg 土、0.67g/kg 土、0.67g/kg 土和0.08g/kg 土，使其與污染土充分混合。
所使用的有機質(zhì)為:秸桿和羊糞。
所使用的微生物是含有假單胞菌屬(Pseudomonas sp.)、嗜有機甲基桿菌屬(