本發(fā)明涉及污染土壤電動(dòng)修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種利用溶解性有機(jī)質(zhì)提高有機(jī)污染土壤電動(dòng)-微生物修復(fù)方法。

背景技術(shù)：

溶解性有機(jī)質(zhì)是土壤中一種重要的、活躍的化學(xué)組分，它不僅影響土壤的酸堿特性，也影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的有效性、污染物質(zhì)的吸附解吸特性。溶解性有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤中有機(jī)污染物吸附解吸的影響具有雙重作用。一方面，溶解性有機(jī)質(zhì)具有表面活性性質(zhì)，其含有的疏水性組分能與有機(jī)污染物結(jié)合，增加其水溶性，使有機(jī)污染物在土壤中的吸附容量下降或促進(jìn)吸附在土壤上的有機(jī)污染物解吸使其向溶液中釋放。另一方面，溶解性有機(jī)質(zhì)會(huì)和某些有機(jī)污染物競(jìng)爭(zhēng)土壤表面的吸附位點(diǎn)，產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)吸附，從而減少有機(jī)污染物的吸附容量，有利于土壤中有機(jī)污染物的解吸，提高其在土壤溶液中的濃度。此外，溶解性有機(jī)質(zhì)可為微生物提供共代謝底物促進(jìn)難降解有機(jī)污染物的去除。

電動(dòng)-微生物修復(fù)作為一種新的有機(jī)污染土壤修復(fù)技術(shù)越來越受到人們的重視，但由于有機(jī)污染物尤其是難降解有機(jī)污染物生物可利用性差，并且疏水性強(qiáng)、水溶性低，極易與土壤顆粒結(jié)合，從而降低土壤電動(dòng)-微生物修復(fù)效率。在電動(dòng)過程中，向土壤中施加表面活性劑能夠有效的促進(jìn)土壤中污染物的解吸，提高有機(jī)污染物的生物可利用性，增強(qiáng)電動(dòng)修復(fù)效率。但是研究發(fā)現(xiàn)由于表面活性劑本身價(jià)格偏貴且在土壤中的利用率較低，而且有的表面活性劑由于其本身的毒性或者難降解性有可能會(huì)對(duì)土壤造成二次污染。因此在采用助溶劑增強(qiáng)電動(dòng)修復(fù)效率時(shí)應(yīng)充分考慮其環(huán)境友好性以及經(jīng)濟(jì)適用性。

溶解性有機(jī)質(zhì)是由多種有機(jī)化合物組成的復(fù)雜混合物，包括有機(jī)酸、多糖、多肽以及氨基酸等。與其他表面活性劑比較，溶解性有機(jī)質(zhì)無毒、可以被生物降解及對(duì)環(huán)境無污染。因此，利用溶解性有機(jī)質(zhì)提高電動(dòng)-微生物修復(fù)具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種利用溶解性有機(jī)質(zhì)提高有機(jī)污染土壤電動(dòng)-微生物修復(fù)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種利用溶解性有機(jī)質(zhì)提高有機(jī)污染土壤電動(dòng)-微生物修復(fù)方法，將溶解性有機(jī)質(zhì)施加于待修復(fù)有機(jī)污染土壤，而后通過電動(dòng)-微生物的修復(fù)方式對(duì)土壤進(jìn)行修復(fù)，并在電動(dòng)-微生物修復(fù)過程中再加入溶解性有機(jī)質(zhì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤中難降解有機(jī)污染物的修復(fù)效率提高。

所述溶解性有機(jī)質(zhì)的添加量根據(jù)待修復(fù)有機(jī)污染土壤中污染物在土壤中的解吸附特征曲線而定，以污染物解吸量達(dá)到最大值時(shí)溶解性有機(jī)質(zhì)含量作為基準(zhǔn)向土壤中添加溶解性有機(jī)質(zhì)；向土壤中施加溶解性有機(jī)質(zhì)，土壤中溶解性有機(jī)質(zhì)濃度不低于20mgC/kg，保證污染物解吸需要的最大量。

所述溶解性有機(jī)質(zhì)是通過將有機(jī)肥料豬糞或有機(jī)肥綠肥處理后獲得。

其中，有機(jī)肥料豬糞為經(jīng)過充分腐熟后的豬糞。

有機(jī)肥綠肥為新鮮秸稈經(jīng)堆漚后制成的肥料。

所述溶解性有機(jī)質(zhì)是將有機(jī)肥料豬糞或有機(jī)肥綠肥按照1:10-40的固液比與水混合(物料干重g；超純水體積ml)，混合后于室溫下180-200r/min的水平恒溫振蕩機(jī)上振蕩16-20h，然后于4℃、12000-15000r/min下離心20-30min去除雜質(zhì)，上清液經(jīng)0.45μm的濾膜過濾，收集濾液即為溶解性有機(jī)質(zhì)。

所述電動(dòng)-微生物修復(fù)條件：電場(chǎng)采用切換電場(chǎng)，每次切換時(shí)間為5-10min，電壓為0.5-2v/cm，微生物含量為10⁷-10⁸個(gè)/克干土，土壤濕度為20-25％。

其中，微生物可為蠟樣芽胞桿菌、地衣芽孢桿菌或熒光假單胞菌。

本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明修復(fù)方法采用溶解性有機(jī)質(zhì)不僅有助于有機(jī)污染物從土壤顆粒上解吸，而且可為電動(dòng)-微生物修復(fù)過程中微生物提供有利碳源。

2.本發(fā)明修復(fù)方法中所用的溶解性有機(jī)質(zhì)無毒、可以被生物降解，對(duì)環(huán)境無污染，而且成本低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的電動(dòng)-微生物修復(fù)裝置示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1處理前污染土壤中PAHs解吸率隨溶解性有機(jī)質(zhì)濃度變化曲線。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1處理過程中PAHs去除率變化曲線。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1處理70天時(shí)施加溶解性有機(jī)質(zhì)后PAHs去除率變化曲線。

具體實(shí)施方式

以下通過具體的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實(shí)施例所用的電動(dòng)-微生物修復(fù)裝置如圖1。圖中，不銹鋼電極1，土壤室及污染土壤2，電源/自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)3，采樣點(diǎn)4。

在容置待修復(fù)污染土壤的土壤室或待修復(fù)污染土壤2兩端分別插入不銹鋼電極1，兩端插入的不銹鋼電極通過導(dǎo)線與電源/自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)3相連，并在待修復(fù)污染土壤上設(shè)有多個(gè)采樣點(diǎn)4。

本發(fā)明方法利用溶解性有機(jī)質(zhì)的表面活性性質(zhì)及可為微生物提供共代謝碳源的特性來強(qiáng)化難降解有機(jī)污染土壤電動(dòng)-微生物修復(fù)。

該方法以修復(fù)過程土壤中污染物解吸量達(dá)到最大值時(shí)所需的溶解性有機(jī)質(zhì)含量為基礎(chǔ)，向土壤中施加溶解性有機(jī)質(zhì)，土壤中溶解性有機(jī)質(zhì)濃度不低于20mgC/kg，保證污染物解吸需要的最大量，同時(shí)也可滿足微生物共代謝所需的碳源，提高污染土壤的電動(dòng)-微生物整體修復(fù)效率。

實(shí)施例1

本實(shí)施例所用的土壤為焦化場(chǎng)地PAHs污染土壤。將采回的土壤去除雜質(zhì)、風(fēng)干，磨細(xì)過20目篩備用。土壤中溶解性有機(jī)質(zhì)含量為35mg C/kg，多環(huán)芳烴含量為280.3mg/kg，三環(huán)以上PAHs含量為85.2％。將污染土壤逐層裝入土壤室，壓實(shí)備用。

本實(shí)施例設(shè)置2個(gè)處理，其中：處理1作為對(duì)照，在處理前和處理過程中不添加溶解性有機(jī)質(zhì)；處理2在實(shí)驗(yàn)前添加溶解性有機(jī)質(zhì)，并在處理過程中根據(jù)PAHs去除率變化進(jìn)行溶解性有機(jī)質(zhì)添加，添加量根據(jù)污染物在土壤中的解吸附特征曲線而定，以污染物解吸量達(dá)到最大值時(shí)溶解性有機(jī)質(zhì)含量作為基準(zhǔn)向土壤中添加溶解性有機(jī)質(zhì)。

溶解性有機(jī)質(zhì)提取自有機(jī)綠肥豬糞，將有機(jī)綠肥豬糞與水按照1:20的固液比(物料干重g；超純水體積ml)混合，在25℃下200r/min的水平恒溫振蕩機(jī)上振蕩16h，然后于4℃、12000r/min下離心20min進(jìn)行濃縮，上清液過0.45μm的濾膜，濾液中的有機(jī)質(zhì)即為溶解性有機(jī)質(zhì)，采用TOC儀測(cè)定其濃度2630mg C/L。

2個(gè)處理均接種多環(huán)芳烴降解菌(多環(huán)芳烴降解菌為蠟樣芽胞桿菌、地衣芽孢桿菌或熒光假單胞菌)和施加直流電場(chǎng)，接種量為3.6×10⁷cfu/g干土，電場(chǎng)強(qiáng)度為1.0V/cm，采用電極極性切換的運(yùn)行方式，極性切換時(shí)間間隔為5min，土壤濕度為25％。定期采樣，跟蹤監(jiān)測(cè)土壤中PAHs去除率變化，當(dāng)PAHs去除率達(dá)到最大且變化不大時(shí)向土壤中補(bǔ)充溶解性有機(jī)質(zhì)，溶解性有機(jī)質(zhì)補(bǔ)充量根據(jù)當(dāng)時(shí)土壤中PAHs的最大解吸量而定。

由測(cè)定結(jié)果可以看出，在溶解性有機(jī)質(zhì)濃度為210mg C/kg時(shí)，處理前污染土壤中PAHs的解吸率可達(dá)到最大值，繼續(xù)添加溶解性有機(jī)質(zhì)，PAHs解吸率變化不大(圖2)。因此，為了保證污染土壤PAHs的最大解吸率，在實(shí)驗(yàn)前向處理2污染土壤中添加可溶性有機(jī)質(zhì)，使土壤中可溶性有機(jī)質(zhì)的濃度為210mg C/kg。由圖3顯示了2個(gè)處理中PAHs去除率變化，處理2中添加溶解性有機(jī)碳后PAHs的去除率明顯高于未添加溶解性有機(jī)碳的處理1的PAHs去除率。在60天時(shí)處理1的去除率達(dá)到最大值，而處理2在70天時(shí)達(dá)到最大值，且PAHs去除率比處理1高11％。在70天時(shí)根據(jù)土壤中PAHs解吸時(shí)需要的最大溶解性有機(jī)質(zhì)的量，向土壤中繼續(xù)添加溶解性有機(jī)質(zhì)，使土壤中溶解性有機(jī)質(zhì)含量為175mg C/kg，定期測(cè)定土壤中PAHs濃度。結(jié)果顯示，添加溶解性有機(jī)質(zhì)后PAHs的去除率繼續(xù)增大，PAHs去除率提高了15.4％，與處理1相比，PAHs去除率提高了26.7％。