本發(fā)明涉及一種過硫酸鹽耦合土著微生物刺激修復(fù)石油烴污染土壤的方法，屬于石油污染土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，場地污染已成為世界性問題，尤其是有機物場地污染，西方發(fā)達(dá)國家將其列為當(dāng)今世界上“三大環(huán)境問題”之一。石化行業(yè)也存在復(fù)雜的有機污染隱患。石油開采、貯存及運輸過程中泄漏事故屢有發(fā)生，對受其污染的土壤進行有效治理成為社會關(guān)注的焦點；煉化行業(yè)由于物料十分復(fù)雜，平均每年產(chǎn)生大量的罐底泥、池底泥，多年的煉油化工生產(chǎn)過程，使場區(qū)及周邊的土壤積累了大量的石油烴類污染物，且污染物中含有大量難降解的物質(zhì)和吸附作用強的石油烴類物質(zhì)，具有污染源復(fù)雜、污染濃度高、分布范圍廣、去除難度大等特點。

現(xiàn)有的石油烴污染土壤修復(fù)方法有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)等方法。傳統(tǒng)的物理化學(xué)修復(fù)方法雖然對污染物類型和濃度不敏感、修復(fù)時間短，但成本高且容易帶來二次污染；微生物修復(fù)方法雖然修復(fù)時間長，但成本相對低廉，通過吸收、降解和轉(zhuǎn)化土壤中的污染物，使污染物的濃度降低到可接受的水平?；瘜W(xué)氧化修復(fù)劑，如芬頓、類芬頓、過硫酸鹽等，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于石油烴污染場地的修復(fù)。而微生物修復(fù)作為一種環(huán)境友好、經(jīng)濟性高的修復(fù)技術(shù)，在石油烴土壤污染修復(fù)領(lǐng)域得到了廣泛的研究。

因此，將微生物手段與化學(xué)氧化手段相耦合將是石油烴污染土壤修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域科學(xué)研究和工程應(yīng)用的必然發(fā)展趨勢。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述的缺點和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種土著微生物營養(yǎng)源刺激劑。

本發(fā)明的目的還在于提供上述土著微生物營養(yǎng)源刺激劑在修復(fù)石油烴污染土壤中的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的還在于提供一種過硫酸鹽氧化耦合土著微生物刺激修復(fù)石油烴污染土壤的方法。

為達(dá)到上述目的，一方面，本發(fā)明提供一種土著微生物營養(yǎng)源刺激劑，以該土著微生物營養(yǎng)源刺激劑的總重量為100％計，其包含：

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，在該土著微生物營養(yǎng)源刺激劑中，優(yōu)選地，所述麥稈和生物炭的粒度均為10-40目。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，在該土著微生物營養(yǎng)源刺激劑中，優(yōu)選地，所述動物糞便為經(jīng)風(fēng)干處理后的動物糞便，其粒度為10-40目。其中，在本發(fā)明具體實施方式中，該動物糞便先經(jīng)風(fēng)干后，再依次進行粉碎、研磨及過篩操作，進而得到粒度為10-40目的動物糞便。

本發(fā)明對該土著微生物營養(yǎng)源刺激劑的制備方法不做具體要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)場需要進行合理配制，只要保證可以實現(xiàn)本發(fā)明目的即可，在本發(fā)明具體實施方式中，其按照以下步驟制備得到：

先將麥稈或生物炭與動物糞便混合后，再向混合物中加入磷酸銨、碳酸鹽、硝酸鹽及磷酸氫銨。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，在該土著微生物營養(yǎng)源刺激劑中，所用碳酸鹽、硝酸鹽均為本領(lǐng)域使用的常規(guī)碳酸鹽、硝酸鹽。

另一方面，本發(fā)明還提供了上述土著微生物營養(yǎng)源刺激劑在修復(fù)石油烴污染土壤中的應(yīng)用。

又一方面，本發(fā)明還提供了上述過硫酸鹽氧化耦合土著微生物刺激修復(fù)石油烴污染土壤的方法，其包括以下步驟：

(1)、將過硫酸鹽水溶液加入到事先經(jīng)充分粉碎的石油烴污染的土壤中，攪拌條件下，使得所述過硫酸鹽水溶液與該土壤發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，得到經(jīng)氧化處理后的土壤；

(2)、攪拌條件下，向步驟(1)中得到的經(jīng)氧化處理后的土壤中加入土著微生物營養(yǎng)源刺激劑，以進行土壤的修復(fù)。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，在該方法中，優(yōu)選地，步驟(1)中所述石油烴污染的土壤的粒度為10-40目。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，在該方法中，優(yōu)選地，以所述過硫酸鹽水溶液的總體積計，該過硫酸鹽水溶液的濃度為0.5-1.0mol/L。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，在該方法中，優(yōu)選地，步驟(1)中所述石油烴污染的土壤與過硫酸鹽水溶液的固液體積比為1:2-1:3。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，在該方法中，優(yōu)選地，所述過硫酸鹽包括過硫酸鈉和/或過硫酸鉀。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，在該方法中，優(yōu)選地，步驟(1)中控制過硫酸鹽水溶液流經(jīng)土壤的速度為8-11cm/h。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，在該方法中，優(yōu)選地，步驟(1)中所述反應(yīng)時間為5-7天。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，在該方法中，優(yōu)選地，從步驟(1)中氧化反應(yīng)結(jié)束至修復(fù)結(jié)束，維持石油烴污染土壤的飽和持水度為55-60％。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，在該方法中，優(yōu)選地，步驟(2)中，以所述土著微生物營養(yǎng)源刺激劑的總重量為100％計，該土著微生物營養(yǎng)源刺激劑包含：

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，在該方法中，所述麥稈和生物炭的粒度均為10-40目。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，在該方法中，所述動物糞便為經(jīng)風(fēng)干處理后的動物糞便，其粒度為10-40目。其中，在本發(fā)明具體實施方式中，該動物糞便先經(jīng)風(fēng)干后，再依次進行粉碎、研磨及過篩操作，進而得到粒度為10-40目的動物糞便。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，在該方法中，優(yōu)選地，所述土著微生物營養(yǎng)源刺激劑的添加量為經(jīng)氧化處理后的土壤體積的2-3％。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，在該方法中，優(yōu)選地，步驟(2)中所述修復(fù)時間為2-12個月。

根據(jù)本發(fā)明的具體實施方案，該方法是在常溫下進行的。

本發(fā)明提供了一種石油烴污染土壤的修復(fù)方法，具體是采用向待修復(fù)的石油烴污染土壤中加入過硫酸鹽水溶液，再向經(jīng)氧化預(yù)處理的土壤中按照一定比例添加好養(yǎng)微生物刺激所需的營養(yǎng)源，完成修復(fù)；本發(fā)明所提供的方法單獨使用過硫酸鹽而不使用任何激活劑，再聯(lián)合使用土著微生物營養(yǎng)源刺激劑以進行修復(fù)。

通過模擬實驗研究結(jié)果證明本發(fā)明提供的利用過硫酸鹽氧化聯(lián)合土著微生物刺激修復(fù)石油烴污染土壤的方法是可行的，并具有良好的應(yīng)用潛力。該方法與傳統(tǒng)單獨的污染土壤治理中的物理、化學(xué)、微生物方法相比，具有修復(fù)效率高、費用低、可操作性強、環(huán)境風(fēng)險小等特點，且具有良好的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益，為石油烴污染土壤環(huán)境修復(fù)提供了一種新的方法。

附圖說明

圖1為在本發(fā)明實施例提供的過硫酸鉀氧化耦合土著微生物刺激修復(fù)石油烴污染土壤的方法中，不同修復(fù)時間內(nèi)，土壤中石油烴濃度的變化關(guān)系曲線圖；

圖2為在本發(fā)明實施例提供的過硫酸鉀氧化耦合土著微生物刺激修復(fù)石油烴污染土壤的方法中，不同修復(fù)時間內(nèi)，土壤酶活性的變化關(guān)系曲線圖；

圖2中，曲線從上到下依次為過氧化氫酶、脫氫酶、多酚氧化酶及脲酶的活性隨修復(fù)時間的變化關(guān)系。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，現(xiàn)結(jié)合以下具體實施例及說明書附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行以下詳細(xì)說明，但不能理解為對本發(fā)明的可實施范圍的限定。

實施例1

本實施例提供了一種過硫酸鉀氧化耦合土著微生物刺激修復(fù)石油烴污染土壤的方法，其包括以下步驟：

聯(lián)合技術(shù)對土壤的修復(fù)在室溫(25-27℃)、大號PE容器中進行。

將過硫酸鉀配制成濃度為0.5mol/L的水溶液，按照固液比(體積比)為1:2的比例，將過硫酸鉀水溶液加入到過40目篩的土壤中。使溶液通過重力作用和毛細(xì)現(xiàn)象、土壤攪拌的方法，透過(控制流速為10cm/h，)受污染的土壤進行氧化反應(yīng)，反應(yīng)時間為6天。

過硫酸鉀化學(xué)氧化聯(lián)合土著微生物刺激土壤修復(fù)模擬試驗：

使經(jīng)過硫酸鉀氧化處理后的石油烴污染土壤的飽和持水度維持在60％，然后立即加入土著微生物營養(yǎng)源刺激劑，其添加量為經(jīng)氧化處理后土壤體積的3％；其中，以該土著微生物營養(yǎng)源刺激劑的總重量為100％計，其包含：磷酸銨39％、碳酸鹽25％、硝酸鹽2％、磷酸氫銨2％、麥稈18％、牛糞14％。

從過硫酸鉀氧化結(jié)束開始，整個土著微生物刺激實驗周期為70天，實驗過程中取樣分析。

實驗內(nèi)容如下：

(1)過硫酸鉀化學(xué)氧化聯(lián)合土著微生物刺激修復(fù)下，不同修復(fù)時間內(nèi)，土壤中石油烴濃度的變化關(guān)系曲線圖如圖1所示；

從圖1中可以看出，在修復(fù)前10天內(nèi)，石油烴降解率很低，僅在1.53-2.07％，這是因為在該時間內(nèi)微生物生長處于適應(yīng)期，該階段的微生物數(shù)量較少，生長代謝速度慢，導(dǎo)致石油烴降解率不高。

修復(fù)第20-30天，石油烴的降解率迅速提高，說明在該時間段內(nèi)微生物的生長進入了對數(shù)期，通過適量添加土著微生物營養(yǎng)源刺激劑可以有效延長對數(shù)期，從而可提高微生物的修復(fù)效果。

修復(fù)的第40-50天，在該時間段內(nèi)，微生物繼續(xù)維持了較高的石油烴降解速率，此時石油烴濃度下降對微生物的毒害作用減小，加上充足的營養(yǎng)物質(zhì)、水分、攪拌供氧使得微生物的新陳代謝活動穩(wěn)定，石油烴降解率持續(xù)增高。

在修復(fù)的第60-70天，石油烴降解速率呈下降趨勢，這可能是因為隨著微生物的生長，土壤中的氮源、磷源等不斷被消耗，微生物的生長開始進入衰亡期，該階段微生物細(xì)胞還可能釋放出大量的有毒有害物質(zhì)，抑制了微生物本身的生長，影響了土壤的修復(fù)效果。但是，從圖1中可以看出，經(jīng)過70天的生物修復(fù)，石油烴降解率最高可達(dá)77％以上，而空白組(空白組的樣品為向石油烴污染土壤中加入過硫酸鉀水溶液進行氧化反應(yīng)，反應(yīng)6天后得到的樣品，且使該空白組樣品的飽和持水度維持在60％)僅為14％，說明經(jīng)過硫酸鉀氧化預(yù)處理可以明顯改善后續(xù)的土著微生物的修復(fù)效果。

(2)過硫酸鉀化學(xué)氧化聯(lián)合土著微生物刺激修復(fù)下，不同修復(fù)時間內(nèi)，土壤酶活性的變化關(guān)系曲線圖如圖2所示；圖2中，曲線從上到下依次為過氧化氫酶、脫氫酶、多酚氧化酶及脲酶的活性隨修復(fù)時間的變化關(guān)系。

從圖2中可以看出，在生物修復(fù)過程中，土壤中的土壤脲酶、過氧化氫酶、脫氫酶、多酚氧化酶的活性發(fā)生了較大的變化，隨著土壤中微生物的數(shù)量不斷增加，各類酶的活性總體上是逐漸變高。