[发明专利]苯并(a)芘污染土壤的异位修复方法

说明书

 

技术领域

本发明属于污染土壤修复技术领域，尤其涉及苯并(a)芘污染土壤的快速生物修复方法。

背景技术

多环芳烃是我国环境中的重要持久性有机污染物之一，尤其是苯并(a)芘的毒性通常占总多环芳烃毒性当量的50%以上。土壤介质作为多环芳烃的重要库和汇，可通过食物链传递及放大作用，对生态和人体健康造成严重的潜在危害。因此，土壤中苯并(a)芘的快速去除一直是多环芳烃污染土壤修复研究的重点和难点。

发明内容

解决的技术问题：本发明的目的是提供一种基于土壤pH、水分与温度综合调控的苯并(a)芘污染土壤异位修复方法。

技术方案：一种苯并(a)芘污染土壤的异位修复方法，采用恒温恒湿的环境调控措施，具体修复方法为：（1）土壤颗粒准备：首先将污染土壤风干，碾碎到粒径约2 mm；（2）调节土壤酸碱度：用稀盐酸调节土壤pH到4.5~5.5；（3）调节土壤水分：第一次调节土壤水分到40±5%田间持水量，搅拌混匀并平铺成8~10 cm厚的土层，然后均匀加水使土壤水分到达60±5%田间持水量；（4）土壤培养：放置40±2℃下避光恒温、恒湿、透气培养，持续时间为30~40天，在不同污染土壤中苯并(a)芘的去除率可达37~99%。

有益效果：土壤水分和温度是控制土壤微生物生长的重要环境因子。水分影响土壤的通气状况和氧化还原电位，影响苯并(a)芘的生物有效性和土壤微生物活性。微生物主要在好氧条件下对苯并(a)芘进行氧化开环降解，水分条件既要能满足微生物生长对水的要求，有要能满足土壤有足够的空隙，维持较高的氧化还原电位，有利苯并(a)芘的降解。土壤温度影响酶促反应的速度，在一定的范围内，提高温度，通常会提高酶的活性，及其酶促反应的速率。研究结果表明在土壤水分为田间持水量的60±5%左右，40±2℃培养28天，三种污染土壤（加气站，钢铁厂和焦化厂污染）中苯并(a)芘的去除率分别为99%，37.8%和66.5%。通过温度和水分的综合调控，对苯并(a)芘污染土壤具有较好的修复效果。

附图说明

图1. 不同水分条件下土壤中苯并(a)芘含量变化；

图2. 不同温度条件下土壤中苯并(a)芘含量变化；

具体实施方式

以下结合实例对本发明作进一步的描述：

实施例1：

1.1 供试土壤

供试土壤采自长江三角洲某典型多环芳烃污染农田土壤。土壤样品风干，拣出杂质，过10目筛后备用。土壤基本理化性质为有机质含量23.4 g/kg，全氮1.44 g/kg，全磷0.86 g/kg，全钾12.3 g/kg，阳离子代换量15.6 cmol/kg，pH值4.5。土壤中苯并(a)芘为1.18 mg/kg。

1.2 试验设计

1.2.1水分条件实验

土壤水分设4个水平：分别为田间持水量的21.7%、43.4%、65.1%和86.8%。称取供试土壤50.0 g于150 mL玻璃三角瓶中，加入所需量的无菌蒸馏水混匀后放置28℃恒温培养箱中避光培养。每个处理3次重复。在培养第10、20、30、50和80天取样，经冷冻干燥后过60目筛，4℃保存供苯并(a)芘的分析。

1.2.3温度条件实验

称取100 g供试土壤，加入20 mL无菌蒸馏水，混匀后装入250 mL玻璃三角瓶，再用滴管滴加5.0 mL蒸馏水，塞上硅胶塞，分别在温度为25℃、40℃恒温培养箱中避光培养，每个处理设3次重复。在培养第10天、20天、40天和60天取样，经冷冻干燥后过60目筛，4℃保存供苯并(a)芘的分析。

1.2.3 优化条件验证实验

称取供试土壤50.0 g，加10 mL无菌蒸馏水混匀，装入150 mL玻璃三角瓶，再滴加2.5 mL蒸馏水，盖上瓶塞，40℃避光培养，设3次重复。28天后结束培养，样品经冷冻干燥后测定苯并(a)芘含量。

1.2.4 扩大培养实验

称取污染土壤5.0 kg，加1000 mL无菌蒸馏水混匀后平铺成厚度为8 cm左右的土层，再均匀加水250 mL，放置40℃恒温培养箱中遮光培养40天。

1.3 土壤中苯并(a)芘的分析