[发明专利]一种多溴联苯醚污染土壤的生物泥浆修复方法及专用设备

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体为一种多溴联苯醚污染土壤的生物泥浆修复方法。

背景技术

多溴联苯醚的英文名为Poly Brominated Diphenyl Ethers（简称PBDEs），有四溴联苯醚、五溴、六溴、八溴、十溴等209种同系物。其商品多溴联苯醚是一组溴原子数不同的联苯醚混合物，因此被总称为多溴联苯醚。多溴联苯醚(PBDEs)是一类全球性的有机污染物，由于其持久性、毒性和潜在的生物蓄积性而备受关注，多溴联苯醚是一类环境中广泛存在的全球性有机污染物。由于其具有环境持久性，远距离传输，生物可累积性及对生物和人体具有毒害效应等特性，对其环境问题的研究已成为当前环境科学的一大热点。

多溴联苯醚是我们传统的阻燃剂品种，工业化生产的多溴联苯醚品种有：四溴联苯醚、五溴联苯醚、六溴联苯醚、七溴联苯醚、八溴联苯醚、九溴联苯醚及十溴联苯醚，其中常用的为五溴联苯醚、八溴联苯醚和十溴联苯醚三个品种。作为一种溴系阻燃剂的一大类阻燃物质，由于其优异的阻燃性能，已经越来越广泛的应用于各种消费产品当中。我国PBDEs土壤污染现状：贵屿和清源的电子垃圾产品拆解厂土壤样品中，PBDEs含量非常高。距清源电子垃圾产品拆解厂2公里处的道路土壤中总的PBDEs浓度为191-156 μg/kg ；农田土壤中的浓度为 2.9-207 μg/kg 。贵屿土壤中的PBDEs总浓度2720-4250 μg/kg ，在中国东部莱州湾溴代阻燃剂生产区，土壤样品中也检测到PBDEs,浓度为73-2629 μg/kg，北京东部地区污灌区的农田土中PBDEs的状况，其浓度为501.9-3310.7 ng/kg，平均浓度为1538 ng/kg ，上海市内土壤中PBDEs的总浓度为23.6-3797 ng/kg，太原土壤中浓度为0.016-211.4 ng/kg ，哈尔滨为2.45-55.9 ng/kg ,平均浓度为 26.3 ng/kg。在全球海拔最高的西藏高原，其土壤中也检测到PBDEs，浓度为4.3-34.9ng/kg。

研究表明，PBDEs在各种环境基质中有显著上升甚至呈倍数关系增长，在动物甚至人体脂肪组织、血液、母乳均有检出，因此已成为一类在生态系统中无处不在的污染物。对人体的影响研究发现，从事生产PBDEs的工人甲状腺功能明显减弱。PBDEs在一定条件下，可转变为有毒可致癌的多溴代二苯并咲喃（PBDFs)和多溴代二并二惡。

进入环境可通过多个途径，包括生产与使用过程中的大气排放、含PBDEs废物的回收利用和垃圾填埋场的渗出等。PBDEs可以很容易的从产品中转移到周围环境空气中，这是因为这两种化合物和产品之间不存在化学键的作用。随着新一代信息技术和电子产品的更新，废旧电子产品的数量在全球范围内迅速增加。

生物修复与物理，化学修复相比更加有效，成本更低，对环境影响更小。微生物修复是研究最早，最深入，也是应用最广泛的生物修复技术，微生物修复技术包括生物反应器法，原位修复法，微生物-植物联合修复等方法。本发明采用生物反应器法利用微生物在反应器中修复多溴联苯醚污染土壤。与其他微生物修复方法相比，生物反应器法在有机物污染的土壤有明显的优势，其措施更具针对性，反应条件更容易控制，对环境要求较小，大大缩短治理周期。

生物泥浆反应器(Bioslurryreactor)是用于处理污染土壤的特殊反应器，可建在现场或异地。其基本原理就是用一定比例的水将污染土壤调成泥浆，以液相为介质利用微生物将土壤中有害有机污染物降解为无害的无机物质(如CO2和H2O)，降解过程由改变泥浆的理化条件(包括pH、温度、通气及营养盐添加)来完成。在微生物相互作用和污染物降解途径方面，生物泥浆反应器法和其它生物法，如原位处理的基本原理是相同的。以液相为介质并伴有搅拌的生物泥浆反应器修复法具有以下几个优点:(1)传质速度快，能增加微生物、污染物、营养物三者的接触(2)相对于原位生物修复和其它以固相为介质的现场修复来讲，其修复效率较高(3)修复周期短(4)条件可控，利于温度、pH等反应条件的优化(5)能有效利用生物刺激和生物强化措施(6)可通过表面活性剂和有机溶剂的添加提高污染物的解吸量和生物利用有效性。