[发明专利]类芬顿和微生物联用修复多环芳烃污染土壤的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于修复遭受多环芳烃污染的土壤的方法，属于污染土壤修复技术领域。

背景技术

多环芳烃具有致癌、致畸、致突变特性，疏水性强且极难被微生物降解，因此在富含有机质的土壤中广泛存在，土壤中的多环芳烃占其所有环境总储量的九成以上。随着工业化进程的加快，多环芳烃的大量使用和排放，使土壤中多环芳烃的含量不断积累，对人类健康和生态环境造成了极大威胁，修复多环芳烃污染土壤已成为生态环境领域的研究热点。

多环芳烃污染土壤的修复方法主要有物理、化学、生物三大类。常见的物理法有气相抽提、热解吸等，这类方法对高挥发性的低环多环芳烃修复处理效率较高，但会破坏土壤结构，且能耗和成本较高，实用性不强。多环芳烃污染土壤的化学、生物修复方法使用较为广泛，常见的化学修复法有化学淋洗、化学氧化等，具有成本低、处理量大、见效快等优点，但可能造成二次污染，且可能对土壤结构和成分造成不可逆的破坏。生物修复技术有植物修复和微生物修复，具有修复成本低，环境友好的优势，但修复周期较长。

近年来，芬顿(或类芬顿)氧化法修复多环芳烃污染土壤成为土壤化学修复领域的一个热点。芬顿(或类芬顿)氧化法的原理是基于二价铁与双氧水的反应形成强氧化剂羟基自由基的原理来快速氧化分解有机污染物。但在污染土壤修复过程中，由于土壤组成的复杂性、低传质性，该方法仍存在很多亟待解决的瓶颈。一是二价铁源，氧化反应需要稳定、持续的二价铁来源以保证其可持续性；二是双氧水的浓度与稳定性问题，双氧水浓度过高会对土壤微生物和有机质造成不可逆的破坏，过低则氧化能力变弱，且双氧水自身很容易发生无效分解生产氧气和水；三是土壤修复产生的二次污染问题。

目前，修复多环芳烃污染农田土壤的技术有多种。如中国专利文献CN10155943公开的《用于原位连续修复多环芳烃污染农田土壤的植物套种方法》、CN101947542A公开的《利用灵芝和玉米套种修复多环芳烃污染农田土壤的方法》、CN10129140140公开的《一种用于修复多环芳烃污染农田土壤的农艺方法》、CN103691734A公开的《一种阴-非混合表面活性剂强化黑麦草、根际微生物来修复多环芳烃污染农田土壤的方法》以及CN1017975141A公开的《一种修复多环芳烃污染农田土壤的生态方法》。这些方法都是通过种植农作物来修复多环芳烃污染的农田土壤，虽不产生二次污染，但修复周期长、修复效率低，劳动强度大，在修复遭受多环芳烃污染的农田土壤时，具有一定局限性。

可见，开发一种清洁、高效、低成本的多环芳烃污染土壤修复方法极有必要。

发明内容

针对现有多环芳烃污染土壤修复技术存在的二次污染、效率低、成本高等缺陷，本发明提出一种修复效果好、效率高、成本低，不会二次污染的类芬顿和微生物联用修复多环芳烃污染土壤的方法，同时提供一种实现该方法的系统。

本发明的类芬顿和微生物联用修复多环芳烃污染土壤的方法，包括如下步骤：

(1)将炭包覆多孔泡沫铁微细颗粒与过硼酸钠或过氧化尿素和柠檬酸盐(柠檬酸钠或柠檬酸钾)粉体按质量比为70-90:5-15:5-15的比例混合均匀，配成混合物，将混合物均匀撒入受污染土壤，每千克污染土壤撒入混合物20-60g；

(2)将质量浓度为0.05％的双氧水溶液按每千克污染土壤喷施40-100mL的比例均匀喷入受污染土壤，通过吸附、微电解及氧化还原作用，将土壤中的多环芳烃污染物富集并去除；土壤中污染物被充分降解5-8天后，将炭包覆多孔泡沫铁微细颗粒回收；

(3)将氧化微杆菌(Microbacterium oxydans)吉2和红球菌(Rhodococcus sp.)lxb-6的菌悬液按体积比1:1-1:3的复配比例制成混合菌悬液，并按每千克污染土壤喷施20-60mL的比例均匀喷入受污染土壤，将仍残留于土壤中的多环芳烃通过微生物降解的方式去除。

氧化微杆菌吉2和红球菌lxb-6均购于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号分别为CGMCC NO.9072和CGMCC No.3715。

所述步骤(1)中炭包覆多孔泡沫铁微细颗粒的制备方法，是：

按照1-2.5g葡萄糖、5-15g多孔泡沫铁微细颗粒与40mL水的比例，先将葡萄糖溶解于水中，制成葡萄糖溶液，再向葡萄糖溶液中投入多孔泡沫铁微细颗粒，配成混合液；将上述混合液置于水热反应釜中，在120-180℃加热2-6小时，反应后将多孔泡沫铁微细颗粒取出，用去离子水洗涤后烘干，即制得炭包覆多孔泡沫铁微细颗粒。