[发明专利]利用堆肥或矿化垃圾修复氯代有机物污染的方法

说明书

技术领域

本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种利用堆肥或矿化垃圾修复氯代有机物污染的方法。

背景技术

堆肥和填埋作为固体废弃物广泛采用的处理方式，在堆制或填埋过程中有机废弃物通过腐殖化、矿化作用最终形成大量的胡敏酸类物质。研究表明，胡敏酸可作为电子受体接受胞外微生物传递出来的电子，同时被还原后的胡敏酸也可充当电子供体，将电子再次传递给铁氧化矿物。胡敏酸这种胞外电子穿梭功能，在富铁环境下可以实现电子的长距离运输，从而促进具备有氧化还原活性污染物的降解。胡敏酸的电子转移能力，主要因为其结构中含有苯醌基团、含氮含硫基团以及络合金属的氧化还原点对等电子穿梭基团。相比于天然胡敏酸，堆肥胡敏酸结构较为简单，微生物稳定性较弱，在还原反应过程中部分组分可被胞外呼吸菌用作营养源。不同物料、不同堆肥周期堆制的产品中胡敏酸组成基团电子转移能力及被微生物可利用程度存在较大差异。因此，合理调配不同类型矿化垃圾或堆肥胡敏酸比例，将可同时满足土著胞外微生物利用其作为电子穿梭体和营养源的功能。

氯代有机物曾作为杀虫剂、农药、木材防腐剂和防霉剂等被人类广泛使用，从而造成世界范围内的土壤及水体污染。由于氯代有机物的残留对人体健康和生态环境构成极大威胁，众多国家将其大部分种类列为优先控制污染物。由于氯代有机物的标准氧化还原电位的对联R～Cl/R～H介于250mV～600mV之间，因此这类化合物的降解通常不易采用好氧处理实现，却可在厌氧条件下可被微生物和还原性物质还原脱氯。因此，厌氧修复技术一直是氯代有机物污染修复的研究热点。在众多厌氧修复技术中，厌氧生物修复技术因具有环境友好、修复成本低廉等优点，常作为首选方法应用于氯代有机物污染土壤和黑臭底泥修复中。但氯代有机物修复方法同样具有弊端，其中最为主要的是修复周期长，修复速率慢。限制氯代苯酚修复速率最为主要的因素是受污环境电子供体和电子穿梭体匮乏。通过施加营养物质如乳酸盐和糖类等虽能解决电子供体，但其显著增加修复成本。而电子穿梭体的缺乏较难补充，主要由于大部分化学合成的电子穿梭体都具有一定的毒性且其结构较为稳定，施入环境后极易造成环境的二次污染。而天然电子穿梭体资源过于匮乏，提取成本较高，应用受到抑制。堆肥及矿化垃圾胡敏酸来源广、价格低，其氧化还原特征电势低于大部分氯代有机物，同时胡敏酸富铁条件下形成的还原氛围，将能进一步促进氯代有机物的还原脱氯。

发明内容

为了解决现有技术中氯代有机物污染土壤生物修复方法因受污环境电子供体和电子穿梭体匮乏导致的修复周期长，修复成本高的问题，本发明提供了一种利用堆肥或矿化垃圾修复氯代有机物污染的方法。

本发明的利用堆肥或矿化垃圾修复氯代有机物污染的方法，包括：检测待修复土壤或底泥的理化性质和污染物组成；将待修复土壤或底泥与包含胡敏酸、富铁原料和微生物菌剂的修复制剂混合后，在厌氧条件下进行生物修复。

所述理化性质包括有机质含量、无机盐、铁氧化物含量，所述污染物组成包括污染物类别及含量。

所述胡敏酸由不同堆制时间的木质纤维素类堆肥产品、蛋白类堆肥产品或不同矿化年限的矿化垃圾，按比例混合后按碱溶～酸沉淀法提取制备。

所述富铁原料包括铁矿物、废铁屑及砖红壤中的一种或多种，破碎后过10～100目筛，优选地，所述铁矿物包括赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿及菱铁矿中的一种或多种。

所述微生物来源于后期堆肥或老龄矿化垃圾原料，接种后采用LB培养基对其进行培养获得菌悬液，并进行二级扩大培养获得微生物菌剂，微生物数量大于10⁸CFU。优选地，所述微生物包括变形菌门、厚壁菌门、放线菌门中的一种或多种。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明充分利用矿化垃圾或堆肥中的胡敏酸可同时作为微生物营养源和电子穿梭体的特性，科学调配不同物料、不同周期堆肥中的胡敏酸添加比例，在富铁环境和厌氧还原条件下，强化后期堆肥胞外呼吸菌对氯代有机物的脱氯性能，显著缩短了修复周期。

(2)本发明中的原料可根据修复场地附近资源有机调配，来源广泛、成本低廉，既能高效治理氯代有机物污染，又实现了固体废弃物资源化利用。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。