[发明专利]一种污染土壤或沉积物中烃类的生物修复工艺

说明书

本发明涉及利用微生物、营养物和生物表面活性剂对被碳氢化合物污染的土壤和污泥进行生物修复的方法。更具体地说，本发明涉及一种用于在土壤或沉积物中微生物降解碳氢化合物的生态系统，培养微生物生长所需的营养素和生物表面活性剂，其增加微生物和碳氢化合物之间的接触面积。

技术领域

本发明涉及对石油烃(TPHs)和多环芳烃(PAHs)污染的土壤和沉积物的修复。更具体地，本发明涉及使用微生物和植物基表面活性剂的土壤修复过程。

背景技术

生物修复可定义为利用微生物、植物或酶降解环境中的污染物。其中的生物堆是一种原位生物修复技术，已被广泛用于修复在土壤和沉积物中的石油化工污染物。生物处理包括将受污染的固体或者干燥的沉积物堆积到桩中，通过创造最佳或接近最佳的生长条件来刺激好氧微生物种群的生物降解活动(Jorgensen et al.2000)。这包括通过曝气、调节pH和湿度水平以及添加营养物(氮和磷)等来引入利于微生物生长的元素。作为这些最佳生长条件的结果，增强的微生物活性导致生物可降解有机污染物(Gomez 2013)的快速降解。生物活性的有效性已经成功地在实验室和田间规模上展示了一系列不同种类的烃类(Rojas et al.2007，Xu et al.2014)。

传统生物堆存在许多局限性。需要持续的操作和维护活动，这导致高能耗和低成本。此外，生物堆可能是一个非常缓慢的过程。因此，需要开发一种快速、经济、节能的功能协同修复工艺来修复碳氢化合物污染的土壤或沉积物。

发明内容

本发明的目的是将培养的土著微生物、植物表面活性剂和营养物质添加到生物系统中，以实现更有效的修复系统。根据本发明，提供了一种具有成本效益和生态友好的生态修复系统，用于修复碳氢化合物污染的土壤或沉积物。此系统包括：(1)定制特定地点的微生物群落，包括污染物降解细菌。该组分被封装在海藻酸钠、琼脂糖、聚乙烯醇(PVA)、丙烯酰胺(ACAM)、聚乙二醇中，本发明的污染物降解的微生物最好是从同一土壤中分离得到的，并且是非转基因的；本发明属于红球菌、罗氏菌、产碱菌、链霉菌、农杆菌、无色杆菌、微球菌、芽孢杆菌、放线菌、枝孢属、葡萄球菌、不动杆菌、黄单胞菌、鞘氨醇单胞菌、节杆菌属。黄杆菌，棒状杆菌，短杆菌等；(2)生物表面活性剂和营养素。生物表面活性剂可以是任何基于植物的表面活性剂或表面活性剂合成的活细胞，如槐糖脂和鼠李糖脂。

土壤预处理

1)将受污染的土壤与培养的细菌、生物表面活性剂、营养盐和水混合；

2)设计一个生物反应堆，梯形的形状，从底部到顶部为2∶1，高度为1m～3m，长度为3m～100m。

生态圈建设

(1)将穿孔管以大约1m的间隔放置在横跨生态圈长度的不透水膜上；(2)将污染土壤的基底层以1m间隔的多孔管和一层定制设计的微生物联合体放置；(3)管道高度在50-500cm的连续层中。

附图说明

图1示出了根据本发明的生态圈的侧面剖视图。生态圈：1.植物盖层；2.清洁土层；3穿孔管；4.海藻酸钠包封的细菌联合体；5.重型衬里；6.渗滤液收集通道。

图2显示了在两年间中的一个实施方案的中的生态土壤平均pH值和水分百分比。

图3显示了从两年的实施方案中的一个实施方案中的生态土壤中可溶性硝酸盐和磷酸盐的平均水平。

图4示出了从两年的实施例中的一个实施方案中的生态圈土壤中的TVC和TPH降解物计数。

图5显示了一个实施方案中的一个实施方案在两年内从生态土壤中提取的索氏提取脂肪和油的水平。

图6显示出了从该实施例之一的生态园土壤中索氏提取的GC轮廓。TPH标准、色谱图1、3个月内生态土的GC剖面图、色谱图2、24个月内生态土壤剖面的GC剖面图3。