[发明专利]一种用于石油污染土壤修复的多重生物炭联合微生物复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于石油污染土壤修复的多重生物炭联合微生物复合材料，其具有三层结构；下层为附着真菌石油烃降解剂的甘蔗渣生物炭，中层为中药残渣生物炭，上层为附着细菌石油烃降解剂的茶叶加工废弃物生物炭，该多重生物炭联合微生物复合材料用于石油污染土壤修复，具有耗时短、降解效率好、重金属去除效果好等优点。

技术领域

本发明涉及一种石油污染土壤修复材料，特别涉及一种利用生物炭作为微生物附着载体，通过微生物降解石油烃污染以及生物炭吸附重金属污染的联合修复石油污染土壤的方法，属于土壤修复技术领域。

背景技术

随着石油行业的蓬勃发展，在对石油的勘探、开发、储运与加工及使用过程中，原油和原油制品跑、冒、滴、漏等造成采油区和炼厂附近大面积土壤污染，在我国东北地区存在大量油田，如辽河油田、大庆油田等地，石油开采区面积大，作业活动频繁，石油污染土壤中的有害物质严重危害土壤环境、动植物、人体健康。大量研究表明，土壤中含油量对于其中生物如细菌、蚯蚓和植物均会产生毒害作用，含油量大于3％的土壤中蚯蚓无法存活，且植物在萌发过程会受到抑制，玉米和小麦的发芽抑制率分别为51.3％和48.4％。因此，对石油污染土壤的治理势在必行。

在石油污染场地中，主要的污染物质为石油烃和重金属，它们不仅会大量存在于石油污染场地中，而且是潜在的持久性的有毒有害物质。由于生物累积及生物放大效应，土壤中一旦存在重金属或石油烃，其高毒性和致变异的特征将严重影响土壤质量、危害动植物及人体健康。当重金属与石油烃同时存在时，这种危害更是大大加深。据相关研究显示石油烃和重金属对土壤微生物活性的抑制作用远大于单个污染物的存在。因此，采用有效的处理方法对石油污染土壤进行修复是非常必要的，然而由于每种污染物类型都需要不同的修复方法，修复受石油烃和重金属共同污染的土壤面临挑战。

国内外常用的修复石油污染土壤的方法包括：物理修复、化学修复和生物修复方法，其中物理修复和化学修复对石油污染的修复成本高、效果一般，且对设备要求高。生物修复方法被广泛利用，利用微生物及其附着载体，对土壤污染物进行吸附，传统的固定微生物的载体有砂砾、碎石、煤炭、软纤维等填料，但是这些载体只能在其表面形成生物膜，生物量相对较少，种群相对单一。由于降解石油烃的微生物种类繁多，细菌类石油烃降解菌包括假单胞菌属、无色杆菌属、小球菌属等，其中最常见的是假单胞菌，可通过双加氧酶和单加氧酶共同作用，对短链和长链烷烃、芳烃均有降解能力；真菌类石油烃降解菌常见的有曲霉属、靑霉属、枝胞霉等，可通过氧化作用降解。但不是每种微生物都能有效降解石油污染物，因此，选择具有针对性且高效的降解菌是至关重要的。综上所述，急需寻找一种对石油污染土壤进行修复且成本低、效果好的方法。

发明内容

针对现有技术对石油污染土壤修复技术存在的弊端，本发明的目的是在于提供一种耗时短、降解效率好、重金属去除效果好的用于石油污染土壤修复的多重生物炭联合微生物复合材料。

本发明的另一个目的是在于提供一种简单、低成本的制备多重生物炭联合微生物复合材料的方法，该方法充分利用现有废弃生物资源，原料成本低，其制备工业简单，有利于大规模生产应用。

本发明的第三个目的是在于提供所述多重生物炭联合微生物复合材料的应用，将其应用于原位修复石油污染土壤，可以快速高效降解石油污染土壤中有机质成分，同时去除重金属污染物。

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种用于石油污染土壤修复的多重生物炭联合微生物复合材料，其具有三层结构；下层为附着真菌石油烃降解剂的甘蔗渣生物炭，中层为中药残渣生物炭，上层为附着细菌石油烃降解剂的茶叶加工废弃物生物炭。