本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種利用過硫酸鹽氧化聯(lián)合黑麥草修復(fù)芘污染濕地土壤的方法和裝置，主要是以黑麥草為材料，結(jié)合過硫酸鹽氧化修復(fù)芘污染濕地土壤的技術(shù)。本發(fā)明專利技術(shù)采用活化效率最高的方式，加熱來活化過硫酸鹽氧化去除濕地土壤中的芘。將黑麥草在實驗室內(nèi)催芽后，以每平方米100~120棵的種植密度點(diǎn)播于過硫酸鹽氧化修復(fù)過的濕地土壤中，采用室內(nèi)盆栽培養(yǎng)，60天后采樣分析。該方法與傳統(tǒng)的污染濕地土壤的物理化學(xué)方法相比，具有修復(fù)效率高、費(fèi)用低、可操作性強(qiáng)、環(huán)境風(fēng)險小等特點(diǎn)，且具有良好的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，為芘污染濕地土壤環(huán)境修復(fù)提供了一種新的方法。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種多環(huán)芳烴芘污染濕地土壤的修復(fù)方法，特別是一種利用過硫酸鹽氧化聯(lián)合黑麥草修復(fù)芘污染濕地土壤的方法和裝置。
技術(shù)介紹
近年來快速發(fā)展的石油、煤氣和化工等行業(yè)，在締造飛速發(fā)展的國民經(jīng)濟(jì)的同時，也為環(huán)境帶來很大危害。多環(huán)芳烴污染是這些行業(yè)帶來的主要污染之一，多環(huán)芳烴進(jìn)入大氣后，可通過化學(xué)反應(yīng)、降塵、降雨、降雪等過程進(jìn)入土壤及水體中。濕地是地球之腎，濕地土壤是人類社會賴以生存和從事某些生產(chǎn)活動的必需場所，是保持良好生態(tài)環(huán)境不可或缺的自然資源。在某種程度上，濕地土壤也很脆弱，很容易被人類活動所影響、損害，隨著近年來國內(nèi)社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人類活動導(dǎo)致的濕地土壤污染日益加劇，尤其是一些大型河流的岸邊濕地土壤環(huán)境由于繁忙的航運(yùn)活動造成的芘污染狀況是非常嚴(yán)峻的。現(xiàn)有的芘污染濕地土壤的修復(fù)方法有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)等，傳統(tǒng)的物理化學(xué)修復(fù)方法成本高且容易帶來二次污染，微生物修復(fù)方法可能會對土壤和地下水造成生物性污染。化學(xué)氧化修復(fù)如芬頓氧化、過硫酸鹽氧化等，因其具有修復(fù)效率高、時間短、對污染物類型和濃度不敏感等優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于多環(huán)芳烴污染場地的修復(fù)。植物修復(fù)作為一種環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)可靠的修復(fù)技術(shù)，在濕地土壤污染修復(fù)領(lǐng)域得到了廣泛的研宄。因此，將生物手段和化學(xué)手段相結(jié)合將是研宄和實踐應(yīng)用的必然趨勢。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的之一在于提供一種利用過硫酸鹽氧化聯(lián)合黑麥草修復(fù)芘污染濕地土壤的方法。本專利技術(shù)的目的之二在于提供實現(xiàn)上述方法的裝置。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)方案為: 一種利用過硫酸鹽氧化加黑麥草植物修復(fù)芘污染濕地土壤的方法，其特征在于該方法的具體步驟為: a.將過硫酸鹽配制成濃度為0.05-0.1OmmoI/L的水溶液； b.將土壤溫度加熱55~65°C的溫度下，將步驟a所得溶液加入到土壤中，使溶液通過重力作用和毛細(xì)現(xiàn)象透過受芘污染的濕地土壤對受污染土壤進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)時間為4-7天；控制溶液流經(jīng)土壤的速度為:8~10 cm/h ;所述的溶液與土壤的固液比例為1/2~1/3 ； c.以每平方米100~120棵的密度，在步驟b所得土壤上種植黑麥草進(jìn)行植物修復(fù)。上述的過硫酸鹽有:過硫酸鈉或過硫酸鉀。一種實現(xiàn)上述的利用過硫酸鹽氧化加黑麥草植物修復(fù)芘污染濕地土壤的方法的裝置，包括氧化桶(I )和溫控裝置(II)，其特征在于所述的氧化桶(I )的結(jié)構(gòu)為:桶體(I)的一端開口，底部為斗狀，該斗狀底內(nèi)填充礫石，下端連接濾液收集室(4)，在所述的濾液收集室(4)和斗狀底之間有篩板(8)，所述的濾液收集室(4)下端與閥門(5)相接；所述的溫控裝置(II)是由加熱帶(2)和溫控部分組成，所述的加熱帶以纏繞的方式纏繞在桶體(I)的外圍；所述的溫度部分是利用溫度傳感器探測氧化裝置內(nèi)土壤的溫度，控制加熱帶通電與斷電的方式實現(xiàn)溫度控制。本專利技術(shù)設(shè)計了利用過硫酸鹽氧化芘污染濕地土壤的裝置，采用活化效率最高的方式以氧化去除土壤中的多環(huán)芳烴芘。將黑麥草在實驗室內(nèi)催芽后，以每平方米100~120棵的種植密度點(diǎn)播于經(jīng)過硫酸鹽氧化修復(fù)過的濕地土壤中，采用室內(nèi)盆栽培養(yǎng)，60天后采樣分析。在芘污染的濕地土壤中種植黑麥草，通過黑麥草的吸收與代謝，促進(jìn)土著微生物對濕地土壤中芘的降解，實現(xiàn)降解消除濕地土壤中芘的目的。用植物來修復(fù)芘污染的濕地土壤，與傳統(tǒng)方法相比，投資少、工程量、專業(yè)技術(shù)要求不高，而且作為一種綠色原位修復(fù)技術(shù)，所獲得的生物量可以集中處理，降低了二次污染的可能性，同時修復(fù)過程不會破壞所修復(fù)地點(diǎn)的生態(tài)環(huán)境，反而有助于改善因污染引起的濕地土壤退化等問題，從而恢復(fù)被污染濕地的生物多樣性，在一定程度上，黑麥草還可以提高修復(fù)后濕地環(huán)境的景觀效應(yīng)。另外若將黑麥草的生物量部分能源再利用，就有了更好的資源效益。【附圖說明】圖1用于研宄利用過硫酸鹽氧化土壤芘污染的模擬裝置 圖2過硫酸鹽氧化處理對植物地上部分和地下部分鮮重的影響化圖3化學(xué)氧化聯(lián)合黑麥草修復(fù)過程中芘的濃度變化圖4不同處理組中的多酚氧化酶(PPO)、脫氫酶(DHA)和過氧化氫酶(CAT )活性。【具體實施方式】實施例子1:對受芘污染的濕地土壤通過優(yōu)化后的過硫酸鹽氧化進(jìn)行前期制備過硫酸鹽對土壤芘的氧化在一個帶有溫度控制的裝置中進(jìn)行。參見圖1中的裝置為一種用于研宄利用過硫酸鹽氧化土壤芘污染的模擬裝置，包括氧化桶(I )和溫控裝置(II)。氧污染土放置在化桶(I )的桶體I中。桶體I的斗狀底連接濾液收集室4，斗狀底和濾液收集室之間之間有篩板8隔開；濾液收集室4下端與閥門5相接，斗狀底內(nèi)填充礫石。溫控裝置(II)是由加熱帶2和溫控部分組成，加熱帶環(huán)繞在桶體I的外圍；溫控部分是一個機(jī)械式的控溫設(shè)備，該設(shè)備可以根據(jù)實驗的要求設(shè)置所需的溫度。將過硫酸鈉配制成濃度為0.083mmol/L的溶液，按固液比為1:3的比例，將溶液加入到土壤中。控制土壤溫度在60°C左右，氧化開始后，溶液經(jīng)過重力作用和毛細(xì)現(xiàn)象透過土壤層，由斗狀底收集進(jìn)入濾液收集室4，濾液收集室4和斗狀底閥門5的大小可以控制土壤顆粒孔隙水的水流速度；加熱帶以纏繞的方式外圍加熱為桶體加熱。實施例子2:黑麥草修復(fù)芘污染濕地土壤模擬試驗 先將黑麥草種植6在供試土壤中。種植密度為每平方米100棵。根據(jù)所采用土壤處理的不同可以把盆栽樣品分為不同的處理組:未污染土壤種植植物(CNP)、污染土壤且無氧化處理種植植物(CKP)、污染土壤+氧化處理(0D)、污染土壤+氧化處理+淋洗(0W)、污染土壤+氧化處理+淋洗+植物(OWP)、污染土壤+氧化+淋洗+植物+施肥(OWFP)。同時隨機(jī)更換盆缽在溫室中的位置。每種處理做三個平行樣。在實驗種植及培養(yǎng)的整個培養(yǎng)過程中應(yīng)注意水分添加以保證模擬的濕地環(huán)境，并注意觀察模擬實驗過程中黑麥草的生長狀況；整個培養(yǎng)周期為60天，實驗60天后取樣分析。植物樣用自來水充分沖洗以去除粘附于植物樣品上的泥土和污物，然后用去離子水沖洗，用濾紙吸取水分，測定其鮮重后在_65°C的冰箱內(nèi)保存待分析。實驗內(nèi)容如下: (I)過硫酸鹽氧化處理對植物地上部分和地下部分鮮重的影響圖2顯示了受污染的土壤對植物的地上部分和地下部分鮮重有一定程度的抑制作用。而氧化處理使得植物地上部分與地下部分鮮重的比值上升。(2)化學(xué)氧化聯(lián)合黑麥草修復(fù)下芘的濃度變化 圖3顯示了過硫酸鹽氧化是一個較為劇烈的化學(xué)氧化過程，經(jīng)過60°C活化處理，約50%的芘被去除。同時，未經(jīng)過氧化處理的土壤經(jīng)過60天的自然衰減后，芘降解量很少，其濃度維持在較高的水平，約430 mg/kg。通過氧化處理和黑麥草修復(fù)處理后，土壤中芘的濃度降低至 130 mg/kg ο(3)不同處理組下的多酚氧化酶(ΡΡ0)、脫氫酶(DHA)和過氧化氫酶(CAT)活性圖4顯示了經(jīng)過氧化處理后，多酚氧化酶(PPO)和脫氫酶(DHA)的活性均顯著的下降，而土壤過氧化氫酶(CAT)的活性明顯增大。通過60天的黑麥草種植，PPO和DHA的活性均可以恢復(fù)到最初的水平，但是CAT的活性仍維持在較高的水平。通過模擬實驗研宄結(jié)果證明本專利技術(shù)提供的一種利用過硫酸鹽氧化聯(lián)合黑麥草修復(fù)芘污染濕地土壤的方法是可行的，并具有良好的應(yīng)用潛力。該方法與傳統(tǒng)的污染濕地土壤的物理化學(xué)方法相比，具有修復(fù)效率高、費(fèi)用低、可本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用過硫酸鹽氧化加黑麥草植物修復(fù)芘污染濕地土壤的方法，其特征在于該方法的具體步驟為：a.???????將過硫酸鹽配制成濃度為0.05~0.10mmol/L的水溶液；b.??????將土壤溫度加熱55~65℃的溫度下，將步驟a所得溶液加入到土壤中，使溶液通過重力作用和毛細(xì)現(xiàn)象透過受芘污染的濕地土壤對受污染???土壤進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)時間為4?7天；控制溶液流經(jīng)土壤的速度為：8~10?cm/h；所述的溶液與土壤的固液比例為1/2~1/3；c.???????以每平方米100~120棵的密度，在步驟b所得土壤上種植黑麥草進(jìn)行植物修復(fù)。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉曉艷，李紅兵，朱水平，陳梟，殷甜甜，陶愷赟，侯蕓蕓，
申請(專利權(quán))人：上海大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31
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