[发明专利]一种利用秸秆生物质炭固定土壤中氯苯类挥发性有机污染物的方法

说明书

 

技术领域

本发明属于污染土壤修复领域，涉及利用秸秆生物质炭固定土壤中氯苯类挥发性有机污染物的应用方法。

 

背景技术

土壤污染，尤其是持久性有机污染物污染，已成为全球性的重要环境问题之一。氯苯属于持久性有机污染物，我国是全球氯苯产品的主要生产国和供应国，在一些工业区，土壤氯苯污染问题已经凸显。例如，在北京某化工区，土壤和植物介质中均有氯苯检出 [周霞, 余刚, 黄俊, 张祖麟, 胡洪营. 北京东南郊化工区土壤和植物中氯苯类有机物的残留及分布特征. 环境科学, 2007, 28(2): 249-254.]，在某氯苯生产厂周边的蔬菜地土壤中氯苯污染程度达71.06 - 716.57 ng/g [Song, Y., Wang, F., Bian, Y.R., Zhang, Y.P., Jiang, X. Chlorobenzenes and organochlorinated pesticides in vegetable soils from an industrial site, China. Journal of Environmental Sciences. 2012, 24(3): 362-369.]。因此，对工业区周边氯苯污染农田土壤的修复尤为重要。氯苯属于挥发性有机污染物，目前，对挥发性有机物污染土壤的修复方式主要包括热解吸、光降解、土壤淋洗等物化修复技术 [刘沙沙, 董家华, 陈志良, 彭晓春, 吴彦瑜, 徐玉新. 挥发性有机物污染土壤修复技术研究进展.安徽农业科学. 2012, 40(12): 7130-7132.]。但这类技术需要异位处理、工程量大、对土壤结构和土壤生产力产生破坏，主要针对目标是高浓度、小面积的场地污染土壤，不适用于修复大面积的农田污染土壤。微生物降解也是修复挥发性有机物污染土壤的一种方式，但对于氯苯类持久性、挥发性、毒性污染物，筛选其特定降解菌比较困难，并且筛选出的降解菌接种到土壤后难以存活，从而修复效果亦不佳。由于具有挥发性，氯苯易于从土壤向大气挥发，污染大气环境，并长距离迁移，使得污染土壤成为大气污染源之一。因此，在不改变土壤原有生产力的前提下，将此类污染物原位固定在土壤中，减少其向大气和作物系统的迁移并降低其生物有效性将是对大面积轻度污染的农田土壤最好的修复方式。

原位固定化修复即为原位修复的一种，它是向污染土壤中添加改良剂、抑制剂或钝化剂等化学物质，来降低土壤中污染物的水溶性、扩散性和生物有效性，从而使污染物转化为移动性或毒性较低的化学形态，降低污染从土壤向作物系统的迁移，以减轻污染物对生态和环境的危害。向土壤中添加吸附性材料是固定污染物的重要途径之一。将农作物秸秆在低温厌氧条件下制备的生物质炭具有较高的比表面积和微孔结构，并具有丰富的含氧官能团，其对污染物具有较强的吸附能力。CN 102351271 A公开了利用生物质炭处理电镀废水中的重金属铜的方法。CN 102204436 A 公开了利用生物质炭固定土壤中重金属镉的方法。生物质炭对有机污染物如多环芳烃、除草剂等的吸附虽有报道 [Chun, Y., Sheng, G.Y., Chiou, C.T., Xing, B.S. Compositions and sorptive properties of crop residue-derived chars. Environmental Science & Technology, 2004, 38(17): 4649-4655; Yang, Y.N., Sheng, G.Y. Enhanced pesticide sorption by soils containing particulate matter from crop residue burns. Environmental Science & Technology, 2003a, 37(16): 3635-3639.]，但是利用生物质炭来固定化修复土壤中的挥发性有机污染物还未见报道。同时，将生物质炭作为吸附材料添加至土壤中，不仅可以固定挥发性有机污染物，而且可以提高土壤肥力，提高土壤有机碳含量，减少温室气体排放。

 

发明内容

解决的技术问题：

针对土壤挥发性有机污染物污染现状，为了降低工业区农田土壤中挥发性有机污染物的环境风险，本发明提供了一种利用秸秆生物质炭固定土壤中氯苯类有机污染物的方法，该方法能够有效地降低土壤中氯苯的生物有效性。