[发明专利]多环芳烃‑重金属复合污染土壤的生物修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境领域，尤其涉及一种多环芳烃-重金属复合污染土壤的生物处理方法，进一步涉及一种用白腐菌、表面活性剂和稻草秸秆处理土壤中多环芳烃和重金属的方法。

背景技术

随着我国经济持续高速的发展，环境中重金属和有机污染物的排放量在相当长的时间内会保持在比较高的水平。我国土壤污染也将因此趋向严重化和复杂化。根据近年来的一些研究报道，我国许多区域的土壤存在重金属和有机物复合污染。所谓土壤复合污染，可定义为2种或2种以上污染物共存于土壤中，同时它们的浓度超过国家土壤环境质量标准或已达到影响土壤环境质量水平的土壤污染。土壤复合污染形式多样，包括有机物复合污染、无机复合污染以及有机和无机复合污染等。多环芳烃(PAHs)和重金属是常见的易被发现共存于土壤中的2种典型的污染物，是有机和无机复合污染土壤的典型代表之一，亦是当前国内外广泛研究的热点。许多焦化厂、钢铁厂和煤电厂等关闭、搬迁之后都会留下PAHs和重金属复合污染场地。一些工业密集区域的河流底泥也存在不同程度的PAHs和重金属复合污染。这些污染物质的存在对土壤生态系统的结构、功能产生直接影响，亦对人类健康构成巨大的威胁。因此，复合污染土壤的修复是目前亟待解决的重要环境问题。

在土、水环境中，单一的污染是很少的，绝大多数污染是多种污染物质共存所造成的复合污染。但国内外有关研究大多只涉及单一污染物的环境效应，对多种污染物所形成的环境复合污染效应及其机理的认识还远远不够。有机污染物和重金属在性质上存在极大的差异，致使开展有机污染物与重金属之间复合污染效应和机理的研究还存在一定的难度。溶剂洗脱、热脱附、吸附等物理化学方法能将复合污染物从土壤中去除，但有可能造成二次污染，不适合大规模应用。环保的修复方法如植物修复很难同时去除重金属和有机物。

目前，土壤污染的修复治理通常采用物理或化学的技术手段，用时较短，治理效果较理想，但相关成本费用较高，且易对环境造成二次污染。相比传统的治理方法，生物修复方法操作相对简单，修复成本低，具有良好的生态协调性，不易产生二次污染。多环芳烃(PAHs)是一类典型的疏水性环境污染物，辛醇水分配系数高，具有强烈的憎水性，进入环境后，易吸附于土壤或沉积于底泥中，而且PAHs具有稳定的环状结构，因此难以被微生物利用。目前尚未发现一种对多环芳烃具有较好修复效果生物修复方法。

研究发现人为引入外源微生物对土壤中的重金属通过吸收、吸附、沉淀、转化等作用，改变重金属的物理化学特性，影响其在土壤中的迁移和转化性质，从而降低土壤中重金属的毒性。然而由于本土微生物的竞争作用，外源微生物对目标土壤环境的适应往往会受到影响，甚至很难进行有效的繁殖。同时土壤颗粒对重金属也具有一定的吸附作用，重金属吸附在土壤颗粒表面后其生物可及性降低，因而在一定程度上限制了生物修复。

农业废弃物例如稻草秸秆和咖啡渣等作为重金属离子的吸附材料成为近些年的研究热点，这种吸附材料不仅效果显著而且经济实惠。农业废弃物通常由纤维素、半纤维素和木质素3种化学成分组成，同时含有少量的其他有机物和灰分。其中木质素紧紧地包裹着纤维素，成为一道天然的物理屏障，保护着纤维素免受微生物降解，但是，这也成为纤维素利用过程中的一个障碍。因此，如何充分利用稻草秸秆对重金属离子进行吸附也成为目前环境治理领域的难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种处理效率高、处理工艺简单、成本低、并能有效去除复合污染土壤中的PAHs、Pb²⁺和Cd²⁺的生物修复方法，实现稻草秸秆资源化利用。

为解决上述存在的技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种多环芳烃-重金属复合污染土壤的生物修复方法，包括以下步骤：

S1、将稻草秸秆、白腐菌孢子悬浮液、微量元素液混合后进行固态发酵，得到经发酵处理的稻草秸秆混合物；

S2、将经发酵处理的稻草秸秆混合物、表面活性剂和多环芳烃-重金属复合污染土壤混合混合后进行固态发酵，得到经发酵处理的复合污染土壤混合物；

S3、将经发酵处理的复合污染土壤混合物与去离子水混合，经超声处理和振荡处理，完成对复合污染土壤的生物修复。

上述的生物修复方法，优选的，前述S1步骤中，前述稻草秸秆、前述微量元素液、白腐菌孢子悬浮液的质量体积比为0.4kg～0.5kg∶1L∶0.01L～0.02L。