[发明专利]一种利用厌氧‑好氧序批式堆制原地修复有机氯污染土壤的方法

说明书

技术领域

本发明属于土壤污染修复技术领域，具体涉及一种利用厌氧-好氧序批式堆制原地修复有机氯污染土壤的方法。

背景技术

有机氯(Organochlorines)是一类典型的环境污染物，它们通常具有较高的化学稳定性(半衰期长)、亲脂憎水性、生物富集性、生物毒性等特征。其中，多氯联苯(Polychlorinated biphenyls，PCBs)是自然环境中极具代表性的持久性有机氯污染物之一。PCBs是人工合成的氯代芳香烃类持久性有机污染物，由于氯在联苯上的数目、位置不同，会衍生出多种同系物单体。PCBs具有高毒性、环境持久性和长距离迁移等特性，可在生物体内富集并通过食物链放大，具有致癌、致畸、致突变的三致性，从而危害人体和整个生态系统，被列为《斯德哥尔摩公约》首批控制的12种持久性有机污染物之一。PCBs不溶于水、甘油和乙二醇，溶于多种有机溶剂，具有显著的化学惰性、热稳定性、阻燃性和绝缘性等特点，被广泛应用于电力工业、塑料加工业、化工等领域。土壤中的PCBs来源于PCBs的生产、使用和处置过程，此外，电子垃圾的拆解和焚烧等活动是形成环境PCBs污染的重要原因之一，相关研究发现我国南方的某些电子垃圾拆解区土壤存在严重PCBs污染。我国土壤PCBs污染严重，有研究对我51种PCBs开展了系统的调查和研究，结果发现全国52个采样点的PCBs浓度范围为138～1840pg·g^-1，平均值为515pg·g^-1。

对于有机氯污染土壤的修复，传统的方法是物理及化学修复，但是这两种修复技术的弊端是成本高、土壤原有的功能丧失、对污染物的去除不彻底且容易造成二次污染，具有一定的环境生态和健康风险。与传统的物理、化学修复方法相比，生物修复具有成本低、对生态环境破坏性小、有利于改善原有环境，基本无二次污染等优点，具有广阔的应用前景。微生物修复作为一种相对安全、费用低的生物修复技术，正受到越来越广泛的关注。微生物修复是指利用天然存在的或培养的功能微生物群，在适宜环境条件下，促进或强化微生物代谢功能，从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术。堆制生物修复将传统堆肥和生物治理技术相结合，通过将土壤和一些易降解有机物如木屑、粪肥、稻草、泥炭等充分混合，调节营养元素比例、pH值、水分等适宜微生物生长的条件，依靠堆制过程中微生物的作用来降解土壤中有机污染物，达到土壤清洁、修复的目。目前有方法利用厌氧-好氧交替堆制法修复难降解氯代有机物污染的土壤。该方法首先对待修复地块进行整理，对修复区内的土地进行合理分区，均匀施加有机营养物质、膨胀剂、表面活性剂等土壤改良剂并翻耕。然后原地构建条状堆体，堆体上下部均覆盖/铺设防渗透膜，形成对堆体的整体覆盖，并在底部防渗膜上铺设半部穿孔的塑料管；最后对堆体进行调控，厌氧堆制期间，将土壤湿度调节至最大土壤持水量，同时利用堆体底部的穿孔塑料管收集渗滤液，好氧堆制期间，利用风机通过底部的穿孔塑料管进行强制通风，经过两轮以上的厌氧好氧交替调控，堆制土壤即可完成修复。与该方法不同，本发明利用改进的堆制滚筒设备进行厌氧-好氧序批式堆制，添加的土壤改良剂中还包括厌氧微生物菌剂，可以强化堆制修复效率；利用改进的堆制滚筒设备，和静态条垛式堆制相比，可以在运行时根据需要调节堆制的氧气含量和水分条件，以保证微生物的最佳生长条件。本方法适合大面积中低浓度有机氯污染农田土壤的原地修复，环境条件易于控制。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供了一种利用厌氧-好氧序批式堆制原地修复有机氯污染土壤的方法，通过将传统的堆肥和生物治理技术结合，强化了生物修复的效率，缩短了修复时间。该技术具有较好的修复效果，操作简单，不产生二次污染物质，适合大面积中低浓度有机氯污染农田土壤的修复。

本发明所采用的具体技术方案如下：

利用厌氧-好氧序批式堆制原地修复有机氯污染土壤的方法，依次对待修复的污染土壤进行如下处理步骤：

1)将污染土壤按一定深度采挖后运至暂存区域；

2)将土壤在暂存区域进行自然风干以调节水分，调节水分后的土壤输运至破碎筛分一体机进行破碎筛分处理，破碎筛分后的土壤再输送至混合区，与疏松剂、堆肥辅料、回流堆制后土壤以及土壤改良剂进行充分混合，最后将混合后的土壤输送至堆制滚筒中；

3)首先保持堆制滚筒中的土壤处于厌氧环境下并维持一定时间，对污染物进行还原脱氯；然后对土壤进行鼓风同时使滚筒间歇性回转，保持堆制滚筒中的土壤处于好氧环境中并维持一定时间；