一种动植物-生物炭协同修复石油-重金属污染土壤的方法技术

本发明专利技术提供了一种动植物-生物炭协同修复石油-重金属污染土壤的方法，通过将生物炭基肥施入到石油-重金属污染的土壤中，混合均匀，陈化；陈化结束后，放入蚯蚓养殖，然后栽种蓖麻，蓖麻果实收获结束后将蓖麻整体移除；蓖麻整体移除后，再次施入生物炭基肥到石油-重金属污染的土壤中，混合均匀，陈化；陈化结束后，放入蚯蚓养殖，然后种植柳树；循环重复执行上述步骤，直至土壤中重金属的含量达到安全标准。本发明专利技术土壤治理效果好，结合生物炭、动物植物强化复合修复，具有极其明显的效果，而且不产生对土壤的二次污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污染土壤治理领域，特别涉及一种动植物-生物炭协同修复石油-重 金属污染土壤的方法。
技术介绍
石油的开采、储存、运输以及石化产品的生产过程中，经常会伴有泄漏事件，造成 大量石油进入土壤而产生环境污染。鉴于污染情况日益严重，世界各国都非常重视土壤中 石油污染物的研究。这些研究，对恢复生态环境和保护农业环境方面起着十分重要的意义。 石油对土壤的污染多集中在20cm左右的表层。石油类物质进入土壤，可引起土壤 理化性质的变化，如堵塞土壤孔隙，改变土壤有机质的组成和结构，引起土壤有机质的碳 氮（C/N)和碳磷比（C/P)的变化；引起土壤微生物群落、微生物区系的变化。石油污染物中 芳香类物质对人及动物的毒性较大，尤其是多环和三环为代表的芳烃。多环芳烃类物质可 通过呼吸、皮肤接触、饮食摄入方式进入人或动物体内，影响肝、肾等器官的正常功能，甚至 引起癌变。石油中的苯、甲苯、酚类等物质，如果经较长时间较大浓度接触，会引起恶心、头 疼、眩晕等症状。石油污染物对植物的危害，低分子烃比高分子烃强，主要是因为它能穿透 到植物的组织内部，破坏正常的生理机能。高分子烃可能因分子较大而穿透能力差，但高分 子烃易在植物表面形成一层薄膜，阻塞植物气孔，影响植物的蒸腾和呼吸作用。一些石油烃 类进入动物体内后，甚至对哺乳类动物及人类有致癌、致畸、致突变的危害。 除此之外，随着现代经济的高速发展，人类的活动造成了镉、铅、锌和铬等重金属 不断地向环境中释放，在土壤中积累，并通过食物链对人体产生危害，给人尖赖以生存的土 壤带来了严重的污染。 由于污染，土壤的营养功能、净化功能、缓冲功能和有机体的支持功能正在丧失， 迫切需要修复和治理。深入开展污染土壤发生过程与调控、污染土壤修复的研究与应用，紧 紧把握住污染土壤修复技术创新的方向，直接关系到我国的生态安全。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种可以全面改善土 壤土质、降解和转化土壤污染物且能够提高土壤肥力的修复方法。 为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是： ，包括以下步骤： 1) 将生物炭基肥施入到石油-重金属污染的土壤中，混合均匀，陈化60~70天； 2) 待步骤1)中生物炭基肥陈化结束后，放入蚯蚓养殖，然后连续栽种1~2个周期的 蓖麻，以蓖麻果实成熟收获结束为一个周期，每个周期蓖麻果实收获结束后将蓖麻整体移 除； 3) 待步骤2)中蓖麻整体移除后，再次施入生物炭基肥到石油-重金属污染的土壤中， 混合均匀，陈化60~70天； 4) 待步骤3)中生物炭基肥陈化结束后，放入蚯蚓养殖，然后连续种植1~2个周期柳树， 每个周期结束后将柳树整体移除，以1〇~12个月为一个周期； 5) 循环重复执行步骤1) ~步骤4)，直至土壤中重金属的含量达到安全标准。 优选的，所述生物炭基肥包括：50~60重量份蓖麻或柳树废弃物制成的生物炭、 1〇~15重量份的腐殖酸、4~6重量份的硫酸钾、3~4重量份的硫酸钙、8~12重量份的腐植酸 铵、25~30重量份的尿素、4~6重量份的柠檬酸、3~4重量份的草酸和16~20重量份的草木 灰。 优选的，所述生物炭基肥的施入量为5~8kg/亩，所述蚯蚓投放到土壤中的用量为 0. 2~0. 3kg/m2。 优选的，所述生物炭基肥用圆盘造粒机制成粒径为5~6mm的颗粒。 优选的，所述生物炭的制备步骤为： 1) 蓖麻或柳树废弃物经炭化处理得到有机炭产物，有机炭产物在80~90°c下烘干，粉 碎； 2) 将步骤1)所得有机炭产物置于生物炭炉中450~500°C热解，冷却至室温； 3) 将步骤2)所得产物用质量分数10%的稀盐酸和质量分数5%的稀硝酸以体积比 1~2. 5 :1混合后酸洗l~3h，再用去离子水冲洗至中性，过滤，于85°C下烘干，自然冷却至室 温，研磨过筛，装袋备用。 优选的，所述蚯蚓养殖期间每3~5天浇一次水，使重金属污染土壤的含水量保持 在 40~55%。 优选的，所述生物炭的粒径为2~3mm〇 优选的，所述种植蓖麻的方法为幼苗栽种，所述幼苗栽种为：将28~30cm的幼苗沿 垂直方向倾斜30度埋入土壤表层10~15cm深度种植，株距为20~25cm，行距为20~25cm。 优选的，所述幼苗选用通过159^20%的H2O2消毒处理后蒸馏水洗涤浸泡12h、籽粒 饱满且不下沉的蓖麻种子长成的蓖麻幼苗。 优选的，所述柳树选用I. 5~2m的柳树苗栽种。 本专利技术的有益效果是： 1.蓖麻、柳树的栽种修复不仅可以有效改善污染土壤的土质，降低石油烃污染浓度，而 且还能起到实现美化环境的作用，更重要的是有效的避免了污染物再次进入食物链，最大 限度的减少了修复土壤中可引起的二次污染。与其他修复技术相比，具有成本低、对环境影 响小、能使地表长期稳定，并且在消除土壤污染的同时，消除污染土壤周围的大气和水体中 的污染物，有利于改善生态环境提高其生物多样性等优点。 2.本专利技术生物炭基肥含有一定的有机成分，具有改善土壤物理结构、增加土壤肥 力的作用，在栽种植物或作物前期施用，能够有效降低石油污染对植物生长的影响，同时还 可以吸附固定土壤中的各种重金属，为植物的生长提供一定的有利条件，除此之外，在土壤 动物修复重金属污染土壤的技术中，蚯蚓因其重金属富集量大、生长周期短、提取简单、效 果明显等特点而成为土壤修复极具潜力的一项技术。 3.本专利技术将治理过土壤的蓖麻和柳树废弃物所得的生物炭用酸洗一段时间后，通 过去离子水的反复浸洗至中性，然后烘干，将炭化物质与含有重金属的溶液分离，可以对重 金属进行回收再利用。 总之，本专利技术是一种安全、环保、高效、经济和实用的石油-重金属污染土壤的修 复方法，不带来二次污染，无毒性，对土壤作物和生态环境具有可靠的生物安全性。【具体实施方式】 下面结合实施例，进一步阐述本
技术实现思路
。 生物炭以稻壳、秸杆或在重金属污染的土壤中种植后收获的蓖麻和柳树丢弃物 (根、茎、叶等）为炭源制得，其中pH为8. 28,比表面积达4. 5~750m2/g，中孔比表面积为 6. 5~400m2/g，孔容积为 0· 0055~0· 6500ml/g，中孔容积为 0· 0035~0· 5500ml/g。 整块实验区域进行样方划分，长宽均为5m，每个样方之间留宽为0. 8m的垄，每个 样方根据对角线原则设置5个采样点。采取试验田表层0~25cm的土壤，阴凉通风晾干，去 除杂质。测定土壤口取.7，石油经含量为964.611^/1^，重金属211、？13、0(1、(]11、取和48的浓 度分别为 482. 9、212· 5、73· 6、433· 5、28· 8 和 116. 4mg/kg。 根据国家土壤环境质量标准GB15618-2008可知，土壤pH > 7. 5的情况下，农业用 地旱地石油经含量的标准值为500mg/kg，重金属Zn、Pb、Cd、Cu、Hg和As二级标准值分别 为300,80,0. 8,100,1. 5和25mg/kg，因此，上述整块实验区域存在较严重的重金属污染。 实施例1 1) 将生物炭基肥施入到石油-重金属污染的土壤中，混合均匀，陈化60天； 2) 待步骤1)中生物炭基肥陈化结束后，放入蚯蚓养殖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动植物‑生物炭协同修复石油‑重金属污染土壤的方法，其特征在于：包括以下步骤：1）将生物炭基肥施入到石油‑重金属污染的土壤中，混合均匀，陈化60~70天；2）待步骤1）中生物炭基肥陈化结束后，放入蚯蚓养殖，然后连续栽种1~2个周期的蓖麻，以蓖麻果实成熟收获结束为一个周期，每个周期蓖麻果实收获结束后将蓖麻整体移除；3）待步骤2）中蓖麻整体移除后，再次施入生物炭基肥到石油‑重金属污染的土壤中，混合均匀，陈化60~70天；4）待步骤3）中生物炭基肥陈化结束后，放入蚯蚓养殖，然后连续种植1~2个周期柳树，每个周期结束后将柳树整体移除，以10~12个月为一个周期；5）循环重复执行步骤1）~步骤4），直至土壤中重金属的含量达到安全标准。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马新攀，
申请(专利权)人：河南行知专利服务有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41