一种当地土壤的植物-微生物修复技术的应用优化方法技术

本发明专利技术公开了一种适于当地土壤的植物‑微生物修复技术的应用优化方法，该方法以下步骤：步骤(1)、确定土壤修复当地的自然降雨量和土壤深度、含水率参数；步骤(2)、建立土壤修复模型；步骤(3)、根据当地特点，结合上述的土壤修复模型，模拟不同条件下修复技术的应用效果；步骤(4)、选择适应当地条件的土壤修复模型，采用适合的修复措施；步骤(5)、合理确定初始污染浓度、灌溉和翻耕深度的优化参数，确定植物和微生物降解能力，实施优化的修复技术方案。本发明专利技术通过确定污染土壤中待修复污染物和植物、菌株的时空变化，找出影响修复污染物降解效果的关键因子，提出与当地条件匹配的优化修复技术方案，提高修复效率和修复效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污染土壤修复、修复技术安全领域
，特别是涉及一种当地土壤的植物-微生物修复技术的应用优化方法。
技术介绍
利用植物-微生物联合修复污染土壤的研究已有很多。例如，石油烃残留于土壤中不易降解，去除难度大。利用植物-微生物修复石油烃污染土壤具有无二次污染等优势，但通常耗时长久，降解效果差于其它物理化学方法。因此，根据不同环境与修复技术因素，确定污染土壤中待修复污染物和植物、菌株的时空变化，找出影响修复污染物降解效果的关键因子，提出与当地条件匹配的优化修复技术方案，对提高修复效率具有重要的应用价值。生物可利用度和匹配当地条件程度是影响生态修复，提高污染物降解性的关键。本专利以优化石油烃污染土壤的植物-微生物联合修复技术为例，给出如何找出控制污染物降解效果的关键因子，提出与当地条件匹配的优化修复技术方案的选择方法。
技术实现思路
基于上述现有技术和存在的问题，本专利技术提出了一种当地土壤的植物-微生物修复技术的应用优化方法，通过确定土壤修复模型，找出石油烃污染物影响，提出达成污染物降解效果的关键因子的修复措施。本专利技术提出了一种当地土壤的植物-微生物修复技术的应用优化方法，该方法包括以下步骤：步骤1、确定土壤修复当的气象(自然降雨量)和土壤重要参数(土壤深度、含水率)；步骤2、建立土壤修复模型土壤修复模型一、选择土壤下边界深度，若石油烃浓度超过了预设的污染背景值，表示在高浓度石油烃污染情况下，下边界深度以下的土壤受污染，结合进一步的验证深层土壤石油烃污染程度和范围，采用土壤掺混降低污染物浓度的修复措施；土壤修复模型二、当检测到石油烃浓度峰值降为初始浓度的一半时，表明在现有的修复条件下，低浓度初始石油烃污染达到修复效果；土壤修复模型三、结合试验区降雨条件，为达成石油烃降解率，采用调整灌溉量和设计灌溉方式的修复措施；土壤修复模型四、结合试验区当地特点，为达到优化的微生物降解量，采用调整土壤翻耕深度的修复措施；步骤3、根据当地特点，结合上述的土壤修复模型，模拟不同条件下修复技术的应用效果；步骤4、选择适应当地条件的土壤修复模型，采用适合的修复措施；步骤5、合理确定初始污染浓度、灌溉和翻耕深度的优化参数，确定植物和微生物降解能力，实施优化的修复技术方案。与现有技术相比，本专利技术技术方案的优点在于：通过确定污染土壤中待修复污染物和植物、菌株的时空变化，找出影响修复污染物降解效果的关键因子，提出与当地条件匹配的优化修复技术方案，提高修复效率和修复效果。附图说明图1为高浓度情况土壤中石油烃浓度分布示意图；图例说明：(－－－)表示第0天；(－·－)表示第30天；(——)表示第60天；(—·—)表示第90天；(……)表示第120天；(------)表示第150天；(——)表示第180天；图2为低浓度污染情况土壤中石油烃浓度分布示意图；图例说明：(－－－)表示第0天；(－·－)表示第30天；(——)表示第60天；(—·—)表示第90天；(…)表示第120天；(---)表示第150天；(——)第表示180天；图3为灌溉与未灌溉情况下第180天石油烃浓度分布对比示意图；图例说明：(－－－)表示10次/每次10mm灌溉；(------)表示10次/每次20mm灌溉；(——)表示未灌溉)；图4为不同设计情景下第180天石油烃浓度分布对比示意图；图例说明：(－－)表示情景1；(—·—)表示情景2；(---)表示情景3；(——)表示自然降雨。图5为不同翻耕深度下第180天石油烃浓度分布对比示意图；(－－)表示5cm；(—·—)表示10cm；(---)表示15cm；(——)表示20cm；图6为本专利技术的一种当地土壤的植物-微生物修复技术的应用优化方法的整体流程示意图。具体实施方式以下结合附图及具体实施方式，进一步详述本专利技术的技术方案。本专利技术的微生物包括BrevibacilluspanacihumiStrainW25和GordoniaalkanivoransStrainW33，植物为碱蓬。运用Hydrus软件对盐地碱蓬-微生物联合修复石油烃污染土壤的过程进行优化模拟，即模拟石油烃污染物主要烷烃组分C16、Pr、Ph、C22、C24、C26、C28和C30的时空迁移与降解过程，再通过excel进行数据处理。1、石油烃初始污染浓度影响设定石油烃污染的初始浓度为低浓度500mg/kg和高浓度10000mg/kg，并与中浓度2000mg/kg的降解效果进行对比，假设土壤翻耕深度均为20cm。图1给出了高浓度污染情况下石油烃浓度随土壤翻耕深度的变化。选40cm深度处作为下边界，石油烃浓度已达到1120.03mg/kg，超过了污染背景值，可见在高浓度石油烃污染情况下，40cm以下土壤受污染影响不容忽视，石油烃可能对地下水产生污染，此时需要进一步验证深层土壤石油烃污染程度和范围，确定修复措施。图2给出了低浓度污染情况下石油烃浓度随土壤深度的变化。可见在第180天，石油烃浓度峰值已经降为初始浓度的一半，在现有的修复条件下，低浓度初始石油烃污染可以达到较好的效果。这也提示，在修复高浓度土壤污染时，可采用土壤掺混降低污染物浓度的办法修复。从低浓度到高浓度污染，石油烃降解量增加，但降解率减小，石油烃去除率分别为50.74％，37.94％和29.32％。而微生物降解率分别为19.50％，22.62％和24.41％，呈增大趋势，这是因为增加了可供微生物利用的石油烃量。碱蓬对石油烃的去除率分别为30.73％，14.82％和4.14％，呈递减趋势，说明石油烃浓度超过碱蓬对其利用潜力。从低浓度、中浓度到高浓度情况下，石油烃浓度峰值分别出现在26.4cm，24.8cm以及23.2cm土壤深度处，说明随着石油烃浓度的增加，其整体迁移速率减缓。不论石油烃浓度高低，地表下25cm左右土壤石油烃残留量始终处于峰值，可以在此处附近适当增加微生物的数量，提高微生物降解能力。2、灌溉方式的影响设计不同灌溉处理，增加土壤含水量，以获得石油烃在不同土壤水条件下的归宿。设计两种灌溉方式为：灌溉10次、每次10mm，灌溉10次、每次20mm，并与未灌溉的降解效果进行对比。石油烃初始浓度为2000mg/kg。从未灌溉、10mm灌溉和20mm灌溉，石油烃去除率分别为37.94％，37.96％和37.13％。微生物降解率分别为22.62％，23.11％和23.72％，呈本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适于当地土壤的植物‑微生物修复技术的应用优化方法，其特征在于，该方法以下步骤：步骤(1)、确定土壤修复当地的自然降雨量和土壤深度、含水率参数；步骤(2)、建立土壤修复模型，包括如下四种：土壤修复模型一、选择土壤下边界深度，若石油烃浓度超过了预设的污染背景值，表示在高浓度石油烃污染情况下，下边界深度以下的土壤受污染，结合进一步的验证深层土壤石油烃污染程度和范围，采用土壤掺混降低污染物浓度的修复措施；土壤修复模型二、当检测到石油烃浓度峰值降为初始浓度的一半时，表明在现有的修复条件下，低浓度初始石油烃污染达到修复效果；土壤修复模型三、结合当地降雨条件，为达成石油烃降解率，采用调整灌溉量和设计灌溉方式的修复措施；土壤修复模型四、结合当地土壤特点，为达到优化的微生物降解量，采用调整土壤翻耕深度的修复措施；步骤(3)、根据当地特点，结合上述的土壤修复模型，模拟不同条件下修复技术的应用效果；步骤(4)、选择适应当地条件的土壤修复模型，采用适合的修复措施；步骤(5)、合理确定初始污染浓度、灌溉和翻耕深度的优化参数，确定植物和微生物降解能力，实施优化的修复技术方案。

【技术特征摘要】
1.一种适于当地土壤的植物-微生物修复技术的应用优化方法，其特征在于，该方
法以下步骤：
步骤(1)、确定土壤修复当地的自然降雨量和土壤深度、含水率参数；
步骤(2)、建立土壤修复模型，包括如下四种：
土壤修复模型一、选择土壤下边界深度，若石油烃浓度超过了预设的污染背景值，
表示在高浓度石油烃污染情况下，下边界深度以下的土壤受污染，结合进一步的验证深
层土壤石油烃污染程度和范围，采用土壤掺混降低污染物浓度的修复措施；
土壤修复模型二、当检测到石油烃浓度峰值降为初始浓度的一半时，表明在现有的
修复条件下，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马文翠，尤学一，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12