基于电场及微生物联合修复技术的土壤污染处理方法技术

本发明专利技术公开了基于电场及微生物联合修复技术的土壤污染处理方法属于环境修复技术领域，向待处理污染土壤施加电场，并对电场方向进行周期性调整，以配合土壤中微生物进行污染联合修复。本发明专利技术方法绿色环保、成本低且二次污染风险小，通过引入电场，在不影响微生物活性的情况下增强了微生物的传质效果，进而提高污染土壤的修复效果，适于推广应用。适于推广应用。适于推广应用。

【技术实现步骤摘要】
基于电场及微生物联合修复技术的土壤污染处理方法


[0001]本专利技术属于环境修复
，具体涉及基于电场及微生物联合修复技术的土壤污染处理方法。

技术介绍

[0002]土壤生物修复技术通常是指通过细菌、酵母菌、真菌等微生物的作用清除土壤中的污染物，或是使污染物无害化的技术，其操作简单、成本低、对环境扰动少、不易产生二次污染，被广泛应用于土壤污染治理领域。
[0003]然而由于微生物的繁殖、代谢需要一定周期，传质效果有限，且对于一些强疏水性的有机污染物，生物可利用性较差，进而影响生物降解效率。
[0004]因此，如何提高微生物的土壤修复效果是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术公开了基于电场及微生物联合修复技术的土壤污染处理方法，可保证微生物生长状况，提高污染修复效率。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]基于电场及微生物联合修复技术的土壤污染处理方法，向待处理污染土壤施加电场，并对电场方向进行周期性调整，以配合土壤中微生物进行污染联合修复。
[0008]施加电场能够向土壤中分散外源物质、营养物质和微生物，并且能够增强土壤中有机污染物与降解菌的传质过程，提高难降解有机物的生物可利用性，还可以通过电学作用促使土壤中的污染物发生电化学反应，大大加强污染物的去除效果。
[0009]然而，当采用电场进行土壤污染处理时，正负极发生的电极反应包括电解水反应，阳极会产生氢离子使得阳极区呈酸性，阴极会产生氢氧根离子使得阴极区呈碱性，pH的变化会影响微生物的活性，进而影响污染修复效果；本申请通过对电场方向进行周期性调整，可实现酸碱中和，进而使土壤维持原pH或适于保持微生物生长状况的pH，从而为微生物的生存提供理想环境，保证电场与微生物联合修复的功效。
[0010]优选地，联合修复过程中增加待处理污染土壤中的电子受体。
[0011]优选地，电子受体为氧。微生物的生存及土壤修复过程中产生的一些化学反应需要电子受体的存在，因此，在联合修复过程中增加电子受体有利于土壤污染的进一步修复。
[0012]优选地，联合修复过程中向待处理污染土壤中额外施加根际圈微生物。
[0013]在联合修复过程中额外添加根际圈微生物，除了能够直接依靠其自身的代谢活动降解有机污染物外，还能以根分泌物和根际圈内有机质为共代谢物质，对有机污染物进行降解。
[0014]对于低分子量、简单化合物，如低环的多环芳烃(二环或三环的)，通常将其作为微生物的碳源和能量来源，而对于高分子量、复杂化合物，如多环的多环芳烃(三环以上的)、氯代芳香化合物、氯酚类物质、多氯联苯、二噁英及部分石油烃等则通过共代谢的方法降
解，这些污染物有时可被一种微生物降解，但大多状况是由多种微生物共同参与联合降解。因此，根际圈微生物的添加有利于提高土壤修复效果。
[0015]优选地，联合修复过程中向待处理污染土壤中额外施加营养物质。
[0016]微生物的生长繁殖需要碳、氮、磷及其他各种矿物质元素，只有充分满足微生物代谢所需要的营养元素，改善其生长环境条件，才能提高微生物的数量、多样性和活性，因此，在联合修复过程中为微生物注入营养物质有利于土壤污染的进一步修复。
[0017]上述基于电场及微生物联合修复技术的土壤污染处理方法，包括如下步骤：
[0018](1)采集待处理污染土壤区域的土壤样品进行分析，确定土壤自身特性；
[0019](2)对土壤样品进行电场施加试验，分析施加电场对微生物生长状况的影响，结合步骤(1)中的土壤自身特性优化电场方向周期性调整方案，并根据微生物生长状况及土壤污染物降解效果改善微生物生存环境条件；
[0020](3)根据步骤(2)获得土壤污染处理方法对待处理污染土壤区域进行土壤污染处理。
[0021]在对污染土壤进行修复处理前取样分析并使用土壤样品进行预试验，可为实地修复提供依据。
[0022]优选地，土壤自身特性包括土壤中的污染物种类、含量，土壤pH，土壤微生物种类、含量，土壤中营养物质种类、含量。土壤中的污染物种类、含量可作为后续评价土壤污染物降解效率的基础；土壤pH作为后续周期性调整电场方向的参考依据；土壤微生物种类、含量，营养物质种类、含量可作为pH、营养物质、电子受体控制的参考依据。
[0023]优选地，对土壤样品进行电场施加试验时，将土壤样品置于反应槽中，加入电解液，于土壤样品中插入两电极，两电极分别连接电源；电场方向周期性调整的方法为周期性切换电极极性。
[0024]优选地，改善微生物生存环境条件包括改善土壤中的电子受体、营养物质和/或根际圈微生物。
[0025]优选地，改善土壤中的电子受体的方式包括向土壤中注入空气或氧气，于土壤中打孔排气以增加氧的流动供应。
[0026]优选地，根据步骤(2)获得土壤污染处理方法对待处理污染土壤区域进行土壤污染处理时，
[0027]对土壤pH、营养物质、电子受体进行监控，根据监控结果优化电场方向周期性调整方案、营养物质添加方案、电子受体调整方案。
[0028]综上，本专利技术方法绿色环保、成本低且二次污染风险小，并且通过引入电场，在不影响微生物活性的情况下增强了微生物的传质效果，进而提高污染土壤的修复效果。
附图说明
[0029]图1所示为土壤样品电场施加试验装置。
[0030]其中，1.反应槽；2.土壤样品；3.石墨电极；4.直流电源。
具体实施方式
[0031]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例
仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]实施例1
[0033](1)采集待处理污染土壤区域的土壤样品进行分析，确定土壤自身特性：
[0034]土壤样品的采集方法对后续的分析评价具有重要影响，因此，必须保证土样具有代表性，能正确真实地反映原采样地块的土壤情况。
[0035]采取剖面采样法进行采集，土样的采集应在土壤剖面挖好后，按土壤发生层自下而上采集每一层的样品，注意取样时取土层中央的土壤，或每隔20cm取样；每个土样取500g。
[0036]在进行试验前测定土壤样品的pH值，即为采样地块原有微生物能够存活的pH，为后续电场方向的周期性调整提供依据。
[0037]测定土壤样品中的污染物种类、含量，了解土壤样品中各类污染程度，可作为后续评价土壤污染物降解效率的基础，也可为后续添加的微生物种类提供依据。
[0038]测定土壤样品中微生物种类、含量，可为pH、营养物质、电子受体控制的参考依据。
[0039]土壤中微生物种类较多，包括细菌、真菌、放线菌、藻类、原生动物等；并且微生物的数量也很大，1克土壤中达几亿到几百亿个。每种微生物都有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于电场及微生物联合修复技术的土壤污染处理方法，其特征在于，向待处理污染土壤施加电场，并对电场方向进行周期性调整，以配合土壤中微生物进行污染联合修复。2.根据权利要求1所述的基于电场及微生物联合修复技术的土壤污染处理方法，其特征在于，联合修复过程中增加待处理污染土壤中的电子受体。3.根据权利要求1所述的基于电场及微生物联合修复技术的土壤污染处理方法，其特征在于，联合修复过程中向待处理污染土壤中额外施加根际圈微生物。4.根据权利要求1所述的基于电场及微生物联合修复技术的土壤污染处理方法，其特征在于，联合修复过程中向待处理污染土壤中额外施加营养物质。5.根据权利要求1所述的基于电场及微生物联合修复技术的土壤污染处理方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采集待处理污染土壤区域的土壤样品进行分析，确定土壤自身特性；(2)对土壤样品进行电场施加试验，分析施加电场对微生物生长状况的影响，结合步骤(1)中的土壤自身特性优化电场方向周期性调整方案，并根据微生物生长状况及土壤污染物降解效果改善微生物生存环境条件；(3)根据步骤(2)获得土壤污染处理方法对所述待处理污染土壤区域进行土壤污染处理。6.根据权利要求5所述的基于电场及微生物联...

【专利技术属性】
技术研发人员：石岩，杨治国，杨丽曼，许少峰，王一轩，王娜，孙治博，牛燕霞，蔡茂林，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：