一种硝基苯类化合物污染土壤的修复方法技术

本发明专利技术公开一种对硝基苯类化合物污染土壤利用连续种植植物的方式进行治理与修复的技术。本发明专利技术采用的技术方案如下：在被硝基苯类化合物污染的土壤上种植多年生豆科植物，并根据土壤缺水情况正常浇水，在植物至少一个生长期满后可使受污染土壤得到适度修复。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种治理污染环境的植物修复技术，具体地说是一种对硝基苯类化合 物污染土壤利用连续种植植物的方式进行治理与修复的技术。
技术介绍
环境中的硝基苯类污染物主要包括硝基苯、硝基氯苯、硝基甲苯、硝基苯酚、硝基 苯胺和硝基苯甲酸等。这些化合物主要用于农药、染料、香料、药品、炸药等制造的原料或中 间体。据估计，1997年我国硝基苯的生产量达到了 19. 81 X 104t，为历史最高纪录，比1990 年增长了 2. 3倍，7年间年均增长率为18.8%，参见文献《有机污染化学》王连生、高等教育 出版社，2004.。硝基苯类化合物的大量生产、使用，使得其极易通过各种途径进入环境。含 硝基苯类化合物废水的随意排放是其进入土壤的主要途径，如军品生产排放的“红水”中就 含有包括TNT在内的30多种硝基苯类化合物，参见文献Rodgers JD,Bunce NJ. Treatment methods for the remediaation of nitroaromatic explosives. Water Research, 2001, 35 (9) :2101-2111.,全世界每年排入环境中的硝基苯类化合物约为3万吨，见文献《零价 铁对土壤中硝基苯类化合物的还原作用》吴双桃，陈少瑾，胡劲召等.中国环境科学，2005， 25(2) :188-191.。硝基苯类化合物难溶于水，易溶于有机溶剂，具有很强的毒性，其可通过呼吸道、 消化道、皮肤等途径对人体造成损伤，引发高铁血红蛋白血症。硝基苯类化合物分子结构中 的硝基基团是吸电子基团，其很难通过化学或者生物的方式被氧化，或者是被水解，因此， 这造成了硝基苯类化合物在环境介质中存在的持久性。由于硝基苯类化合物在环境中存在 的持久性、难降解性、致癌性和致畸性，其已被美国环保局(US EPA)以及我国环保部列入了 环境优先监测污染物黑名单。2005年11月13日，吉林石化公司双苯厂一车间发生爆炸，约 100吨苯类物质(包括苯、苯胺、硝基苯)流入松花江，造成江水的严重污染(UNEP，2005)， 这一事件发生后，国家逐步加大了对硝基苯类化合物在环境中的残留、积累以及其污染环 境的修复等方面研究的投入。由于土壤污染发生的隐蔽性、形成的复杂性、毒性的缓效性、诊断的特殊性以及 恢复的长期性，污染土壤的修复已经成为当今环境科学领域新的生长点之一，备受国内外 环境科技工作者的重视。国内外在硝基苯类化合物污染水体的修复方面研究较多，但在 其污染土壤的修复方面，目前的研究才刚刚起步。硝基苯类化合物污染土壤的修复技术 有物理、化学、生物和植物的方法。物理方法如零价铁(ZVI)还原法，化学方法如表面活 性剂增效修复技术，这些方法对高污染场址的修复具有较好的效果，但是其成本高，修复 过程中容易带来二次污染，会破坏土壤的结构，不适于污染土壤的原位修复。生物修复技 术可分为3种生物放大(Bioaugmentation)、生物促进(Biostimulation)和内源生物 修复(Intrinsic bioremediation)。目前国内在硝基苯类化合物污染土壤生物修复方面 申请并得到授权的专利有“一种降解对氯代硝基苯的睾丸酮丛毛单胞菌及其用途”(申 请号200310114337. 7)、“受对氯硝基苯类化合物污染的环境的生物修复方法”(申请号3200610001778. X)、“ZWL73菌株在4-氯硝基苯及硝基苯原位生物修复中的应用”(申请号 200810236721.7)。这些生物方法所筛选出来的高效降解菌都是基于实验室的结果，但在 实际污染土壤上，降解菌的存活以及其降解能力的大小则会成为生物修复的重要限制性因ο
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种费用低廉、环境扰动小、无二次污染、容易被大众接 受、能适用于大面积污染场址的修复，且能增加土壤有机质和提高土壤肥力的修复方法。本专利技术采用的技术方案如下在被硝基苯类化合物污染的土壤上种植多年生豆科 植物，并根据土壤缺水情况正常浇水，在植物至少一个生长期满后可使受污染土壤得到适 度修复。本专利技术的技术方案优选的是在被硝基苯类化合物污染的土壤上种植紫花苜蓿或 三叶草，在植物一个生长期满后受污染的土壤中的硝基苯类化合物基本可以去除。本专利技术的技术方案可以是首先将被硝基苯类化合物污染的土壤与非污染的土壤 按干重量比1 4比11. 5 14. 5的比例混合，然后再在其上种植植物。本专利技术的技术方案还可以是首先将被硝基苯类化合物污染的土壤与灰钙土和脱 水污泥的混合物按干重量比1 4比11. 5 14. 5的比例混合，其中混合的灰钙土和脱水 污泥的干重比为10. 5 13. 5比1，然后再在其上种植植物。本专利技术的硝基苯类化合物污染土壤的修复方法中还可以在被污染的土壤中按每 公斤混合土壤中加入约0. 01 0. 02g的麦糠。本专利技术的硝基苯类化合物污染土壤的修复方法中还可以在被污染的土壤中在混 合土壤中拌入适量的硫酸亚铁调节试验土壤的PH值至中性。植物修复是近年来兴起的一种污染土壤修复技术，由于其环境友好、经济、以及适 用于大面积、低浓度污染土壤的原位修复，而受到了广泛的关注并成为环境科学领域研究 的热点，参见胡亚虎，魏树和，周启星等.“螯合剂在重金属污染土壤植物修复中的应用研究 进展”《农业环境科学学报》，2010，29 (11) =2055-2063.。植物修复土壤中有机污染物的机制 主要包括植物降解作用(Phytodegradation)和根际降解作用(Iihizodegradation)。研究 表明，植物降解作用涉及2个方面，一是植物的直接吸收和代谢作用，这是主要的机制；二 是有机污染物的降解可以发生在植物体外，这主要与植物根系分泌的酶有关，研究发现参 与有机污染物转化的植物源酶主要有5种脱卤酶、硝基还原酶、过氧化物酶、漆酶和腈水 解酶，其中硝基还原酶和漆酶能够参与硝基苯类化合物，如炸药废物TNT的分解，可将其分 解为4-氨-2，6-二硝基甲苯G-ADNT)和2-氨-4，6-二硝基甲苯Ο-ADNT)。对于根际降解， 一是植物根系向根系周围环境释放了大量分泌物，包括糖类、氨基酸、有机酸、脂肪酸、固 醇、生长因子、核苷酸、黄酮、酶和其它化合物。参见申建波，张福锁等著的“根系分泌物的生 态效应”.《中国农业科技导报》，1999，K4) :21-27.，其为内源微生物提供了重要的碳源和 能源，使得土壤根际微生物无论是在数量方面还是在活性方面都较非根际土壤高，进而加 快了土壤中有机污染物的去除；二是植物向根际环境释放了大量的次级代谢物Gecondary plant metabolites, SPMEs)，由于外源污染物和SPMEs在结构上的相似性，从而诱导了外 源污染物的微生物降解作用，参见 Singer AC, Crowley DE, Thompson LP. Secondary plantmetabolites in phytoremediation and biotransformation. Trends in Biotechnology, 2003,21(3) :123-130.。本专利技术具有如下优点1、本专利技术利用豆科植物修复硝基苯类化合物污染的土壤，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硝基苯类化合物污染土壤的修复方法，其特征是在被硝基苯类化合物污染的土壤上种植多年生豆科植物，并根据土壤缺水情况正常浇水，在植物至少一个生长期满后可使受污染土壤得到适度修复。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：南忠仁，赵伟宾，曾潮生，牛亚萍，胡亚虎，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]