多環(huán)芳烴-重金屬復合污染土壤的生物修復方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及環(huán)境領域，尤其設及一種多環(huán)芳控-重金屬復合污染±壤的生物處理 方法，進一步設及一種用白腐菌、表面活性劑和稻草賴桿處理±壤中多環(huán)芳控和重金屬的 方法。
【背景技術】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟持續(xù)高速的發(fā)展，環(huán)境中重金屬和有機污染物的排放量在相當長的 時間內(nèi)會保持在比較高的水平。我國±壤污染也將因此趨向嚴重化和復雜化。根據(jù)近年 來的一些研究報道，我國許多區(qū)域的±壤存在重金屬和有機物復合污染。所謂±壤復合污 染，可定義為2種或2種W上污染物共存于±壤中，同時它們的濃度超過國家±壤環(huán)境質量 標準或已達到影響±壤環(huán)境質量水平的±壤污染。±壤復合污染形式多樣，包括有機物復 合污染、無機復合污染W(wǎng)及有機和無機復合污染等。多環(huán)芳控（PAHs)和重金屬是常見的易 被發(fā)現(xiàn)共存于±壤中的2種典型的污染物，是有機和無機復合污染±壤的典型代表之一， 亦是當前國內(nèi)外廣泛研究的熱點。許多焦化廠、鋼鐵廠和煤電廠等關閉、搬遷之后都會留下 PAHs和重金屬復合污染場地。一些工業(yè)密集區(qū)域的河流底泥也存在不同程度的PAHs和重 金屬復合污染。運些污染物質的存在對上壤生態(tài)系統(tǒng)的結構、功能產(chǎn)生直接影響，亦對人類 健康構成巨大的威脅。因此，復合污染±壤的修復是目前亟待解決的重要環(huán)境問題。
[0003] 在±、水環(huán)境中，單一的污染是很少的，絕大多數(shù)污染是多種污染物質共存所造成 的復合污染。但國內(nèi)外有關研究大多只設及單一污染物的環(huán)境效應，對多種污染物所形成 的環(huán)境復合污染效應及其機理的認識還遠遠不夠。有機污染物和重金屬在性質上存在極 大的差異，致使開展有機污染物與重金屬之間復合污染效應和機理的研究還存在一定的難 度。溶劑洗脫、熱脫附、吸附等物理化學方法能將復合污染物從上壤中去除，但有可能造成 二次污染，不適合大規(guī)模應用。環(huán)保的修復方法如植物修復很難同時去除重金屬和有機物。
[0004] 目前，±壤污染的修復治理通常采用物理或化學的技術手段，用時較短，治理效果 較理想，但相關成本費用較高，且易對環(huán)境造成二次污染。相比傳統(tǒng)的治理方法，生物修復 方法操作相對簡單，修復成本低，具有良好的生態(tài)協(xié)調性，不易產(chǎn)生二次污染。多環(huán)芳控 (PAHs)是一類典型的疏水性環(huán)境污染物，辛醇水分配系數(shù)高，具有強烈的憎水性，進入環(huán)境 后，易吸附于±壤或沉積于底泥中，而且PAHs具有穩(wěn)定的環(huán)狀結構，因此難W被微生物利 用。目前尚未發(fā)現(xiàn)一種對多環(huán)芳控具有較好修復效果生物修復方法。 陽0化]研究發(fā)現(xiàn)人為引入外源微生物對±壤中的重金屬通過吸收、吸附、沉淀、轉化等作 用，改變重金屬的物理化學特性，影響其在±壤中的遷移和轉化性質，從而降低±壤中重金 屬的毒性。然而由于本±微生物的競爭作用，外源微生物對目標±壤環(huán)境的適應往往會受 到影響，甚至很難進行有效的繁殖。同時±壤顆粒對重金屬也具有一定的吸附作用，重金屬 吸附在±壤顆粒表面后其生物可及性降低，因而在一定程度上限制了生物修復。
[0006] 農(nóng)業(yè)廢棄物例如稻草賴桿和咖啡渣等作為重金屬離子的吸附材料成為近些年的 研究熱點，運種吸附材料不僅效果顯著而且經(jīng)濟實惠。農(nóng)業(yè)廢棄物通常由纖維素、半纖維素 和木質素3種化學成分組成，同時含有少量的其他有機物和灰分。其中木質素緊緊地包裹 著纖維素，成為一道天然的物理屏障，保護著纖維素免受微生物降解，但是，運也成為纖維 素利用過程中的一個障礙。因此，如何充分利用稻草賴桿對重金屬離子進行吸附也成為目 前環(huán)境治理領域的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術中存在的不足，提供一種處理效率 高、處理工藝簡單、成本低、并能有效去除復合污染±壤中的PAHs、化2+和Cd2+的生物修復 方法，實現(xiàn)稻草賴桿資源化利用。
[0008] 為解決上述存在的技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：
[0009] 一種多環(huán)芳控-重金屬復合污染±壤的生物修復方法，包括W下步驟：
[0010] S1、將稻草賴桿、白腐菌抱子懸浮液、微量元素液混合后進行固態(tài)發(fā)酵，得到經(jīng)發(fā) 酵處理的稻草賴桿混合物；
[0011] S2、將經(jīng)發(fā)酵處理的稻草賴桿混合物、表面活性劑和多環(huán)芳控-重金屬復合污染 ±壤混合混合后進行固態(tài)發(fā)酵，得到經(jīng)發(fā)酵處理的復合污染±壤混合物；
[0012]S3、將經(jīng)發(fā)酵處理的復合污染±壤混合物與去離子水混合，經(jīng)超聲處理和振蕩處 理，完成對復合污染±壤的生物修復。
[0013] 上述的生物修復方法，優(yōu)選的，前述S1步驟中，前述稻草賴桿、前述微量元素液、 白腐菌抱子懸浮液的質量體積比為0. 4kg~0.化g: 1L: 0.OIL~0. 02L。
[0014] 上述的生物修復方法，優(yōu)選的，白腐菌抱子懸浮液為黃抱原毛平革菌的抱子懸浮 液，每mL黃抱原毛平革菌抱子懸浮液含抱子2. 0X1〇6個。 陽015] 上述的生物修復方法，優(yōu)選的，前述微量元素液包括0.018g/L的C0CI2? 6&0、 0.Olg/L的CuS〇4? 5&0、0.Olg/L的ZnS〇4? ?&0、0.Olg/L的A化（S〇4)2? 12&0、0.Olg/L的NazMcA? 2&0、0.Ig/L的MnS〇4? &0、0. 3g/L的M拆O4? ?&0、0.Ig/L的NaCl、0.Ig/L的 FeS〇4? 7&0、0.Olg/L的皿〇3和 0.Olg/L的CaCl2。
[0016] 上述的生物修復方法，優(yōu)選的，前述微量元素液的抑值為4. 5。
[0017]上述的生物修復方法，優(yōu)選的，前述S1步驟中，前述固體發(fā)酵的溫度為30~40°C， 時間為4天~8天。
[0018] 上述的生物修復方法，優(yōu)選的，前述S1步驟中，前述固態(tài)發(fā)酵的過程中含水率為 60%~75%。
[0019] 上述的修復方法，優(yōu)選的，前述S2步驟中，經(jīng)發(fā)酵處理的稻草賴桿混合物、所述 表面活性劑、所述多環(huán)芳控-重金屬復合污染±壤的質量比為0.2~0.4 : 0.001~ 0.008 :1。
[0020] 上述的生物修復方法，優(yōu)選的，前述S2步驟中，前述表面活性劑與前述多環(huán)芳 控-重金屬復合污染±壤的質量比為0.001~0.008 :1。進一步優(yōu)選的，表面活性劑與前 述多環(huán)芳控-重金屬復合污染±壤的質量比為0.003~0.006 :1。進一步優(yōu)選的，表面活 性劑與前述多環(huán)芳控-重金屬復合污染上壤的質量比為0.004 : 1。
[0021] 上述的生物修復方法，優(yōu)選的，前述S2步驟中，前述表面活性劑為TweenSO。
[0022] 上述的生物修復方法，優(yōu)選的，前述S2步驟中，將經(jīng)發(fā)酵處理的稻草賴桿混合 物、表面活性劑和多環(huán)芳控-重金屬復合污染±壤混合后，加入去離子水，然后進行固態(tài) 發(fā)酵。前述多環(huán)芳控-重金屬復合污染±壤與前述去離子水的質量體積比優(yōu)選為1kg~ 1. 5kg:ILo
[0023] 上述的生物修復方法，優(yōu)選的，前述S2步驟中，前述經(jīng)發(fā)酵處理的稻草賴桿混合 物與前述多環(huán)芳控-重金屬復合污染上壤的質量比0.2~0.4 : 1。進一步優(yōu)選的，經(jīng)發(fā)酵 處理的稻草賴桿混合物與前述多環(huán)芳控-重金屬復合污染上壤的質量比0.2~0.3 : 1。
[0024]上述的生物修復方法，優(yōu)選的，前述S2步驟中，固體發(fā)酵的溫度為30°C~40°C，時 間為30天~40天。
[00巧]上述的生物修復方法，優(yōu)選的，前述S2步驟中，固態(tài)發(fā)酵的過程中含水率為 40%~60%。
[00%] 進一步的，前述S3步驟中，經(jīng)發(fā)酵處理的復合污染±壤混合物與前述去離子水的 質量體積比0. 4kg~0.化g: 1L。
[0027]上述的生物修復方法，優(yōu)選的，前述S3步驟中，超聲處理的溫度為60°C~80°C，時 間為比~化。
[0028] 上述的生物修復方法，優(yōu)選的，前述S3步驟中，前述述振蕩吸附的轉速為 100巧m~14化pm,時間為地~化。
[0029] 本發(fā)明的生物修復方法中，稻草賴桿的預處理包括W下步驟：將稻草賴桿破碎成 粒徑為3mm~4mm左右的碎片，用去離子水洗凈，風干。
[0030] 采用本發(fā)明的生物修復方法，對多環(huán)芳控-重金屬復合污染±壤進行修復，多 環(huán)芳控-重金屬復合污染±壤中多環(huán)芳控的含量優(yōu)選為《200mg/kg、化2+的含量優(yōu)選為 《500mg/kg和Cd2+的含量優(yōu)選為《lOOmg/kg。
[0031] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0032] 1、本發(fā)明提供了一種多環(huán)芳控-重金屬復合污染±壤的生物修復方法，利用稻草 賴桿結合白腐菌和表面活性劑去除±壤中PAHs和重金屬。其中，白腐菌在稻草賴桿W及微 量元素的存在下能夠產(chǎn)生木質素酶系有效地對PAHs進行非特異性降解，同時木質素降解 酶系對稻草粉末表面的木質素進行生物降解，使纖維素裸露出來，增加了稻草粉末表面上 具有吸附作用的官能團，進而增強了對±壤中PAHs和重金屬的吸附能力；另一方面，白腐 菌產(chǎn)生的一些代謝產(chǎn)物W及白腐菌菌體（包括死亡的菌體）也能吸附或絡合部分的重金 屬。
[0033] 2、本發(fā)明提供了一種多