本发明涉及有机污染土壤修复领域，且特别涉及一种生物质药剂及其应用、污染土壤的修复方法。
背景技术：
：石油烃和多环芳烃均是典型的持久性有机物，具有高毒性、难降解等特点。石油烃和多环芳烃污染环境的主要修复方法包括物理修复法、化学修复法、焚烧法及生物修复法。物理修复法、化学修复法及焚烧法均具有处理速度快、治理成本高、对污染体系破坏性大等特点，仅适用于高浓度点源污染的快速处理。生物修复法成本低、可进行原位修复、对环境破坏小、适用于低浓度、大面积污染点的治理，成为目前多环芳烃污染修复的主要方法。然而，微生物修复法的修复周期较长，一般以年为周期。且在微生物修复过程中，加入到修复现场环境中的微生物受环境因子、土著微生物竞争等因素影响，导致修复效率较低，修复效果不稳定等问题。技术实现要素：本发明的目的之一在于提供一种生物质药剂，该生物质药剂的原料来源广、成本较低，具有较强的降解土壤中的石油烃和多环芳烃的能力。本发明的第二目的在于提供一种由上述生物质药剂的应用，将其用于修复污染土壤，可达到快速、高效、稳定的修复效果。本发明的第三目的在于提供一种污染土壤的修复方法，该方法简单、易操作、耗时较短。本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：本发明提出一种生物质药剂，包括菌渣和/或木质素酶，菌渣为栽培食用菌所剩的培养料。本发明还提出了一种上述生物质药剂在修复污染土壤中的应用。本发明还提出了一种污染土壤的修复方法，包括以下步骤：粉碎并筛除污染土壤中的杂物。按重量比为100：1～10于污染土壤中投加上述生物质药剂，混合均匀。按重量比为100:10～40向污染土壤中加入水，搅拌均匀。本发明实施例的生物质药剂及其应用、污染土壤的修复方法的有益效果是：一方面，由于食用菌的菌丝体在生长过程中，分泌出酶，故菌渣中富含酶，这些酶可促进石油烃和多环芳烃等有机污染物的分解；另一方面，菌渣中富含多种矿物质元素，在污染土壤中施用菌渣可起到疏松土壤、提高土壤肥力和提高土壤蓄水通气能力的作用。此外，菌渣作为固体废弃物，将其用于本实施例中的生物质药剂中，能够实现废物资源化利用及节约成本的作用。木质素酶具有高谱、高效、低耗等特点，对污染土壤的降解和修复效果较佳，其有效避免了微生物直接作用于污染土壤修复效果不稳定的缺陷。因此，本发明实施例提供的含有菌渣和/或木质素酶的生物质药剂原料来源广、成本较低，具有较强的降解土壤中的石油烃和多环芳烃的能力，且绿色环保。此外，将其应用于修复石油烃污染土壤和/或多环芳烃污染土壤，可达到高效、快速、稳定的修复效果。按重量比为100：1～10向污染土壤中投加生物质药剂，可使生物质药剂的作用得以充分发挥，该修复方法简单、易操作、耗时较短且效果好。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本发明实施例的生物质药剂及其应用、污染土壤的修复方法进行具体说明。本发明实施例的生物质药剂包括菌渣和/或木质素酶，该两种物质为生物质药剂中的主要组成物质。其中，菌渣为栽培食用菌所剩的培养料，也即食用菌采摘后剩余的培养基质残渣。作为可选地，上述食用菌可以为金针菇、平菇、鸡腿蘑和香菇等多种食用菌。进一步地，上述食用菌的培养基质例如可以含有棉籽壳、锯木屑、玉米芯、甘蔗渣和秸秆。此类型的基质为木质纤维素类的物质，经微生物发酵后矿物质元素含量较多，且其所含的纤维素、半纤维素和木质素等物质能够得以充分降解。食用菌的菌丝体在生长过程中分泌出激素类的物质以及特殊的酶，以使部分复杂有机物，如石油烃及多环芳烃等分解成容易被植物吸收的营养物质，由此得到的菌渣中即残留有能够降解木质素的相关酶等物质。较优地，本实施例中的菌渣为多茬采摘食用菌后的培养基质残渣，例如可以为两茬、三茬或四茬采摘食用菌后的培养基质残渣。承上，一方面能够通过食用菌的菌丝体在生长过程中分泌出酶，使得菌渣中也对应富含相关酶，从而促进石油烃和多环芳烃等有机污染物的分解；另一方面，菌渣中富含多种矿物质元素，在污染土壤中施用菌渣可起到疏松土壤、提高土壤肥力和提高土壤蓄水通气能力的作用。此外，菌渣作为固体废弃物，将其用于本实施例中的生物质药剂中，能够实现废物资源化利用及节约成本的作用。木质素酶由产木质素酶的微生物以富含木质纤维素的谷类及其副产品等作为基质在培养过程中产生的可分解木质素的酶。本实施例中所得的木质素酶具有高谱、高效、低耗等特点。优选地，当生物质药剂同时含有菌渣和木质素酶时，菌渣和木质素酶的重量比可以为(1：1)～(10：1)。在此配比下，菌渣与木质素酶能够充分配合，使对污染土壤的降解和修复效果达到最佳。值得说明的是，根据污染土壤的类型和污染程度，生物质药剂中的菌渣和木质素酶的配比可以做相应调整。鉴于木质素酶较菌渣对污染土壤的降解和修复效果更优，因此，对于污染程度较高的土壤，可提高木质素酶的添加比例，以增强修复效果。换言之，也即木质素酶的用量与污染土壤的污染程度优选呈正相关，木质素酶用量提高，相应的生物制药剂的用量可以适当减少。本发明实施例还提供上述生物质药剂在修复污染土壤中的应用。作为可选地，上述生物质药剂例如可用于修复石油烃污染或/和多环芳烃污染的农田污染土壤或/和场地污染土壤。其中，场地污染土壤可以是工业场地的污染土壤。具体地，本发明实施例中的污染土壤的修复方法可以包括以下步骤：于污染土壤中投加上述生物质药剂以及水。较佳地，于污染土壤中按重量比为100：1～10投加生物质药剂。上述投加过程中还可投加水，水与污染土壤重量比为10～40：100。值得说明的是，本发明实施例中的污染土壤的重量均以干重计。作为可选地，可先按污染土壤重量的1～10％投加生物质药剂，混合均匀后再加入污染土壤重量的10～40％的水，再次混匀。在施加生物质药剂时，可根据土壤污染程度的不同，单独施用菌渣或木质素酶进行修复，也可将菌渣和木质素酶与其它材料混合加入污染土壤中，以进一步提高对污染土壤的降解和修复效果。作为可选地，上述其它材料例如可以为白腐菌等微生物、表面活性剂以及矿物质材料等。进一步地，投加生物质药剂和水后，对污染土壤养护10～50天，即可对污染土壤起到较佳地修复效果。较佳地，本实施例在投加生物质药剂与水前，还可粉碎并筛除污染土壤中的杂物，例如石子和枝叶等。其中，石子通常无污染或受到的污染较小，在修复前除去石子可降低所需处理的土方量，节约成本。同理，除去枝叶也可起到一定的节约成本的作用，另一方面，枝叶含有木质素，当投入污染土壤中的生物质药剂中含有木质素酶时，枝叶会消耗部分木质素酶，降低木质素酶对土壤的修复效果。作为可选地，本实施例中的筛除例如可以是将污染土壤过直径为5～25mm的筛孔，以得到不含杂物的土壤。以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。实施例1将污染土壤粉碎后过直径为5mm的筛，于污染土壤中按重量比为100：1：10投加生物质药剂和水，混合后养护10天。其中，生物质药剂含有菌渣，菌渣为培养金针菇两茬采摘后的培养基质残渣，培养基质含有棉籽壳。污染土壤为石油烃污染的农田污染土壤。实施例2将污染土壤粉碎后过直径为25mm的筛，于污染土壤中按重量比为100：5投加生物质药剂，混合后，再加入污染土壤重量的40％的水，混合后养护50天。其中，生物质药剂含有木质素酶，污染土壤为多环芳烃污染的工业场地污染土壤。实施例3将污染土壤粉碎后过直径为5mm的筛，然后向不含杂物的污染土壤中按重量比为100：5.5投加生物质药剂，混合后，再加入污染土壤重量的25％的水，混合后养护30天。其中，生物质药剂含有重量比为1：1的菌渣和木质素酶，菌渣为培养平菇三茬采摘后的培养基质残渣，培养基质含有锯木屑。污染土壤为石油烃污染的场地污染土壤。实施例4将污染土壤粉碎后过直径为10mm的筛，然后向不含杂物的污染土壤中按重量比为100：1投加生物质药剂，混合后，再加入污染土壤重量的10％的水，混合后养护20天。其中，生物质药剂含有重量比为10：1的菌渣和木质素酶，菌渣为培养香菇的培养基质残渣，培养基质含有玉米芯和秸秆。污染土壤为环芳烃污染的农田污染土壤。实施例5将污染土壤粉碎后过直径为15mm的筛，然后向不含杂物的污染土壤中按重量比为100：10投加生物质药剂，混合后，再加入污染土壤重量的40％的水，混合后养护40天。其中，生物质药剂含有重量比为5.5：1的菌渣和木质素酶，菌渣为培养鸡腿菇四茬采摘后的培养基质残渣，培养基质含有棉籽壳、甘蔗渣和秸秆。污染土壤为石油烃污染的农田污染土壤及场地污染土壤。实施例6将污染土壤粉碎后过直径为15mm的筛，然后向不含杂物的污染土壤中按重量比为100：8投加生物质药剂，混合后，再加入污染土壤重量的30％的水，混合后养护30天。其中，生物质药剂含有白腐菌以及重量比为3：1的菌渣和木质素酶，菌渣为培养香菇三茬采摘后的培养基质残渣，培养基质含有棉籽壳、锯木屑、玉米芯、甘蔗渣。污染土壤为多环芳烃污染的农田污染土壤及场地污染土壤。实施例7将污染土壤粉碎后过直径为10mm的筛，然后向不含杂物的污染土壤中按重量比为100：3投加生物质药剂，混合后，再加入污染土壤重量的15％的水，混合后养护20天。其中，生物质药剂含有表面活性剂以及重量比为2.5：1的菌渣和木质素酶，菌渣为培养平菇的培养基质残渣，培养基质含有棉籽壳、甘蔗渣和秸秆。污染土壤为石油烃污染和多环芳烃污染的农田污染土壤及场地污染土壤。实施例8将污染土壤粉碎后过直径为20mm的筛，然后向不含杂物的污染土壤中按重量比为100：7投加生物质药剂，混合后，再加入污染土壤重量的35％的水，混合后养护40天。其中，生物质药剂含有矿物质材料以及重量比为7.5：1的菌渣和木质素酶，菌渣为培养香菇的培养基质残渣，培养基质含有棉籽壳、锯木屑、玉米芯、甘蔗渣。污染土壤为石油烃污染的农田污染土壤及场地污染土壤。试验例1用培养基质栽培食用菌，对栽培前培养基质以及栽培后所残留的菌渣中的营养成分变化进行测定，其结果如表1所示。表1营养成分变化(％)项目粗蛋白粗纤维粗脂肪还原糖总糖灰分水分培养基质5.6651.460.642.1119.762.106.83菌渣7.919.300.683.9425.1714.9911.34由表1可以看出，经栽培食用菌后所得的菌渣粗纤维得以充分降解，含量明显降低；粗蛋白、粗脂肪、还原糖、总糖、灰分和水分的百分含量均有所升高。试验例2测定污染土壤未进行处理时石油烃的含量，将上述污染土壤平均分为3组，即试验组1、对照组1和对照组2，该3组污染土壤的修复方法和结果如下：试验组1风干污染土壤，破碎并过直径为5mm的筛；取500g过筛后的土壤置于保鲜盒中，加入15g木质素酶，搅拌均匀；加入125ml的水，搅拌均匀至成泥浆状。盖上保鲜盖，于19℃的条件下养护20天，测定土壤中石油烃的含量。继续养护20天，再次测定土壤中石油烃的含量。对照组1风干污染土壤，破碎并过直径为5mm的筛；取500g过筛后的土壤置于保鲜盒中，加入40g菌渣，搅拌均匀；加入125ml的水，搅拌均匀至成泥浆状。盖上保鲜盖，于19℃的条件下养护20天，测定土壤中石油烃的含量。继续养护20天，再次测定土壤中石油烃的含量。对照组2风干污染土壤，破碎并过直径为5mm的筛；取500g过筛后的土壤置于保鲜盒中，加入10g木质素酶和20g菌渣，搅拌均匀；加入125ml的水，搅拌均匀至成泥浆状。盖上保鲜盖，于19℃的条件下养护20天，测定土壤中石油烃的含量。继续养护20天，再次测定土壤中石油烃的含量。表2石油烃污染土壤修复结果由表2可以看出，采用含有菌渣和/或木质素酶的生物质药剂，能够有效降解污染土壤中的石油烃，表中显示降解率最高达88％。并且，木质素酶较菌渣对污染土壤中的石油烃的降解效果更好。试验例3测定污染土壤未进行处理时多环芳烃的含量，将上述污染土壤平均分为3组，即试验组1、对照组1和对照组2，该3组污染土壤的修复方法和结果如下：试验组1风干污染土壤，破碎并过直径为5mm的筛；取500g过筛后的土壤置于保鲜盒中，加入15g木质素酶，搅拌均匀；加入125ml的水，搅拌均匀至成泥浆状。盖上保鲜盖，于19℃的条件下养护20天，测定土壤中多环芳烃的含量。继续养护20天，再次测定土壤中多环芳烃的含量。对照组1风干污染土壤，破碎并过直径为5mm的筛；取500g过筛后的土壤置于保鲜盒中，加入40g菌渣，搅拌均匀；加入125ml的水，搅拌均匀至成泥浆状。盖上保鲜盖，于19℃的条件下养护20天，测定土壤中多环芳烃的含量。继续养护20天，再次测定土壤中多环芳烃的含量。对照组2风干污染土壤，破碎并过直径为5mm的筛；取500g过筛后的土壤置于保鲜盒中，加入10g木质素酶和20g菌渣，搅拌均匀；加入125ml的水，搅拌均匀至成泥浆状。盖上保鲜盖，于19℃的条件下养护20天，测定土壤中多环芳烃的含量。继续养护20天，再次测定土壤中多环芳烃的含量。表3多环芳烃污染土壤修复结果由表3可以看出，采用含有菌渣和/或木质素酶的生物质药剂，能够有效降解污染土壤中的多环芳烃，表中显示降解率最高达85％。并且，木质素酶较菌渣对污染土壤中的石油烃的降解效果更好。此外，经试验，采用含有菌渣和/或木质素酶的生物质药剂，对农田污染土壤及场地污染土壤均具有较佳的修复效果。本发明实施例提供的含有菌渣和/或木质素酶的生物质药剂，对污染土壤中石油烃的去除率可达60％～90％，对多环芳烃的去除率可达50％～90％，对6环及6环以下多环芳烃的去除率可达90％。综上所述，本发明实施例的生物质药剂的原料来源广、成本较低，具有较强的降解土壤中的石油烃和多环芳烃的能力，且绿色环保。将其应用于修复石油烃污染土壤和/或多环芳烃污染土壤，可达到高效、快速、稳定的修复效果。此外，本发明实施例提供的污染土壤的修复方法简单、易操作、耗时较短。以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。当前第1页12