本发明涉及一种修复高浓度苯并芘污染土壤的方法。
背景技术：
苯并[a]芘(benzo[a]pyrene,b[a]p)是具有5环结构的、世界公认的强致癌性多环芳烃(pahs)污染物。因此，苯并[a]芘早被美国环保局列入优先控制有毒有机污染物的黑名单。它常存在于石油污染物中，通过石油开采与运输过程的泄漏、石油污染水灌溉及大气飘尘的沉降等途径进入土壤，由于b[a]p具有较高的辛醇－水分配系数和较高的蒸汽压，在自然环境中很难降解，因此很容易在土壤等环境中积累，造成土壤污染。
在水体，土壤和作物中b[a]p都容易残留。我国石油污灌区土壤中b[a]p的含量高达29~30μg/g。清灌区土壤中的b[a]p含量＜10ng/g，而污灌后土壤b[a]p含量则从100~500ng/g1提高至2444~7000ng/g，污染土壤b[a]p的质量分数可高出清洁土壤几十倍，甚至几百倍。许多国家都进行过土壤中b[a]p含量调查，残留浓度取决于污染原的性质与距离，在繁忙的公路两旁的土壤中b[a]p含量为2.0mg/kg，在炼油厂附近土壤中是200mg/kg；被煤焦油，沥青污染的土壤中，可以高达650mg/kg，食物中的b[a]p残留浓度取决于附近是否有工业区或交通要道。进入食物链的量决定于烹调方法，不适当的油炸可能使b[a]p含量升高，但进入人体组织后，分解速度比较快。水中的b[a]p主要是由于工业“三废”排放。残留时间一般不太长，特别在阳光和微生物影响下，数小时内就被代谢和降解。水生生物对b[a]p的富集系数不高，在0.1μg/l浓度水中鱼对bap的富集系数35天为61倍，清除75%的时间为5天。
高浓度(>1000mg/kg)b[a]p污染土壤，将会给生态系统和人体健康带来危害，因此对高浓度(>1000mg/kg)b[a]p污染土壤进行修复特别是生物修复已成为国际研究的热点之一。目前常见b[a]p污染土壤的修复方法都是针对一般中低浓度b[a]p污染土壤的修复方法，对于高浓度(>1000mg/kg)b[a]p污染土壤的修复方法还未见报道，因此有必要探索一种处理高浓度苯并芘污染土壤的修复技术和工艺，将土壤中高浓度b[a]p吸收、降解、转化和去除，使b[a]p的浓度降低到可接受的水平，或将其转化为无毒无害的物质，恢复受污染生态系统的正常功能。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供一种处理高浓度(>1000mg/kg)苯并芘污染土壤的修复技术和工艺，用本发明的方法处理高浓度苯并芘污染土壤，可显著修复高浓度苯并芘污染的土壤，且具有工序简单易于操作、经济环保、不产生二次污染及成本低的特点，便于大面积处理。
本发明采用的技术方案是：
一种修复高浓度苯并芘污染土壤的方法，包括以下步骤：
1）、制备高浓度苯并芘污染土壤；
2）、将100～300mg硅藻土、100～150mg尿素、20～50mg壳聚糖、10～30g磷酸脲和3000～4000g去离子水混合搅拌；
3）、向步骤2）中加入步骤1）制备的污染土壤2000～4000g搅拌、过滤，去除滤液；
4）、步骤3）后向其中加入30～60mg羧甲基纤维素、50～100mg沸石粉、20～50g赤泥和1000～2000g去离子水，加热至70～90℃搅拌，过滤，去除滤液；
5）、步骤4）后向其中加入30～60mg乙二胺四乙酸、10～30g硫酸钾、50～100mg磷酸钙和1000～2000g去离子水，搅拌，过滤，去除滤液；
6）、制备动物壳体粉末；
7）、加入步骤6）中动物壳体粉末与钠5～10mg，去离子水1000～2000g，搅拌，过滤，去除滤液；
8）、最后在高浓度苯并芘污染土面上覆盖一层塑料保护膜，静置48小时，完成固化修复；
9）、测定处理后的土壤中的苯并芘的含量。
所述的步骤1）的制备方法为：根据组分质量之比配比制备>1000mg/kg高浓度苯并芘溶液，然后高浓度苯并芘溶液与干土混合均匀即得到高浓度苯并芘污染土。
所述的步骤2）中的搅拌时间为30-60分钟。
所述的步骤3）中污染土壤在转速为500-800r/min下搅拌30-40分钟。
所述的步骤4）中搅拌时间为40-60min。
所述的步骤5）中在转速500-800r/min下搅拌10-30分钟。
所述的步骤6）为：取用废弃贝壳洗净、烘干、研磨，并用100～300目目筛筛选，得到均匀贝壳粉待用；取用花生壳、秸秆粉、核桃壳分别洗净、烘干、研磨，并用100～300目目筛筛选，得到均匀花生壳粉、核桃壳粉待用；
所述的步骤7）中，花生壳粉100～200mg、贝壳粉500～1000mg、秸秆粉100～200mg、和核桃壳粉10～30g，搅拌时间为20-30分钟。
本发明的有益效果是：
在修复高浓度(>1000mg/kg)苯并芘的污染土壤的同时能净化空气、水体和土壤，生态效益较为显著；可减少高浓度苯并芘污染物向大气、土壤和水体中迁移；价格低廉；应用范围广，适用于大面积、污染严重的区域。
1)快速有效地降解土壤中高浓度苯并芘的污染物，缩短污染土壤的修复周期；
2)不产生二次污染；
3)简单易行；
4)提高污染场地土壤的肥力，
5)便于大面积处理：本发明成本低、工艺简单，便于大面积处理；
6)为于高浓度(>1000mg/kg)苯并芘等多环芳烃有机物污染土壤的修复提供先进的技术支撑。
附图说明
图1是实施例1中处理后不同时间土壤中苯并芘的去除率。
具体实施方式
实施例1一种修复高浓度苯并芘污染土壤的方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）、根据组分质量之比配比制备>1000mg/kg高浓度苯并芘溶液，然后高浓度苯并芘溶液与干土混合均匀即得到高浓度苯并芘污染土；
2）、将100～300mg硅藻土、100～150mg尿素、20～50mg壳聚糖、10～30g磷酸脲和3000～4000g去离子水混合搅拌30-60分钟；
3）、向步骤2）中加入步骤1）制备的污染土壤2000～4000g转速为500-800r/min下搅拌30-40分钟、过滤，去除滤液；
4）、步骤3）后向其中加入30～60mg羧甲基纤维素、50～100mg沸石粉、20～50g赤泥和1000～2000g去离子水，加热至70～90℃搅拌时间为40-60min，过滤，去除滤液；
5）、步骤4）后向其中加入30～60mg乙二胺四乙酸、10～30g硫酸钾、50～100mg磷酸钙和1000～2000g去离子水，在转速500-800r/min下搅拌10-30分钟，过滤，去除滤液；
6）、取用废弃贝壳洗净、烘干、研磨，并用100～300目目筛筛选，得到均匀贝壳粉待用；取用花生壳、秸秆粉、核桃壳分别洗净、烘干、研磨，并用100～300目目筛筛选，得到均匀花生壳粉、核桃壳粉待用；
7）、加入步骤6）中花生壳粉100～200mg、贝壳粉500～1000mg、秸秆粉100～200mg和核桃壳粉10～30g，与钠5～10mg，去离子水1000～2000g，搅拌时间为20-30分钟，过滤，去除滤液；
8）、最后在高浓度苯并芘污染土面上覆盖一层塑料保护膜，静置48小时，完成固化修复；
9）、测定处理后的土壤中的苯并芘的含量。
二、材料与结果
1、材料选用：
在温室进行土壤苯并芘污染模拟盆栽试验，每处理每盆分别根据组分质量之比配比制备高浓度苯并芘，将一定量的苯并芘经丙酮溶解后，均匀洒在土样表层，待丙酮挥发后，多次搅拌、混匀，制备高浓度苯(>1000mg/kg)苯并芘污染土壤，本发明方法与污染土壤混合搅拌，其他管理条件一致，温室的温度均控制在38℃±3℃、湿度为45%±3%，修复到12、24、36、48、60、72h后结束试验。随机分成四组。
组1：采用上述本发明的方法。
组2：与上述方法相同，不同点在于：不采用本发明的步骤4，而采用本发明的步骤1、2、3、5、6、7、8、9，直接在高浓度苯并芘污染土壤上修复处理。
组3：与上述方法相同，不同点在于：不采用本发明的步骤5，而采用本发明的步骤1、2、3、4、6、7、8、9，直接在高浓度苯并芘污染土壤上修复处理。
组4：与上述方法相同，不同点在于：不采用本发明的步骤7，而采用本发明的步骤1、2、3、4、5、6、8、9，直接在高浓度苯并芘污染土壤上修复处理。
2、结果
结果如图1。
由图1可见，各个处理组中以48小时修复效果最好，苯并芘的去除率最高；超过48小时修复效果逐渐减低。不采用本发明的步骤4、5、7，48小时修复后苯并芘的去除率分别为15.8%、25.4%、55.8%；采用本发明方法，特别是本发明的步骤4、5、7等方法，经48小时修复后效果最好，土壤中苯并芘的去除率可达70.2%。采用本发明方法可快速有效地降解土壤中高浓度苯并芘的污染物，缩短污染土壤的修复周期，修复成本低，不造成二次污染，简单易行，可提高污染场地土壤的肥力，适用于各种规模苯并芘污染场地的修复。可适用于高浓度苯并芘等多环芳烃有机物复合污染土壤的修复，具有较大的推广价值。