多环芳烃-重金属复合污染土壤的生物修复方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及环境领域，尤其设及一种多环芳控-重金属复合污染±壤的生物处理 方法，进一步设及一种用白腐菌、表面活性剂和稻草賴杆处理±壤中多环芳控和重金属的 方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济持续高速的发展，环境中重金属和有机污染物的排放量在相当长的 时间内会保持在比较高的水平。我国±壤污染也将因此趋向严重化和复杂化。根据近年 来的一些研究报道，我国许多区域的±壤存在重金属和有机物复合污染。所谓±壤复合污 染，可定义为2种或2种W上污染物共存于±壤中，同时它们的浓度超过国家±壤环境质量 标准或已达到影响±壤环境质量水平的±壤污染。±壤复合污染形式多样，包括有机物复 合污染、无机复合污染W及有机和无机复合污染等。多环芳控（PAHs)和重金属是常见的易 被发现共存于±壤中的2种典型的污染物，是有机和无机复合污染±壤的典型代表之一， 亦是当前国内外广泛研究的热点。许多焦化厂、钢铁厂和煤电厂等关闭、搬迁之后都会留下 PAHs和重金属复合污染场地。一些工业密集区域的河流底泥也存在不同程度的PAHs和重 金属复合污染。运些污染物质的存在对上壤生态系统的结构、功能产生直接影响，亦对人类 健康构成巨大的威胁。因此，复合污染±壤的修复是目前亟待解决的重要环境问题。
[0003] 在±、水环境中，单一的污染是很少的，绝大多数污染是多种污染物质共存所造成 的复合污染。但国内外有关研究大多只设及单一污染物的环境效应，对多种污染物所形成 的环境复合污染效应及其机理的认识还远远不够。有机污染物和重金属在性质上存在极 大的差异，致使开展有机污染物与重金属之间复合污染效应和机理的研究还存在一定的难 度。溶剂洗脱、热脱附、吸附等物理化学方法能将复合污染物从上壤中去除，但有可能造成 二次污染，不适合大规模应用。环保的修复方法如植物修复很难同时去除重金属和有机物。
[0004] 目前，±壤污染的修复治理通常采用物理或化学的技术手段，用时较短，治理效果 较理想，但相关成本费用较高，且易对环境造成二次污染。相比传统的治理方法，生物修复 方法操作相对简单，修复成本低，具有良好的生态协调性，不易产生二次污染。多环芳控 (PAHs)是一类典型的疏水性环境污染物，辛醇水分配系数高，具有强烈的憎水性，进入环境 后，易吸附于±壤或沉积于底泥中，而且PAHs具有稳定的环状结构，因此难W被微生物利 用。目前尚未发现一种对多环芳控具有较好修复效果生物修复方法。 阳0化]研究发现人为引入外源微生物对±壤中的重金属通过吸收、吸附、沉淀、转化等作 用，改变重金属的物理化学特性，影响其在±壤中的迁移和转化性质，从而降低±壤中重金 属的毒性。然而由于本±微生物的竞争作用，外源微生物对目标±壤环境的适应往往会受 到影响，甚至很难进行有效的繁殖。同时±壤颗粒对重金属也具有一定的吸附作用，重金属 吸附在±壤颗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复。
[0006] 农业废弃物例如稻草賴杆和咖啡渣等作为重金属离子的吸附材料成为近些年的 研究热点，运种吸附材料不仅效果显著而且经济实惠。农业废弃物通常由纤维素、半纤维素 和木质素3种化学成分组成，同时含有少量的其他有机物和灰分。其中木质素紧紧地包裹 着纤维素，成为一道天然的物理屏障，保护着纤维素免受微生物降解，但是，运也成为纤维 素利用过程中的一个障碍。因此，如何充分利用稻草賴杆对重金属离子进行吸附也成为目 前环境治理领域的难题。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种处理效率 高、处理工艺简单、成本低、并能有效去除复合污染±壤中的PAHs、化2+和Cd2+的生物修复 方法，实现稻草賴杆资源化利用。
[0008] 为解决上述存在的技术问题，本发明采用的技术方案是：
[0009] 一种多环芳控-重金属复合污染±壤的生物修复方法，包括W下步骤：
[0010] S1、将稻草賴杆、白腐菌抱子悬浮液、微量元素液混合后进行固态发酵，得到经发 酵处理的稻草賴杆混合物；
[0011] S2、将经发酵处理的稻草賴杆混合物、表面活性剂和多环芳控-重金属复合污染 ±壤混合混合后进行固态发酵，得到经发酵处理的复合污染±壤混合物；
[0012]S3、将经发酵处理的复合污染±壤混合物与去离子水混合，经超声处理和振荡处 理，完成对复合污染±壤的生物修复。
[0013] 上述的生物修复方法，优选的，前述S1步骤中，前述稻草賴杆、前述微量元素液、 白腐菌抱子悬浮液的质量体积比为0. 4kg~0.化g: 1L: 0.OIL~0. 02L。
[0014] 上述的生物修复方法，优选的，白腐菌抱子悬浮液为黄抱原毛平革菌的抱子悬浮 液，每mL黄抱原毛平革菌抱子悬浮液含抱子2. 0X1〇6个。 阳015] 上述的生物修复方法，优选的，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] 上述的生物修复方法，优选的，前述微量元素液的抑值为4. 5。
[0017]上述的生物修复方法，优选的，前述S1步骤中，前述固体发酵的溫度为30~40°C， 时间为4天~8天。
[0018] 上述的生物修复方法，优选的，前述S1步骤中，前述固态发酵的过程中含水率为 60%~75%。
[0019] 上述的修复方法，优选的，前述S2步骤中，经发酵处理的稻草賴杆混合物、所述 表面活性剂、所述多环芳控-重金属复合污染±壤的质量比为0.2~0.4 : 0.001~ 0.008 :1。
[0020] 上述的生物修复方法，优选的，前述S2步骤中，前述表面活性剂与前述多环芳 控-重金属复合污染±壤的质量比为0.001~0.008 :1。进一步优选的，表面活性剂与前 述多环芳控-重金属复合污染±壤的质量比为0.003~0.006 :1。进一步优选的，表面活 性剂与前述多环芳控-重金属复合污染上壤的质量比为0.004 : 1。
[0021] 上述的生物修复方法，优选的，前述S2步骤中，前述表面活性剂为TweenSO。
[0022] 上述的生物修复方法，优选的，前述S2步骤中，将经发酵处理的稻草賴杆混合 物、表面活性剂和多环芳控-重金属复合污染±壤混合后，加入去离子水，然后进行固态 发酵。前述多环芳控-重金属复合污染±壤与前述去离子水的质量体积比优选为1kg~ 1. 5kg:ILo
[0023] 上述的生物修复方法，优选的，前述S2步骤中，前述经发酵处理的稻草賴杆混合 物与前述多环芳控-重金属复合污染上壤的质量比0.2~0.4 : 1。进一步优选的，经发酵 处理的稻草賴杆混合物与前述多环芳控-重金属复合污染上壤的质量比0.2~0.3 : 1。
[0024]上述的生物修复方法，优选的，前述S2步骤中，固体发酵的溫度为30°C~40°C，时 间为30天~40天。
[00巧]上述的生物修复方法，优选的，前述S2步骤中，固态发酵的过程中含水率为 40%~60%。
[00%] 进一步的，前述S3步骤中，经发酵处理的复合污染±壤混合物与前述去离子水的 质量体积比0. 4kg~0.化g: 1L。
[0027]上述的生物修复方法，优选的，前述S3步骤中，超声处理的溫度为60°C~80°C，时 间为比~化。
[0028] 上述的生物修复方法，优选的，前述S3步骤中，前述述振荡吸附的转速为 100巧m~14化pm,时间为地~化。
[0029] 本发明的生物修复方法中，稻草賴杆的预处理包括W下步骤：将稻草賴杆破碎成 粒径为3mm~4mm左右的碎片，用去离子水洗净，风干。
[0030] 采用本发明的生物修复方法，对多环芳控-重金属复合污染±壤进行修复，多 环芳控-重金属复合污染±壤中多环芳控的含量优选为《200mg/kg、化2+的含量优选为 《500mg/kg和Cd2+的含量优选为《lOOmg/kg。
[0031] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0032] 1、本发明提供了一种多环芳控-重金属复合污染±壤的生物修复方法，利用稻草 賴杆结合白腐菌和表面活性剂去除±壤中PAHs和重金属。其中，白腐菌在稻草賴杆W及微 量元素的存在下能够产生木质素酶系有效地对PAHs进行非特异性降解，同时木质素降解 酶系对稻草粉末表面的木质素进行生物降解，使纤维素裸露出来，增加了稻草粉末表面上 具有吸附作用的官能团，进而增强了对±壤中PAHs和重金属的吸附能力；另一方面，白腐 菌产生的一些代谢产物W及白腐菌菌体（包括死亡的菌体）也能吸附或络合部分的重金 属。
[0033] 2、本发明提供了一种多