專利名稱：一種修復多環芳烴污染農田土壤的生態方法
技術領域：
本發明涉及多環芳烴污染農田土壤的生態修復方法，主要涉及低濃度多環芳烴污 染農田土壤的植物修復及相關的生態修復調控措施。
背景技術：
多環芳烴(PAHs)是最常見的有機污染物之一，具有強烈致癌、致畸、致突變作用。 由于具有低溶解性和較強的憎水性，能強烈地分配到土壤有機質中，土壤已成為多環芳烴 的重要歸宿，承擔著其90%以上的環境負荷。多環芳烴進入土壤后可通過揮發、遷移以及食 物鏈等進入其它環境介質和生物體，從而給人類健康帶來風險，因此對多環芳烴污染土壤 的修復非常重要和迫切。目前，治理局部性、高濃度多壞芳烴污染土壤，傳統的客土法，淋溶法、化學氧化法 等物理、化學方法可發揮一定作用。但對于大面積、低濃度多環芳烴農田污染，上述物理、化 學方法存在著極大的不足，很難應用，主要原因有1、物理化學方法治理污染土壤，修復費 用高，在經濟上很難承受，不適應于農田土壤的治理；2、將其應用于農田土壤修復中，技術 可操作性也差，修復過程和效果的可控性差；3、物理、化學方法在具體的實施過程中可能存 在二次污染，農田周邊地下水、下層土壤的安全性得不到有效保證。
發明內容
本發明將提供一種成本低、可操作性強、無二次污染、修復效率高的一種修復多環 芳烴污染農田土壤的生態方法。本發明是通過如下技術方案實現一種修復多環芳烴污染農田土壤的生態方法為1、修復植物的選擇。選擇具有對多環芳烴污染土壤具有修復功能的植物玉米、大 豆、蓖麻和紫花苜蓿，按植物常規方式進行播種，植物生長期為一個生長季，100 150天。2、施加高效微生物菌劑。所謂高效微生物菌劑是一種由多種多環芳烴高效降解菌 在以玉米芯、豆糠為原料的基質中擴繁3 10天所得到的現場應用菌劑。高效微生物菌劑 于植物播種前5 10天施于農田中，施加量為40 50公斤/畝，施加24小時內對農田進 行翻耕。3、施加污泥發酵肥。所謂污泥發酵肥是一種以城市污水處理廠剩余活性污泥為原 料，于燥至含水率為80-85%后，加入秸桿、稻草和玉米芯混合均勻，經過高溫好氧堆肥過程 制得的有機肥料。污泥發酵肥于植物播種前2 3天施于農田中，施加量為100 200公 斤/畝，施加后24小時內對土地翻耕與備攏。4、特殊田間管理措施。修復現場每4 5壟地間設置一排水渠，用于雨季田間排 水；植物生長前三個月每月翻耕2 3次。本發明的優點如下1、本發明修復多環芳烴污染農田土壤，不影響植物正常生長，可以保證農田的正常收益，生態調控措施原料多來自于工農業廢物，價格低廉，修復過程成本低，經濟效益好。 2、本發明修復過程在農民的勞動耕作過程中輕松實現，可以保證農田基本功能和污染修復 的同時進行，可操作性強，易于實現。3、本發明的修復原料為植物、污泥發酵肥、高效微生物 菌劑，不會給土壤帶來新的污染，修復過程不會引起土壤周邊環境的破壞，同時修復過程改 善了土壤的肥力、空隙結構等，提高多環芳烴可降解微生物的數量，有利于改良土壤和進一 步污染物降解，修復過程安全、環保，無二次污染。
實施例實施例1 生態修復區域位于遼寧省撫順市郊區，由于位于城鄉交界地帶，周邊小工廠較 多，土壤受到多環芳烴的污染，多環芳烴平均含量為4622微克/公斤。1、修復植物的選擇。生態修復植物選用玉米，玉米是當地農民廣泛種植的農作物， 為主要農業經濟來源，種植面積占當地農田的70%以上。玉米生長期為5月10至9月30 日，共計140天。2、施加高效微生物菌劑。所謂高效微生物菌劑是一種由多種多環芳烴高效降解菌 在以玉米芯、豆糠為原料的基質中擴繁5天所得到的現場應用菌劑。高效微生物菌劑于玉 米播種前5天，即5月5日施于農田中，施加量為45公斤/畝，施加后立即對農田進行翻耕。3、施加污泥發酵肥。所謂污泥發酵肥是一種以城市污水處理廠剩余活性污泥為基 本原料，干燥至含水率為80%后，加入秸桿、稻草、玉米芯混合均勻，經過高溫好氧堆肥過程 制得的有機肥料。污泥發酵肥于玉米播種前2天，即5月8日施于農田中，施加量為120公 斤/畝，施加后立即對土地翻耕與備攏。4、特殊田間管理措施。修復現場每5壟地間設置一排水渠，用于雨季田間排水；玉 米生長前三個月每月翻耕2次。9月30日對玉米進行收獲，同時獲取土壤樣品、玉米果實樣品進行多環芳烴的分 析。研究結果表明，經玉米為修復植物的生態修復方法對多環芳烴的修復率為 37. 9%，對5環以上多環芳烴的修復率為23. 8%，比不采取生態調控措施的農田分別提高 了 1. 13倍和2. 78倍。尤其對于5 6環多環芳烴，生態修復效果顯著，其中五環芳烴苯并 [a]芘(B[a]P)由修復前的119微克/公斤降低生態修復后的73微克/公斤；六環芳烴苯 并[g，h，i]茈(B[g, h，i]P)由修復前的499微克/公斤降低到408微克/公斤。玉米果 實中多環芳烴的含量為0 15微克/公斤，符合植物多環芳烴含量背景值，屬于安全食品。實施例2:生態修復區域位于遼寧省沈陽市東陵區，此地屬于沈撫污灌渠區域范圍，多環芳 烴平均含量為3522微克/公斤。1、修復植物的選擇。生態修復植物選用大豆，植物生長期為5月15至10月5日， 共計140天。2、施加高效微生物菌劑。所謂高效微生物菌劑是一種由多種多環芳烴高效降解菌 在以玉米芯、豆糠為原料的基質中擴繁3天所得到的現場應用菌劑。高效微生物菌劑于大 豆播種前10天，即5月5日施于農田中，施加量為50公斤/畝，5月6日采用翻耕機對農田進行翻耕。3、施加污泥發酵肥。所謂污泥發酵肥是一種以城市污水處理廠剩余活性污泥為基 本原料，干燥至含水率為85%后，加入秸桿、稻草、玉米芯混合均勻，經過高溫好氧堆肥過程 制得的有機肥料。污泥發酵肥于大豆播種前5天，即5月10日施于農田中，施加量為150 公斤/畝，施加后立即對土地翻耕與備攏。4、特殊田間管理措施。修復現場每4壟地間設置一排水渠，用于雨季田間排水；大 豆生長前三個月每月翻耕3次。10月5日收獲大豆籽實，同時獲取土壤進行多環芳烴的分析。分析結果表明，生 態修復后對總多環芳烴的修復率為49. 3%，對5環以上多環芳烴的修復率為30. 7%，分別 提高近1倍和3倍。其中五環芳烴苯并[a]芘(B[a]P)由修復前的124微克/公斤降低到 58微克/公斤；六環芳烴苯并[g，h，i]茈(B[g, h，i]P)由修復前的484微克/公斤降低 到388微克/公斤。大豆果實中多環芳烴的含量為20 68微克/公斤，符合大豆多環芳 烴含量背景值，不存在食品安全隱患。實施例3 生態修復區域位于遼寧省撫順市望花區，此地為典型的城鄉結合地帶，多環芳烴 含量為4897微克/公斤。1、修復植物的選擇。生態修復植物選用蓖麻，植物生長期為5月10至9月30日， 共計140天。2、施加高效微生物菌劑。所謂高效微生物菌劑是一種由多種多環芳烴高效降解菌 在以玉米芯、豆糠為原料的基質中擴繁7天所得到的現場應用菌劑。高效微生物菌劑于蓖 麻播種前5天，即5月5日施于農田中，施加量為50公斤/畝，施加后立即用翻耕機對農田 進行翻耕。3、施加污泥發酵肥。所謂污泥發酵肥是一種以城市污水處理廠剩余活性污泥為基 本原料，干燥至含水率為80%后，加入秸桿、稻草、玉米芯混合均勻，經過高溫好氧堆肥過程 制得的有機肥料。污泥發酵肥于蓖麻播種前2天，即5月8日施于農田中，施加量為150公 斤/畝，施加后立即對土地翻耕與備攏。4、特殊田間管理措施。修復現場每4壟地間設置一排水渠，用于雨季田間排水；蓖 麻生長前三個月每月翻耕3次。9月30日，實驗結束時采集土壤、蓖麻果實樣品進行多環芳烴的分析。研究結果表明，采用蓖麻作為修復植物對多環芳烴的修復率為45.7%，對5環以 上多環芳烴的修復率為28. 8%，與不采用生態方法的植物修復相比，分別提高2. 5倍和2. 6 倍。六環芳烴苯并[g，h，i]茈(B[g, h，i]P)由修復前的592微克/公斤分別降低到402 微克/公斤。蓖麻果實中多環芳烴的含量為75 96微克/公斤。實施例4 生態修復區域位于遼寧省沈陽市東陵區，此地為城鄉結合地帶，多環芳烴含量為 3932微克/公斤。1、修復植物的選擇。生態修復植物選用多年生牧草紫花苜蓿，植物生長期為5月 15至9月15日，共計120天。2、施加高效微生物菌劑。所謂高效微生物菌劑是一種由多種多環芳烴高效降解菌在以玉米芯、豆糠為原料的基質中擴繁6天所得到的現場應用菌劑。高效微生物菌劑于紫 花苜蓿播種前8天，即5月7日施于農田中，施加量為48公斤/畝，5月8日采用翻耕機進 行翻耕。3、施加污泥發酵肥。所謂污泥發酵肥是一種以城市污水處理廠剩余活性污泥為基 本原料，干燥至含水率為83%后，加入秸桿、稻草、玉米芯混合均勻，經過高溫好氧堆肥過程 制得的有機肥料。污泥發酵肥于紫花苜蓿播種前5天，即5月10日施于農田中，施加量為 180公斤/畝，5月11日對土地翻耕與備攏。4、特殊田間管理措施。修復現場每4壟地間設置一排水渠，用于雨季田間排水；紫 花苜蓿生長前三個月每月翻耕3次。8月15日對紫花苜蓿進行刈割一次，防止苜蓿倒伏。9月15日，實驗結束時采集土壤、苜蓿樣品進行多環芳烴的分析。研究結果表明，采用苜蓿作為修復植物對多環芳烴的修復率為61.3%，對5環以 上多環芳烴的修復率為41.2%，與不采用生態調控措施的植物修復農田相比，分別提高近 1倍和2. 5倍。六環芳烴苯并[g，h，i]茈(B[g，h，i]P)由修復前的445微克/公斤分別降 低到311微克/公斤。苜蓿草中多環芳烴的含量為90 148微克/公斤。
權利要求
一種修復多環芳烴污染農田土壤的生態方法，其特征是(1)、修復植物的選擇；選擇具有對多環芳烴污染土壤具有修復功能的植物玉米、大豆、蓖麻和紫花苜蓿，按植物常規方式進行播種，植物生長期為一個生長季，100～150天；(2)、施加高效微生物菌劑；所謂高效微生物菌劑是一種由多種多環芳烴高效降解菌在以玉米芯、豆糠為原料的基質中擴繁3～10天所得到的現場應用菌劑；高效微生物菌劑于春季植物播種前5～10天施于農田中，施加量為40～50公斤/畝，施加24小時內對農田進行翻耕；(3)、施加污泥發酵肥；所謂污泥發酵肥是一種以城市污水處理廠剩余活性污泥為原料，干燥至含水率為80-85％后，加入秸桿、稻草和玉米芯混合均勻，經過高溫好氧堆肥過程制得的有機肥料；污泥發酵肥于植物播種前2～3天施于農田中，施加量為100～200公斤/畝，施加后24小時內對土地翻耕與備攏；(4)、特殊田間管理措施；修復現場每4～5壟地間設置一排水渠，用于雨季田間排水；植物生長前三個月每月翻耕2～3次。
全文摘要
一種修復多環芳烴污染農田土壤的生態方法為1、選擇具有對多環芳烴污染土壤具有修復功能的植物玉米、大豆、蓖麻和紫花苜蓿，按植物常規方式進行播種，植物生長期為一個生長季，100～150天。2、將高效微生物菌劑于植物播種前5～10天施于農田中，施加量為40～50公斤/畝，施加24小時內對農田進行翻耕。3、將污泥發酵肥于植物播種前2～3天施于農田中，施加量為100～200公斤/畝，施加后24小時內對土地翻耕與備攏。4、修復現場每4～5壟地間設置一排水渠，用于雨季田間排水；植物生長前三個月每月翻耕2～3次。本發明具有成本低、可操作性強、無二次污染、修復效率高的特點。
文檔編號B09C1/00GK101797581SQ20101014168
公開日2010年8月11日 申請日期2010年4月8日 優先權日2010年4月8日
發明者李海波, 李英華, 王洪, 王鑫, 鄒軼 申請人:沈陽大學