潮灘上先鋒植物和沙蠶聯合原位修復石油污染的方法
【專利摘要】本發明涉及一種潮灘上先鋒植物和沙蠶聯合原位修復石油污染的方法。為填補現有技術的上述空白，本發明潮灘上先鋒植物和沙蠶聯合原位修復石油污染的方法包括下述步驟：一）構建處理單元；二）種植蘆葦；三）撒播翅堿蓬；四）投入沙蠶。本發明潮灘上先鋒植物和沙蠶聯合原位修復石油污染的方法具有成活高、降解快的優點，并可快速改善油污區景觀的優點，適合原位修復石油污染，特別適合生物修復海灘、河灘、湖濱等水邊石油污染。
【專利說明】潮灘上先鋒植物和沙蠶聯合原位修復石油污染的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種潮灘上先鋒植物和沙蠶聯合原位修復石油污染的方法。
【背景技術】
[0002]海洋石油污染指石油及其煉制品(汽油、煤油、柴油等)在開采、煉制、貯運和使用過程中進入海洋環境而造成的污染。途徑有經河流或直接向海洋注入的各種含油廢水；海上油船漏油、排放和油船事故等；海底油田開采溢漏及井噴；逸入大氣中的石油烴的沉降及海底自然溢油等。主要發生在河口、港灣及近海水域，海上運油線和海底油田周圍。
[0003]我國的“海洋石油污染級別”按照溢油量進行定位，小型溢油污染指溢油量10噸以下；中型溢油污染指溢油量10 —100噸；大型溢油污染指溢油量在100噸以上。石油入海后即發生一系列復雜變化，包括擴散，蒸發，溶解，乳化，光化學氧化，微生物氧化，沉降，形成浙青球，以及沿著食物鏈轉移等過程。這些過程在時空上雖有先后和大小的差異，但大多是交互進行的。
[0004]石油在海面形成的油膜能阻礙大氣與海水之間的氣體交換，影響了海面對電磁輻射的吸收、傳遞和反射。長期覆蓋在極地冰面的油膜，會增強冰塊吸熱能力，加速冰層融化，對全球海平面變化和長期氣候變化造成潛在影響。石油污染物會干擾生物的攝食、繁殖、生長、行為和生物的趨化性等能力。受石油嚴重污染的海域還會導致個別生物種豐度和分布的變化，從而改變群落的種類組成。
[0005]海面和海水中的石油會溶解鹵代烴等污染物中的親油組分，降低其界面間遷移轉化速率。石油污染會破壞海濱風景區和海濱浴場。油膜減弱了太陽輻射透入海水的能量，會影響海洋植物的光合作用。油膜粘污海獸的皮毛和海鳥羽毛，溶解其中的油脂物質，使它們失去保溫、游泳或飛行的能力。
[0006]石油烴對海洋生物的毒害，主要是破壞細胞膜的正常結構和透性，干擾生物體的酶系，進而影響生物體的正常生理、生化過程。如油污能降低浮游植物的光合作用強度，阻礙細胞的分裂、繁殖，使許多動物的胚胎和幼體發育異常、生長遲緩；油污還能使一些動物致病，如魚鰓壞死、皮膚糜爛、患胃病以至致癌。
[0007]海洋石油污染會改變某些經濟魚類的洄游路線；石油可污染魚網、養殖器材和漁貨；沾上油污的魚、貝等海產食品，難于銷售或不能食用。灘涂受到石油污染，如不及時處理恢復，會造成灘涂板結、失水，造成灘涂荒漠化。
[0008]現有的生物修復石油污染技術，是利用嗜油微生物進行降解油污，但是微生物生存條件要求苛刻，只能在實驗室中才能生存，現有技術中還沒有一種可靠的人工加速生效降解石油污染的方法，只能自然降解，而油污重的地方，往往幾年，甚至十幾年寸草不生，過程過于緩慢。現有技術中缺乏利用先鋒生物處理潮灘油污土壤，快速降解油污的生物降解方法。
【發明內容】
[0009]本發明要解決的技術問題是如何填補現有技術的上述空白，提供一種潮灘上先鋒植物和沙蠶聯合原位修復石油污染的方法。
[0010]為解決上述技術問題，本發明潮灘上先鋒植物和沙蠶聯合原位修復石油污染的方法包括下述步驟:
[0011]一)、構建處理單元:根據油污大小、深度，將油污挖出，與就地取材的土壤、煤渣、砂石或其他易得的固體材料攪拌混合，形成高油土，放置一邊待用，在挖油污時形成的凹坑里，先鋪上草氈層或吸油紙層，然后，再鋪上高油土，最后再填充泥土層，形成一個或多個修復單元；高油土中還混有氮、磷等有機肥或農家肥。
[0012]二)、種植蘆葦:
[0013]①挖取苗墩:蘆葦生長前期5月中旬至7月上旬，當蘆苗高30厘米以上時，從豐產蘆葦濕地選莖桿粗壯且帶有2?4個分蘗的蘆葦苗，用鐵锨切苗四周，挖出長寬各約20?25厘米、深20厘米的方塊苗墩；
[0014]②根據苗墩大小，在修復單元的泥土層上挖好土穴，土穴行距、間距均控制在50厘米，深度為30-15厘米，將苗墩逐一放入，再用腳踏實四周；(苗墩比周圍地面低10?15厘米，最大不超過30厘米，以利根系生長植株成活)
[0015]三)、撒播翅堿蓬
[0016]蘆葦成活后，在種植蘆葦的灘涂上，撒播翅堿蓬的種子，播前浸種6?8小時，播種量每畝用種I?1.2kg。由于種子小，千粒重2.7g，要與細土拌勻撒播于畦面，用耬耙均勻整理畦面一遍，撒上Icm厚的細土，再稍壓實畦面，以利保墑出苗；
[0017]四)、投入沙蠶:
[0018]翅堿蓬出苗，且苗高達到3_5cm時，每隔20天，投放一次沙蠶，每次每公頃投放10?20萬條，連續投放3次。
[0019]如此設計，蘆葦可以很快成活，蘆葦成活后，逐漸降低土壤中石油烴，再撒播翅堿蓬的種子，可以盡快完成地面植被覆蓋，同時，翅堿蓬的生長不會影響蘆葦來年的自然擴繁；投放沙蠶后，沙蠶在灘涂上打洞、翻滾，增強了土壤透氣性，有利于自然微生物自然繁衍，形成先植物降解，后植物、動物聯合降解，最后動物、植物和微生物三者協同降解石油污染。
[0020]作為優化，沙蠶選取規格為40剛節的亞成體沙蠶。如此設計，有利于提高沙蠶成活率。
[0021]作為優化，投入沙蠶選擇退潮后進行。最好在大潮退潮后進行，以確保有較長的干露時間。如此設計,沙蠶成活率更高。
[0022]作為優化，撒播翅堿蓬選擇退潮后進行。如此設計，翅堿蓬種子不易被水沖散。
[0023]作為優化，所述草氈下方還設有薄膜層，該薄膜層由塑料薄膜或吸油紙構成。
[0024]如此設計，石油污染較淺時，可以隔絕高油土，防止油污滲入地下水；石油污染較深，油污難以挖凈時，可以只挖到適當深度，先鋪設薄膜層，隔絕深層油污，然后再避免泥土層受過多污染，先在泥土層種植蘆葦、堿蓬等植物先鋒物種，先鋒物種成活后，先降解吸收高油土。植物先鋒物種降解吸收高油土時,其體內石油烴含量先升后降，當植物先鋒物種體內石油烴含量降低至正常水平時，使用配用的插桿，在薄膜層上刺出若干個通孔，讓植物根須通過通孔進一步吸收降解深層油污。[0025]作為優化，每平方米薄膜層上至少開有一個通孔，該通孔面積在3-5cm2之間。如此設計，不用另行穿孔。
[0026]作為優化，所述沙蠶采用下述方法育成:
[0027]①養殖場地的選擇
[0028]選擇地勢平坦，每潮汛可自然納潮2-4次以上的中高潮灘涂，泥質或富含有機質的泥沙質灘涂，
[0029]②養殖塘的準備
[0030]選取或建造面積為0.2—2公頃，水深大于20cm的淺塘，作為養殖塘；同時養殖塘增設排水溝渠，便于清塘，(生長大米草的內灣或底質較硬的高潮帶可通過筑堤蓄水、深翻施肥等的措施，改造成養殖場地)放苗前3-7天向灘面施以發酵、曬干并碾碎的豬糞、牛糞等有機肥料，每畝施基肥250kg，潑灑EM菌液2.5kg，藥物使用按GB330900/T006-2002的規定進行；
[0031]③投放一次沙蠶，投放規格為11剛節以上的幼沙蠶，每公頃投放90?120萬條；
[0032]④養殖管理
[0033]巡塘檢查
[0034]每天巡塘一次，尤其是大潮汛期間，應加強防范，發現塘壩漏洞及時補堵，以防漏水，發現敵害立即清除，數量多時用網具加以捕捉；
[0035]施肥
[0036]以發酵的雞鴨糞、豬糞培養生物為餌料效果為佳，施肥應做到少量均勻，在退潮后進行，應有較長的干露時間，以便于肥料的吸收，以免浪費；
[0037]投餌
[0038]灘涂粗放養殖利用天然餌料來滿足沙蠶的生長，蓄水精養必須投餌。前期(幼體階段)采取施肥為主，逐步增加魚粉、豆粉等粉末餌料；中后期(養成階段)可投放用小雜魚蝦制成的魚糜或豆柏粉、菜餅粉；投喂時需注意勤投細喂；
[0039]換水
[0040]一個潮汛期(半月左右)更換2次-3次。進排水時，應注意鹽度變化，雨天不宜進水，進排水口一定要加上濾網，網目孔徑可隨著沙蠶的生長而變大，但要防止敵害生物進A ；
[0041]曬灘
[0042]應經常干露曬灘，以達到促進底面殘餌氧化分解和底棲藻類繁衍增生的目的，池中蓄水不宜太深，以30cm-40cm為宜。如此培育出來沙蠶更適于在高油污的環境內生存。
[0043]本發明潮灘上先鋒植物和沙蠶聯合原位修復石油污染的方法具有成活高、降解快的優點，并可快速改善油污區景觀的優點，適合原位修復石油污染，特別適合生物修復海灘、河灘、湖濱等水邊石油污染。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0044]下面結合附圖對本發明潮灘上先鋒植物和沙蠶聯合原位修復石油污染的方法作進一步說明:
[0045]圖1是本發明構建處理單元的剖面示意圖。[0046]圖中:1為草氈層、2為高油土層、3為秸桿層、4為泥土層、5為薄膜層、6為通孔。【具體實施方式】
[0047]實施方式一:本潮灘上先鋒植物和沙蠶聯合原位修復石油污染的方法包括下述步驟:
[0048]一)、構建處理單元:如圖1所示，根據油污大小、深度，將油污挖出，與就地取材的土壤、煤渣、砂石或其他易得的固體材料攪拌混合，形成高油土，放置一邊待用，在挖油污時形成的凹坑里，先鋪上草氈層I或吸油紙層，然后，將高油土層2平鋪在草氈層I上，再鋪上秸桿層3，最后再填充泥土層4，形成一個或多個修復單元。
[0049]所述草氈層下方還設有薄膜層5，該薄膜層5由塑料薄膜或吸油紙構成。每平方米薄膜層5上至少開有一個通孔6，該通孔6面積在3-5cm2之間。
[0050]二)、種植蘆葦:
[0051]①挖取苗墩:蘆葦生長前期5月中旬至7月上旬，當蘆苗高30厘米以上時，從豐產蘆葦濕地選莖桿粗壯且帶有2?4個分蘗的蘆葦苗，用鐵锨切苗四周，挖出長寬各約20?25厘米、深20厘米的方塊苗墩；
[0052]②根據苗墩大小，在修復單元的泥土層上挖好土穴，土穴行距、間距均控制在50厘米，深度為30-15厘米，將苗墩逐一放入，再用腳踏實四周。
[0053]三)、撒播翅堿蓬
[0054]蘆葦成活后，在種植蘆葦的灘涂上，撒播翅堿蓬的種子，播前浸種6?8小時，播種量每畝用種I?1.2kg。由于種子小，千粒重2.7g，要與細土拌勻撒播于畦面，用耬耙均勻整理畦面一遍，撒上Icm厚的細土，再稍壓實畦面，以利保墑出苗。撒播翅堿蓬選擇退潮后進行。
[0055]四)、投入沙蠶:
[0056]翅堿蓬出苗，且苗高達到3-5cm時，每隔20天，投放一次沙蠶，每次每公頃投放10?20萬條，連續投放3次。沙蠶優選取規格為40剛節的亞成體沙蠶，投入沙蠶應選擇退潮后進行。
[0057]所述沙蠶采用下述方法育成:
[0058]①養殖場地的選擇
[0059]選擇地勢平坦，每潮汛可自然納潮2-4次以上的中高潮灘涂，泥質或富含有機質的泥沙質灘涂，
[0060]②養殖塘的準備
[0061]選取或建造面積為0.2—2公頃，水深大于20cm的淺塘，作為養殖塘；同時養殖塘增設排水溝渠，便于清塘，放苗前3-7天向灘面施以發酵、曬干并碾碎的豬糞、牛糞等有機肥料，每畝施基肥250kg，潑灑EM菌液2.5kg，藥物使用按GB330900/T006-2002的規定進行；
[0062]③投放一次沙蠶，投放規格為11剛節以上的幼沙蠶，每公頃投放90?120萬條；
[0063]④養殖管理
[0064]巡塘檢查
[0065]每天巡塘一次，尤其是大潮汛期間，應加強防范，發現塘壩漏洞及時補堵，以防漏水，發現敵害立即清除，數量多時用網具加以捕捉；
[0066]施肥
[0067]以發酵的雞鴨糞、豬糞培養生物為餌料效果為佳，施肥應做到少量均勻，在退潮后進行，應有較長的干露時間，以便于肥料的吸收，以免浪費；
[0068]投餌
[0069]灘涂粗放養殖利用天然餌料來滿足沙蠶的生長，蓄水精養必須投餌。前期(幼體階段)采取施肥為主，逐步增加魚粉、豆粉等粉末餌料；中后期(養成階段)可投放用小雜魚蝦制成的魚糜或豆柏粉、菜餅粉；投喂時需注意勤投細喂；
[0070]換水
[0071]一個潮汛期(半月左右)更換2次-3次。進排水時，應注意鹽度變化，雨天不宜進水，進排水口一定要加上濾網，網目孔徑可隨著沙蠶的生長而變大，但要防止敵害生物進A ；
[0072]曬灘
[0073]應經常干露曬灘，以達到促進底面殘餌氧化分解和底棲藻類繁衍增生的目的，池中蓄水不宜太深，以30cm-40cm為宜。
【權利要求】
1.一種潮灘上先鋒植物和沙蠶聯合原位修復石油污染的方法，其特征在于: 包括下述步驟: 一)、構建處理單元:根據油污大小、深度，將油污挖出，與就地取材的土壤、煤渣、砂石或其他易得的固體材料攪拌混合，形成高油土，放置一邊待用，在挖油污時形成的凹坑里，先鋪上草氈層或吸油紙層，然后，將高油土層平鋪在草氈層上，最后再填充泥土層，形成一個或多個修復單元； 二 )、種植蘆葦: ①挖取苗墩:蘆葦生長前期5月中旬至7月上旬，當蘆苗高30厘米以上時，從豐產蘆葦濕地選莖桿粗壯且帶有2?4個分蘗的蘆葦苗，用鐵锨切苗四周，挖出長寬各約20?25厘米、深20厘米的方塊苗墩； ②根據苗墩大小，在修復單元的泥土層上挖好土穴，土穴行距、間距均控制在50厘米，深度為30-15厘米，將苗墩逐一放入，再用腳踏實四周； 三)、撒播翅堿蓬 蘆葦成活后，在種植蘆葦的灘涂上，撒播翅堿蓬的種子，播前浸種6?8小時，播種量每畝用種I?1.2kg，由于種子小，千粒重2.7g，要與細土拌勻撒播于畦面，用耬耙均勻整理畦面一遍，撒上Icm厚的細土，再稍壓實畦面，以利保墑出苗； 四)、投放沙蠶: 翅堿蓬出苗，且苗高達到3-5cm時，每隔20天，投放一次沙蠶，每次每公頃投放10?20萬條，連續投放3次。
2.根據權利要求1所述的潮灘上先鋒植物和沙蠶聯合原位修復石油污染的方法，其特征在于:沙蠶選取規格為40剛節的亞成體沙蠶。
3.根據權利要求2所述的潮灘上先鋒植物和沙蠶聯合原位修復石油污染的方法，其特征在于:投放沙蠶選擇退潮后進行。
4.根據權利要求3所述的潮灘上先鋒植物和沙蠶聯合原位修復石油污染的方法，其特征在于:撒播翅堿蓬選擇退潮后進行。
5.根據權利要1-4任一所述的潮灘上先鋒植物和沙蠶聯合原位修復石油污染的方法，其特征在于:所述草氈下方還設有薄膜層，該薄膜層由塑料薄膜或吸油紙構成。
6.根據權利要求5所述的潮灘上先鋒植物和沙蠶聯合原位修復石油污染的方法，其特征在于:每平方米薄膜層上至少開有一個通孔，該通孔面積在3-5cm2之間。
【文檔編號】B09C1/00GK104028549SQ201310073007
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年3月7日 優先權日:2013年3月7日
【發明者】李秀啟, 董貫倉, 師吉華, 冷春梅, 王亞楠, 劉超 申請人:山東省淡水水產研究所