一種利用血粉原位修復(fù)DDTs污染老化農(nóng)田土壤的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種修復(fù)污染老化農(nóng)田土壤的方法，特別是涉及一種利用血粉原位修復(fù)DDTs污染老化農(nóng)田土壤的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]DDT又叫滴滴涕，化學(xué)名為雙對(duì)氯苯基三氯乙烷(Dichlorodiphenyltrichloroethane)，是由歐特馬-勤德勒于1874年首次合成，從1939年開(kāi)始在全世界范圍內(nèi)廣泛使用的一種有機(jī)氯類殺蟲劑。由于DDT具有強(qiáng)脂溶性和生物蓄積性使其會(huì)進(jìn)入到食物鏈而產(chǎn)生生物放大作用，會(huì)干擾鳥類鈣的代謝，致使其生殖功能紊亂，進(jìn)入人體后由于其累積性和持久性會(huì)形成對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境潛在的危害，因此在很多國(guó)家被列為持久性有機(jī)污染物(POPs)之一，已經(jīng)禁止使用。
[0003]我國(guó)土壤污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，耕地環(huán)境質(zhì)量不斷下降，農(nóng)產(chǎn)品有毒有害物質(zhì)殘留問(wèn)題突出，其中農(nóng)藥污染是我國(guó)土壤污染的主要原因之一，已成為制約農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，并嚴(yán)重影響到農(nóng)產(chǎn)品的出口和國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。據(jù)農(nóng)業(yè)部環(huán)保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2000年對(duì)全國(guó)24個(gè)省和市320個(gè)嚴(yán)重污染區(qū)約6.15X 16 hm2 土壤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，大田類農(nóng)產(chǎn)品污染超標(biāo)面積占污染區(qū)農(nóng)田面積的20%，其中農(nóng)藥約占超標(biāo)污染土壤和農(nóng)作物的20%。農(nóng)田土壤中農(nóng)藥等污染物通過(guò)農(nóng)產(chǎn)品而帶來(lái)的潛在風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)成為環(huán)境安全領(lǐng)域的一大關(guān)注熱點(diǎn)。隨著國(guó)家和公眾對(duì)食品安全問(wèn)題關(guān)注度的提高，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注，因此，開(kāi)發(fā)一種經(jīng)濟(jì)、高效、安全的土壤農(nóng)藥污染緩解與修復(fù)的實(shí)用技術(shù)，以保障土壤-作物系統(tǒng)生態(tài)環(huán)境安全，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)和土地資源的持續(xù)利用，已成為一項(xiàng)迫在眉睫的艱巨任務(wù)。
[0004]農(nóng)藥在土壤中的分解主要是依靠生物因素進(jìn)行的，生物修復(fù)是土壤污染修復(fù)的經(jīng)濟(jì)、有效途徑之一，其中微生物是農(nóng)藥分解的重要因素之一。人們已經(jīng)從各種介質(zhì)中分離出了很多種不同農(nóng)藥的降解微生物，這些微生物可以通過(guò)胞外酶等過(guò)程參與到農(nóng)藥的降解中，促使農(nóng)藥降解去除。同時(shí)微生物具有分布廣泛，數(shù)量巨大，代謝類型多樣和適應(yīng)突變能力強(qiáng)的特點(diǎn)，土壤中含有大量的微生物，每克根際土中約含I X 19個(gè)細(xì)菌，I X 17個(gè)放線菌，I X 16個(gè)真菌，I X 13個(gè)原生動(dòng)物及I X 13個(gè)藻類。任何存在污染物的地方會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的降解微生物，并存在著強(qiáng)弱不一的生物降解作用，利用土壤中的微生物的代謝活動(dòng)修復(fù)DDTs污染土壤。土壤農(nóng)藥污染的微生物修復(fù)可以分為生物強(qiáng)化和原位刺激兩種。生物強(qiáng)化(b1augmentat1n)技術(shù)需要不斷地向污染環(huán)境投入人工篩選的高效降解污染物的外源微生物，而原位刺激(b1stimulat1n)技術(shù)，主要是添加滿足土著微生物生長(zhǎng)所需要的條件，諸如提供電子受體、供體氧以及營(yíng)養(yǎng)物等。同時(shí)由于原位刺激法利用原位微生物，只添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不投加外源微生物，具有本低、易操作、無(wú)二次污染同時(shí)亦可改善土壤環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，因此具有巨大的應(yīng)用空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種利用血粉原位修復(fù)DDTs污染老化農(nóng)田土壤的方法，該方法將血粉添加入DDTs污染老化土壤中并輔以定期翻土，通過(guò)利用微生物對(duì)土壤中DDTs的吸收、轉(zhuǎn)化、分解等代謝過(guò)程，促進(jìn)DDTs的降解，進(jìn)而去除土壤中的DDTs。本方法不投加外源微生物，修復(fù)過(guò)程安全，無(wú)二次污染。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種利用血粉原位修復(fù)DDTs污染老化農(nóng)田土壤的方法，所述方法包括以下過(guò)程:首先對(duì)待處理目標(biāo)土壤進(jìn)行平整，對(duì)耕作層土壤進(jìn)行翻土，挑出較大石塊，對(duì)較大的土塊進(jìn)行粉碎;將血粉按照每千克土添加5g血粉的比例添加到經(jīng)平整后的DDTs污染的農(nóng)田土壤中，對(duì)添加血粉后的DDTs污染農(nóng)田土壤進(jìn)行翻土，使血粉和目標(biāo)土壤均勻混合;對(duì)于較大的修復(fù)場(chǎng)地在翻土過(guò)程中可使用農(nóng)機(jī)，翻土深度控制在0-20cm的耕作層;所在DDTs污染農(nóng)田土壤中添加血粉后定期澆水，使土壤的含水率保持田間最大持水量的50%;為提高和保障修復(fù)效率，使用建立溫室或地膜覆蓋的方式保持土壤溫度在25-30 °C;在DDTs污染農(nóng)田土壤中添加血粉后每周翻土一次，翻土深度為耕作層；3-5個(gè)月處理后對(duì)土壤中DDTs含量進(jìn)行檢測(cè)，如未達(dá)到修復(fù)目標(biāo)，再多次反復(fù)添加血粉，直至農(nóng)田土壤中的DDTs達(dá)到土壤環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn)。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
本發(fā)明首次使用血粉修復(fù)有機(jī)氯DDTs污染老化農(nóng)田土壤，是一種利用血粉修復(fù)有機(jī)氯農(nóng)藥DDTs污染老化農(nóng)田土壤的原位修復(fù)方法。該方法利用血粉對(duì)土著微生物的激活作用提高土著微生物的活性和數(shù)量，將血粉添加入DDTs污染老化土壤中并輔以定期翻土，通過(guò)利用微生物對(duì)土壤中DDTs的吸收、轉(zhuǎn)化、分解等代謝過(guò)程，促進(jìn)DDTs的降解，進(jìn)而去除土壤中的DDTs。本方法不投加外源微生物，因此修復(fù)過(guò)程安全，無(wú)二次污染，同時(shí)本發(fā)明利用血粉修復(fù)有機(jī)物DDTs老化污染農(nóng)田土壤的方法具有成本低、方法比較簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)易、亦可改善土壤環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，便于大規(guī)模的推廣應(yīng)用。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明利用血粉修復(fù)DDTs污染老化農(nóng)田土壤的原位方法示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0010]本發(fā)明在有機(jī)氯DDTs污染老化農(nóng)田土壤中添加血粉，利用血粉對(duì)土著微生物的激活作用，實(shí)現(xiàn)去除土壤中DDTs;將血粉按照每千克土添加5g血粉的比例添加到DDTs污染的土壤中；在DDTs污染土壤中添加血粉后，定期澆水，使土壤的含水率保持田間最大持水量的50%。在DDTs污染農(nóng)田土壤中添加血粉后，每周翻土一次，翻土深度為耕作層。在DDTs污染的土壤中添加血粉，利用血粉對(duì)土著微生物的激活作用，通過(guò)微生物對(duì)土壤中DDTs的吸收、轉(zhuǎn)化、分解等代謝過(guò)程，使土壤中DDTs污染得到修復(fù)，再多次反復(fù)添加血粉，直至土壤中的DDTs達(dá)到土壤環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn)。
[0011]本發(fā)明所采用的血粉(bloodfeed)是由家畜的血液所加工成的，粗蛋白質(zhì)含量一般在60%_80%之間，而其水份一般都控制在12%以內(nèi)，其含有賴氨酸、精氨酸、蛋氨酸、胱氨酸等氨基酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。
[0012]首先對(duì)待處理目標(biāo)土壤進(jìn)行平整，對(duì)耕作層土壤進(jìn)行翻土，挑出較大石塊，對(duì)較大的土塊進(jìn)行粉碎。將血粉按照每千克土添加5g血粉的比例添加到經(jīng)平整后的DDTs污染的農(nóng)田土壤中，對(duì)添加血粉后的DDTs污染農(nóng)田土壤進(jìn)行翻土，使血粉和目標(biāo)土壤均勻混合。對(duì)于較大的修復(fù)場(chǎng)地在翻土過(guò)程中可使用農(nóng)機(jī)，以提高操作效率，翻土深度控制在0-20cm的耕作層。所在DDTs污染農(nóng)田土壤中添加血粉后定期澆水，使土壤的含水率保持田間最大持水量的50%。為提高和保障修復(fù)效率，可使用建立溫室或地膜覆蓋的方式保持土壤溫度在25-30°C。在DDTs污染農(nóng)田土壤中添加血粉后每周翻土一次，翻土深度為耕作層。在DDTs污染的農(nóng)田土壤中添加血粉，利用血粉對(duì)土著微生物的激活作用，通過(guò)微生物對(duì)土壤中DDTs的吸收、轉(zhuǎn)化、分解等代謝過(guò)程，使土壤中DDTs污染得到修復(fù)，3-5個(gè)月處理后對(duì)土壤中DDTs含量進(jìn)行檢測(cè)，如未達(dá)到修復(fù)目標(biāo)，再多次反復(fù)添加血粉，直至農(nóng)田土壤中的DDTs達(dá)到土壤環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn)。
[0013]實(shí)施例1:實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)
在實(shí)驗(yàn)室配置人工污染土，其中DDTs濃度為100yg/kg 土。土壤取自沈陽(yáng)大學(xué)校園，土壤粒度分布在0.01-2、2-50、50-1000 Mi范圍內(nèi)所占比例為1.34 %、31.96 %、66.70 %，質(zhì)地為砂壤，土壤pH值為7.1，有機(jī)碳含量為1.8%。
[0014]稱取10g人工污染土置于玻璃三角瓶中，并向其中添加血粉0.5g，使血粉濃度為5g/kg，并充分混勻。持續(xù)測(cè)定測(cè)定土壤中含水量，不斷補(bǔ)充土壤中含水量，使土壤的含水率保持田間持水量的50%。在25 0C的恒溫培養(yǎng)箱中震蕩培養(yǎng)30天，每七天取出三角瓶進(jìn)行翻土混勻。
[0015]修復(fù)30天后準(zhǔn)確稱取5.0Og風(fēng)干過(guò)60目篩的土壤樣品，使用ASE300加速溶劑萃取儀對(duì)土壤中DDTs進(jìn)行萃取，萃取條件:用V(正己烷):V(丙酮)=1:1作為萃取溶劑，預(yù)熱平衡時(shí)間5 min，靜態(tài)萃取溫度100 °C，壓力10342.5 kPa，靜態(tài)萃取時(shí)間5 min，淋洗體積為60%萃取池體積，氮?dú)獯得摃r(shí)間100秒，靜態(tài)萃取次數(shù)2次。萃取后使用濃硫酸進(jìn)行凈化，凈化后氮吹近干后，使用ImL色譜正己烷定容，裝入氣相色譜小瓶中，4°C保存，待氣相色譜測(cè)定。使用氣相色譜儀進(jìn)行測(cè)定，降解率為51.2%。
[0016]實(shí)施例2:農(nóng)業(yè)污染土壤現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)
現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)在沈陽(yáng)市新城子區(qū)近郊的溫室大棚中，現(xiàn)場(chǎng)土地經(jīng)平整后劃分為ImX Im的地塊，取三塊土地測(cè)得土壤中DDTs濃度為47.94yg/kg。土壤pH值為7.2，有機(jī)碳含量為3.61%。取0-20cm的耕種層為研究目標(biāo)，測(cè)得土壤容重為1.22 g/cm3，經(jīng)計(jì)算每塊試驗(yàn)地塊中加入1220.245g血粉，使血粉濃度5g/kg 土。定期澆水，使土壤的含水率保持田間最大持水量的50%，每周翻土一次，溫室溫度保持在25-30°C，修復(fù)時(shí)間為五個(gè)月。五個(gè)月后對(duì)土壤中DDTs含量進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定方法同實(shí)施例1，測(cè)得土壤中DDTs濃度為27.13 ±4.72yg/kg，平均降解率為 43.41%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用血粉原位修復(fù)DDTs污染老化農(nóng)田土壤的方法，其特征在于，所述方法包括以下過(guò)程:首先對(duì)待處理目標(biāo)土壤進(jìn)行平整，對(duì)耕作層土壤進(jìn)行翻土，挑出較大石塊，對(duì)較大的土塊進(jìn)行粉碎;將血粉按照每千克土添加5g血粉的比例添加到經(jīng)平整后的DDTs污染的農(nóng)田土壤中，對(duì)添加血粉后的DDTs污染農(nóng)田土壤進(jìn)行翻土，使血粉和目標(biāo)土壤均勻混合;對(duì)于較大的修復(fù)場(chǎng)地在翻土過(guò)程中可使用農(nóng)機(jī)，翻土深度控制在0_20cm的耕作層;所在DDTs污染農(nóng)田土壤中添加血粉后定期澆水，使土壤的含水率保持田間最大持水量的50%;為提高和保障修復(fù)效率，使用建立溫室或地膜覆蓋的方式保持土壤溫度在25-30 °C;在DDTs污染農(nóng)田土壤中添加血粉后每周翻土一次，翻土深度為耕作層；3-5個(gè)月處理后對(duì)土壤中DDTs含量進(jìn)行檢測(cè)，如未達(dá)到修復(fù)目標(biāo)，再多次反復(fù)添加血粉，直至農(nóng)田土壤中的DDTs達(dá)到土壤環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn)。
【專利摘要】一種利用血粉原位修復(fù)DDTs污染老化農(nóng)田土壤的方法，涉及一種修復(fù)污染老化農(nóng)田土壤的方法，該方法利用血粉對(duì)土著微生物的激活作用提高土著微生物的活性和數(shù)量，將血粉添加入DDTs污染老化土壤中并輔以定期翻土，通過(guò)利用微生物對(duì)土壤中DDTs的吸收、轉(zhuǎn)化、分解等代謝過(guò)程，促進(jìn)DDTs的降解，進(jìn)而去除土壤中的DDTs。通過(guò)重復(fù)該過(guò)程從而實(shí)現(xiàn)去除土壤中DDTs。本發(fā)明不投加外源微生物，因此修復(fù)過(guò)程安全，無(wú)二次污染，同時(shí)本發(fā)明利用血粉修復(fù)有機(jī)物DDTs老化污染農(nóng)田土壤的方法具有成本低、方法比較簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)易、亦可改善土壤環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，便于大規(guī)模的推廣應(yīng)用。
【IPC分類】B09C1/10
【公開(kāi)號(hào)】CN105583224
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610137971
【發(fā)明人】王輝, 孫麗娜, 張鴻齡, 陳蘇, 王曉旭, 吳昊
【申請(qǐng)人】沈陽(yáng)大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2016年3月11日