[发明专利]一种多手段联合修复盐碱地石油污染土壤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生态环保领域，具体是一种多手段联合修复盐碱地石油污染土壤的方法。

背景技术

石油已成为人类最主要的能源之一，但随着石油的开采、冶炼、使用和运输过程的泄露、含油废水的排放以及各种石油制品的挥发、不完全燃烧物飘落等已引起了一系列的土壤石油污染问题，特别是石油开采过程产生的落地原油已成为土壤污染的重要来源，给生物和人类健康带来了严重危害。我国石油企业每年产生落地原油约700万吨，单井落地原油污染面积平均可达0.5-2.1m²，落地泥浆大约20m²，一次井喷造成的原油覆盖面积达3000-4000m²。我国大庆、辽河等油田的重污染区的土壤表层（0-20cm）含油量达30%-50%。石油在土壤中与土粒粘连，引起土壤理化性质的变化，如堵塞土壤孔隙，影响土壤通透性等，而土壤表层常常是农作物根系最发达的区域，石油粘着在植物的根表面形成枯膜，阻碍根系的呼吸与吸收，引起根系腐烂，造成植物死亡，所以石油对土壤的污染程度直接影响到农作物的生长情况。石油中的多环芳烃类等成分在作物体及果实部分中积累，这些多环芳烃类物质对人及动物的毒性极大，尤其是以双环和三环为代表的多环芳烃毒性更大，严重影响肝、肾等器官的正常功能，甚至引起癌变。此外，石油类物质还通过地下水的污染以及污染的转移构成对人类生存环境多个层面上的不良胁迫。

对石油污染土壤进行有效修复和综合治理成为人们关注的热点。石油污染土壤的修复方法可以按照其原理分为物理方法、化学方法和生物方法。20世纪80年代以前多使用物理和化学方法进行土壤污染治理，焚烧、气相抽提、土壤洗涤和化学氧化等方法被运用于这一时期的土壤修复中。物理和化学修复方法一般需要特定的场地（如焚烧法）或相应的专业设备（如气相抽提法）或使用大量的化学试剂（如土壤洗涤法和化学氧化法），因而此类方法具有修复成本高及产生二次污染的缺点。生物修复技术包括微生物降解、植物修复和生物通风等方法，生物方法因其成本低、无二次污染和环境扰动小等优点，逐渐发展成熟并成为修复技术的重要组成部分。

微生物修复是利用微生物去除环境中污染物的技术。微生物种类丰富，代谢途径多样，因此在转化、降解、分解各类有毒污染化合物方面潜力巨大。微生物对石油的作用方式可分为两大类：一类是微生物直接作用于石油，通过酶促反应降解石油，常说的石油微生物降解多属于此类，降解方式主要有氧化、脱氢、还原、水解、合成等几种反应类型；另一类是通过微生物的活动改变化学和物理的环境而间接作用于石油。

植物修复是利用根系的吸收作用和体内发达的酶系统对污染进行治理的一种修复方式。植物以太阳能作为驱动力，在修复土壤的同时还能净化空气和水体、美化环境、防止水土流失，无二次污染，特别适用于大面积污染区域的治理。由于植物新陈代谢的差异，所以植物修复的作用机理也不尽相同，但总体上可分为5种：(1)植物挥发：利用植物将一些挥发性污染物吸收到植物体内，然后将其转化为气态物质释放到大气中；(2)植物提取：植物直接吸收一种或几种污染物并在植物体内蓄积，之后将植物收获进行处理；(3)植物降解：植物利用本身产生的各种酶的作用，将吸收到植物体内的污染物进行转化和降解的一种方式；(4)植物根际作用：利用植物根际微生物及根释放的各种酶的降解作用来转化有机污染物；(5)植物稳定：又称植物钝化，通过植物与土壤的共同作用,将污染物吸附于根系及土壤表面，从而降低污染物的有效形态。

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)为豆科蝶形花亚科苜蓿属植物，因其产草量高、富含蛋白质、适口性好、适应性强等特点而被称为“牧草之王”。紫花苜蓿是多年生植物，一般生长年限可达到10年左右，根系发达，茎叶繁茂。夏季它的茂密枝叶可以阻挡雨水对土壤的物理冲刷和地面径流，秋冬季地表覆盖度高，不会使表土受到大风的侵蚀，减少空气中风沙含量。在水土流失严重的黄土高原区被誉为“水保先锋”。紫花苜蓿根系发达入土深，一般可达到3-5米，最长可以达到10米以上，因此能吸收土壤深层的水分，抗旱能力自然就很高，而且庞大的根系上着生的大量根瘤，会进行生物固氮，每亩约固氮32.9公斤，相当于2460kg的硫酸铵，这样大大提高了土壤肥力，这一特性对草田轮作非常有利，可显著提高后茬作物的产量和品质，并减少了肥料的投入，降低了因大量的肥料投入而引起的环境污染。羊草（Aneurolepidium chinensis)是一种多年生根茎型禾本科牧草，具有优良的耐寒、耐旱、耐湿、耐土壤瘠薄和一定的耐盐碱能力，适口性良好，耐践踏，枯草期迟，是我国东部和黑龙江省、吉林省作为人工草地栽培的品种。