[发明专利]一种焦化废水污染土壤的生物修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及生态环保领域，具体是一种焦化废水污染土壤的生物修复方法。

背景技术

煤炭是我国乃至世界上最主要的能源之一，在能源结构中占有相当大的比重，预计在今后20-50年内，我国的一次性能源生产消费以煤炭为主的格局不会改变，因此，煤焦化工业对我国的国民经济发展意义重大。我国焦炭产量约占全球总产量的60％，然而在焦化工业迅速发展的同时，焦化工业废水的排放量也相应增加，污染程度加重。通常每生产1吨焦炭，约产生1.1-1.8吨废水，我国每年焦化废水的排放量约为2.85×10⁸吨。

焦化废水是煤在高温干馏过程中以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水，其主要来源有三个：一是剩余氨水，它是在煤干馏及煤气冷却中产生出来的废水，其水量占焦化废水总量的一半以上，是焦化废水的主要来源；二是在煤气净化过程中产生出来的废水，如煤气终冷水和粗苯分离水等；三是在焦油、粗苯等精制过程中及其它场合产生的废水。焦化废水是含有大量难降解有机污染物的工业废水，其成分复杂，含有大量的酚、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉、氨氮等几十种有毒有害物质，超标排放的焦化废水会对环境造成严重污染，对人类、水产、农作物都构成了很大危害。如何改善和解决焦化废水对环境的污染问题，已成为摆在人们面前的一个迫切需要解决的课题。

植物修复是指利用植物忍耐和超量积累某种或某些化学元素的特性，或利用植物及其根系微生物与环境之间的相互作用，对污染物进行吸附、吸收、转移、降解、挥发，将有毒有害的污染物转化为无毒无害物质，最终使土壤功能得到恢复的一种修复方式。植物修复技术因具有安全、成本低、就地、土壤免遭扰动、生态协调及环境美化功能等特点，又被称为绿色修复。作为一种新兴、高效、绿色、廉价的生物修复途径，植物修复技术已得到广泛的认可和应用，尤其在焦化废水修复方面特别显著。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。

然而，目前国内外对焦化废水污染土壤实施生物修复的有效案例还很少，尤其在土壤处理、植物种类选择及植物修复机制研究上还缺乏深入系统的研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种修复焦化废水污染土壤的有效方法。

具体而言，本发明的方法是一种利用土壤处理—紫花苜蓿—羊草联合修复焦化废水污染土壤的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）在焦化废水污染土壤表面撒施粉煤灰、充分腐熟的农家肥和过磷酸钙；

（2）对焦化废水污染土壤进行耕翻、平整和灌水；

（3）在紫花苜蓿种子上包覆含有苜蓿根瘤菌的菌剂；

（4）对包覆有菌剂的紫花苜蓿种子进行包衣；

（5）对羊草种子进行低温处理；

（6）将包衣的紫花苜蓿种子和低温处理后的羊草种子混合，将混合后的种子播种到焦化废水污染土壤中；