[发明专利]一种利用芒草、生物炭和养猪废水提高石油污染土壤利用率的方法

说明书

本发明涉及一种利用芒草、生物炭和养猪废水提高石油污染土壤利用率的方法；系在石油污染土壤中添加生物炭复合材料混合养猪废水，同时调节土壤水分含量，并适度翻搅土壤，改善土壤通透性、蓄水能力，并提高N、P含量，在此基础上种植能源植物芒草，进一步提高石油污染土壤的使用效率。本发明通过土壤芒草存活率、生物量及土壤中总石油烃含量变化的测定与计算，说明本方法有效的提高了石油污染土壤的利用效率，收获了产量、能量较高的能源植物。同时，本发明实现了农业废弃物及养猪废水的资源化利用，简单易行且无二次污染。

技术领域

本发明涉及一种利用物理方法和生物方法联合作用提高石油污染土壤使用效率的方法，具体地说是一种利用芒草、生物炭和养猪废水提高石油污染土壤利用率的方法。

背景技术

在石油开发、运输、贮藏和加工等过程中因石油的跑冒滴漏等原因进入到土壤环境当中，造成土壤的石油污染。石油类污染物进入土壤环境中后，破坏土壤原有结构，致使土壤通透性降低，同时影响了土壤中营养元素的比例协调，进而影响土壤中微生物生存和植物的生长，造成土地资源浪费。

发明内容

针对目前石油污染土壤利用率不高的问题，本发明提供了一种简单易行、高效、废弃物资源化利用的石油污染土壤使用方法: 一种利用芒草、生物炭和养猪废水提高石油污染土壤利用率的方法。

本发明的目的主要通过以下技术方案来实现：

一种利用芒草、生物炭和养猪废水提高石油污染土壤利用率的方法，采用以下步骤：

(1) 原料预处理：

收集农田内剩余的玉米秸秆、水稻秸秆，选择平整、干燥的地面，将玉米秸秆和水稻秸秆晾干，备用；

(2) 生物炭材料的制备：

将晾干的玉米秸秆用切割机截成段，将水稻秸秆一部分截成段，另一部分粉碎；将上述准备好的原料置于坩埚中，密封后在气氛箱式炉中进行炭化，在300℃缺氧裂解3 h，制备得到生物炭；

(3) 复合材料的制备：

将玉米秸秆生物炭和水稻秸秆生物炭以质量比1׃1的比例混合，得复合材料；

(4) 复合材料与养猪废水的混合：

准备好底部密封的箱体，加入养猪废水，将复合材料浸泡入养猪废水12h，混匀待用；

(5) 将采集到的石油污染土壤进行预处理后，放入统一规格的培养箱内，以风干土壤为基准，加入浸泡后混匀的复合材料，向加入复合材料后的土壤中喷洒养猪废水，同时翻搅；

(6) 将芒草种子用培养皿水培，膨胀出芽后待播种，土壤处理60d后，将膨胀出芽后的芒草种子播种到培养箱内，在播种前，将培养箱内土壤翻搅松土，播种后覆土1.0cm，喷洒自来水保持湿润；同时设置对照组，将未经过前期处理的土壤同样播种膨胀出芽的芒草种子，后续操作与处理组相同；芒草播种4个月后，测定芒草存活率、生物量及土壤中总石油烃含量变化。

本发明具有如下优点：

1、与现有技术相比，本发明制备得到的复合生物炭材料包括粉末状、小颗粒和中等粒径长度的生物炭，而非单一形状和大小的材料，能够在不同程度上改善石油污染土壤的通透性。本发明还利用了养猪废水富含N、P营养元素的特性，能够补充植物生长所必需的营养。同时利用生物炭的疏松多孔等特征，浸泡后的混合材料能够将富含N、P营养元素的养猪废水充分带入到石油污染土壤中，有效调节土壤中的C׃N׃P。经过上述处理，石油污染土壤的透气性、蓄水性和营养元素的比例都得到有效改善，为植物生长提供条件。芒草具有发达的根系，与其他植物相比，在石油污染土壤中生长能力更强，通过生物炭和养猪废水处理后，土壤性质有所改善，芒草的生长状况更佳。芒草作为多年生能源植物，生物量大，燃烧充分，可用于发电、供热，能够提供更多能量。