申请日2012.08.14
公开(公告)日2012.11.21
IPC分类号B09C1/10; B09C1/00
摘要
本发明公开了一种焦化废水污染土壤的生物修复方法，包括：(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;(7)出苗后进行田间管理。本发明能够有效进行焦化废水污染土壤污染物的吸附和吸收，减少土壤中污染物残留，具有修复速度快、效果好、操作简单、处理量大、易于人工掌握等特点。
权利要求书
1.一种焦化废水污染土壤的生物修复方法，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;
(7)出苗后进行田间管理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，粉煤灰用量为 300公斤/亩，充分腐熟的农家肥用量为1500公斤/亩，过磷酸钙用量为50公斤 /亩。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在实施步骤(1)24h以内实 施步骤(2)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述紫花苜蓿 种子为成熟、饱满、无虫蛀的种子。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述苜蓿根瘤 菌为苜蓿中华根瘤菌。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)的工艺流程如下： 把含有苜蓿根瘤菌的菌剂加入到粘着剂中，搅拌均匀后，再加入紫花苜蓿种子， 反复搅拌，使每一粒种子上都粘有菌剂，种子与菌剂的质量比为1:7-10。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述粘着剂为选自羟甲基纤 维素钠、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、淀粉、明胶、阿拉伯树胶中的1种或2 种以上。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)的工艺流程如下： 把由步骤(3)得到的紫花苜蓿种子放入包衣机中，经过包衣机反复震荡混合， 使每一粒种子都裹上一层包衣材料，最后将种子放于通风处，阴干待用。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述包衣材料为选自滑石粉、 云母粉、陶土粉中的1种或2种以上。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，所述羊草种 子为成熟、饱满、无虫蛀的种子，所述低温处理为-20℃下处理8-10h。
11.根据权利要求1-10中任意一项所述的方法，其特征在于，步骤(6)中， 紫花苜蓿种子与羊草种子按照1:1等量混合，播种方式条播，播种量为1.5-2 公斤/亩，播种深度为2-3厘米。
说明书
一种焦化废水污染土壤的生物修复方法
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;
(7)出苗后进行田间管理。
步骤(1)中，粉煤灰用量优选为300公斤/亩、充分腐熟的农家肥用量优 选为1500公斤/亩，过磷酸钙用量优选为50公斤/亩，并优选在实施步骤(1) 24h以内实施步骤(2)。
步骤(3)中，所述紫花苜蓿种子优选成熟、饱满、无虫蛀的种子，所述苜 蓿根瘤菌优选苜蓿中华根瘤菌(Sinorhizobium meliloti)。
步骤(3)的工艺流程优选如下：把含有苜蓿根瘤菌的菌剂加入到粘着剂中， 搅拌均匀后，再加入紫花苜蓿种子，反复搅拌，使每一粒种子上都粘有菌剂， 种子与菌剂的质量比为1:7-10。其中，使用的粘着剂优选为选自羟甲基纤维素 钠、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、淀粉、明胶、阿拉伯树胶中的1种或2种以 上。
步骤(4)的工艺流程优选如下：把由步骤(3)得到的紫花苜蓿种子放入 包衣机中，经过包衣机反复震荡混合，使每一粒种子都裹上一层包衣材料，最 后将种子放于通风处，阴干待用。其中，所述包衣材料优选为选自滑石粉、云 母粉、陶土粉中的1种或2种以上。
步骤(5)中，所述羊草种子优选成熟、饱满、无虫蛀的种子，所述低温处 理优选-20℃下处理8-10h。
步骤(6)中，优选将包衣的紫花苜蓿种子与低温处理后的羊草种子按照1:1 等量混合，优选的播种条件如下：播种方式条播，播种量为1.5-2公斤/亩，播 种深度为2-3厘米。
本发明的方法能够有效进行焦化废水污染土壤中污染物的吸附和吸收，减 少土壤中污染物残留，具有修复速度快、效果好、操作简单、处理量大、易于 人工掌握等特点，为大面积修复焦化废水污染土壤提供了有效方法。