[發(fā)明專利]一種修復農田多環(huán)芳烴和有機氯農藥污染土壤的新技術

在審

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• 申請日: 2013-05-29
• 公開（公告）號: CN104209315A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發(fā)明（設計）人: 王翠蘋;余力;李靜
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: B09C1/10
• 分類號: B09C1/10;B09C1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明屬于環(huán)境持久性有機物污染治理領域，具體涉及一種新型材料電氣石輔助微生物在土壤污染修復方面的應用。

技術背景

隨著工業(yè)和農業(yè)的發(fā)展，土壤有機物污染問題日益嚴重。由于土壤是農產品和一些生物的營養(yǎng)來源，所以土壤中的有機污染物會通過食物鏈發(fā)生傳遞和遷移，致使大多數(shù)農產品有機污染物殘留超標，農產品、動物和人類自身都遭受有機污染物的污染和威脅。土壤中有機污染物如多環(huán)芳烴(PAHs)和有機氯農藥(OCPs)污染物由于其在土壤中較長的半衰期和致癌、致畸、致突變的性質而受到人們的重視。

PAHs和OCPs是疏水性有機污染物，其疏水性使得其易吸附到土壤顆粒中，大部分不易被自然降解而長期殘留在土壤環(huán)境中，成為土壤中典型的持久性有毒有機污染物。土壤中持久性疏水有機污染物的修復使得環(huán)境污染修復在學術上和技術上存在著巨大挑戰(zhàn)。對PAHs和OCPs污染環(huán)境的修復技術研究在我國起步較晚，距國際水平差距較大，這種修復技術滯后與我國土壤污染面積廣且嚴重，對污染土壤修復技術有很大需求的局面形成巨大反差。因此，開展土壤中PAHs新型修復技術的研究，具有實際的需求和科學意義。

目前，治理土壤有機污染物污染問題已成為當今的研究熱點。與傳統(tǒng)的物理化學修復污染土壤方法相比，微生物修復技術由于具有環(huán)境友好，成本低，以及可以使有機污染物礦化為水和二氧化碳，不產生二次污染等優(yōu)點，一直備受學術界的青睞。微生物降解有六個基本要素：能源，碳源，營養(yǎng)物質，電子受體，適合的微生物以及適宜的環(huán)境條件。限制微生物現(xiàn)場修復效率的一個重要因素就是土壤中一些因素限制微生物生長和繁殖，以及微生物及營養(yǎng)元素不能向生物反應區(qū)域有效的引入；其次土壤是一個復雜的多介質高度不均一的多界面體系，PAHs和OCPs污染物一旦進入土壤，土壤對PAHs和OCPs吸附組分很多，其中有機質吸附是主要的，由于與土壤不同微觀結構組分相互作用，PAHs和OCPs在土壤中的結合狀態(tài)會發(fā)生高度分化，表現(xiàn)為一部分比較容易解析，一部分比較難解析，甚至形成不可逆殘留被鎖定在土壤中，這將導致有機污染物生物可利用性下降，使得污染物修復進行到某一階段，污染物濃度不再下降，形成持久殘留。因此，尋求克服微生物修復技術兩大缺陷，提高土壤持久性有機污染物生物修復效率的修復技術，成為目前生物修復的技術難題。

電氣石(tourmaline)是一種良好的生態(tài)智能和功能材料。它是一種典型的高溫氣成礦物，其化學成分非常復雜。直到電氣石晶體結構確定后，比較合理的成分結構式才被提出，通式為XYZSi₆O₁₈(BO₃)₃W₄，式中X＝Na⁺，Ca²⁺，K⁺或者空位；Y＝Mg²⁺，F(xiàn)e²⁺，Mn²⁺，Al³⁺，F(xiàn)e³⁺，Mn³⁺，Cr³⁺，Ti⁴⁺，Li⁺；Z＝Al³⁺，F(xiàn)e³⁺，Cr³⁺，Mg²⁺；W＝OH^-，F(xiàn)^-，O^2-，X，Y，Z三位置的原子和離子種類不同，導致電氣石成分和顏色不同。由于電氣石特殊結構決定其特殊的性質：自發(fā)極化現(xiàn)象、輻射遠紅外線、釋放負離子、持續(xù)發(fā)生直流靜電、釋放礦物質和微量元素等特點。相關研究表明，電氣石具有增氧功能。

王翠蘋等首次利用電氣石輔助微生物修復實際土壤中多環(huán)芳烴和有機氯農藥污染，基本克服了微生物對持久性有機物修復難接觸的問題，為土壤污染治理提供了一種新的修復材料和治理技術。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對土壤中持久性有機污染物污染治理難的問題，提供一種電氣石輔助微生物對實際土壤中PAHs和OCPs污染進行修復的新技術，同時，電氣石對土壤有機污染物修復效果和土壤影響進行評價。

本發(fā)明的另一目的是提供上述材料進行污染土壤治理和環(huán)境污染修復中的應用。