[發明專利]一種氯氰菊酯污染土壤的修復方法

有效

• 申請號: 201410136171.7
• 申請日: 2014-04-05
• 公開（公告）號: CN103861869A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 王瑩瑩;丁艷麗;劉杰
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

本方法屬于土壤生態修復的應用技術領域。具體地涉及一種利用農林廢棄物制備而成的生物炭來促進氯氰菊酯在土壤中的降解的方法。

?

背景技術

近些年來，高毒農藥的殘留問題受到了越來越多的關注，世界各國也開始采取嚴格限制高毒農藥的生產和使用等各種措施來應對，因此，氯氰菊酯(cypermethrine,?CP)?是繼有機氯、有機磷和氨基甲酸酯之后人工合成的、環境相容性較好、生物活性高以及穩定性高的一大類農藥,?近年來代替有機磷農藥、有機氯農藥等成為主要農藥類型。但是隨著其廣泛、大量的應用，并且由在環境中相對穩定、自然條件下難以降解，其在環境及其農產品上的殘留問題也日益嚴重起來。

氯氰菊酯作用于昆蟲等的中樞神經系統，使其受到損傷而迅速死亡。氯氰菊酯不容易被光和空氣降解，這點使得其在自然環境中的半衰期較長，土壤中的粘附系數為?82.1，容易吸附到土壤中，造成土壤的污染，因此氯氰菊酯對環境非靶生物和人類健康具有潛在的危害性。美國環保局(EPA)認為它是一種潛在的致癌物，可能對人類產生各種急性毒性。

目前傳統的方法是焚燒、掩埋，或者采取?0.1molL/NaOH?化學法處理，但是帶來的副作用大，往往造成環境的二次污染，只能針對小規模污染源或農產品農藥殘留處理，因而提出和更新解決農藥污染的新技術方法是亟待解決的問題。微生物降解是目前研究熱點，但是單一菌種應用到實際環境中，不僅成活率難以保證，而且還會帶來很多不確定的生態影響。這些都限制了微生物修復技術中的實際應用范圍。

發明內容

本發明的目的就是為了解決氯氰菊酯在農田土壤中長期存留難以降解的問題，提出了采用農林廢棄物和生物轉化產物等制備生物炭，然后使用生物炭進行氯氰菊酯污染土壤修復的技術方案，這不僅解決了傳統物理、化學方法會帶來二次污染的問題，以及微生物降解所面臨的成活率和生態問題，而且也符合“取之于田，用之于田”的可持續發展理念。???????????????

本發明提出的氯氰菊酯污染土壤的修復方法，包括土壤修復劑的制備和施用，其工藝步驟如下：

首先，以來源廣泛的農林廢棄物和生物轉化廢棄物為原材料，如玉米秸稈、蘆葦、果樹修剪及林木采伐樹枝、人類禽畜糞便以及發酵渣等，在無氧或缺氧條件下制備生物炭，而后與新鮮潔凈無氯氰菊酯污染的土壤混合均勻，制成土壤修復劑，這不僅有助于生物炭的活性保持，便于保存和運輸，同時也提高了施用過程中的分散效率。

本發明提供的土壤修復劑適于氯氰菊酯污染土壤的修復，只需將土壤修復劑按一定質量比加入到氯氰菊酯污染土壤中，混勻，保持土壤水分在60-70%即可。本方法既能有效促進氯氰菊酯在土壤中的降解，又安全可靠，不會對原有生態環境造成危害。是一種操作簡單、成本低廉、應用價值高的降解土壤中氯氰菊酯污染物的方法。

具體工藝步驟如下：

（1）原材料的采集和土壤修復劑生物炭的制備

選取來源豐富的玉米秸稈為主要原材料。將秸稈葉子剝除，用水洗凈風干，軋碎后在70-80℃下烘干。將烘干后的玉米秸稈用破碎機粉碎后過20目篩子，放入坩堝中，封口，盡量不要與空氣接觸，以創造無氧或缺氧條件。使用馬弗爐在300-600℃下無氧或缺氧加熱1-2個小時，制成生物炭，冷卻至室溫后取出，與同樣過20目篩子的無氯氰菊酯污染的土壤按生物炭質量分數0.5-2%混合均勻，制成土壤修復劑。

（2）土壤修復劑的施用

將步驟（1）中所得土壤修復劑按質量分數0.5-2%與氯氰菊酯污染土壤混合均勻，維持土壤水分持水量的60-70%，并定期取樣對其進行氯氰菊酯含量檢測

（3）氯氰菊酯含量檢測

首先采集土壤樣品并進行預處理：

采集的10g土壤放入錐形瓶中，加入10mL石油醚和20mL乙腈，放入搖床中以200?r/min轉速震蕩1h,再進行超聲萃取30min,萃取水溫為20-25℃，再加入再加入15g無水硫酸鈉進行除水，并靜置2h，然后取上清液10mL過0.45μm有機相膜后，用CNW固相萃取裝置進行萃取，固相萃取小柱選用CNWBOND?Alumina-N（中性氧化鋁）。

然后利用氣相色譜-質譜聯用儀進行污染物濃度變化的檢測，色譜柱采用Agilent?Eclipse?HP-5MS?（30m,?0.25mm,?0.25u），