[發(fā)明專利]一種基于邊際鹽生能源植物甜高粱修復(fù)含油鹽堿土壤的方法

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• 申請日: 2022-05-24
• 公開（公告）號: CN115156284A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏利;李十中;盧倩;李洪深;魏東;張昕昕;李春穎
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: B09C1/10
• 分類號: B09C1/10;A01B79/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 李紅媛

一種基于邊際鹽生能源植物甜高粱修復(fù)含油鹽堿土壤的方法，本發(fā)明涉及環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域，具體是一種基于邊際鹽生能源植物甜高粱修復(fù)含油鹽堿土壤的方法。先于被污染鹽堿地上進(jìn)行表層土壤的翻耕，種植甜高粱，利用甜高粱莖稈中所含糖分進(jìn)行L?乳酸發(fā)酵，再將產(chǎn)生的發(fā)酵殘渣作為土壤改良劑施用于土壤中，如此循環(huán)往復(fù)。甜高粱乳酸發(fā)酵殘渣的施用能夠為土壤微生物提供優(yōu)質(zhì)的碳源及氮源，并通過所含有機(jī)酸減緩?fù)寥缐A度對植物及微生物的脅迫作用，改善土壤環(huán)境，提升石油污染環(huán)境下油類降解菌或有機(jī)污染物降解菌的相對豐度，以微生物代謝作用或共代謝作用降低石油污染程度，最終實(shí)現(xiàn)含油鹽堿土壤的改善和修復(fù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境修復(fù)領(lǐng)域，具體是一種基于邊際鹽生能源植物甜高粱修復(fù)含油鹽堿土壤的方法。

背景技術(shù)

世界上大多數(shù)石油開采區(qū)位于海域鹽堿灘以及內(nèi)陸鹽堿土地，所以油田開采區(qū)土壤同時面臨石油污染和土壤鹽漬化的雙重污染。中國土壤鹽堿地約9913億公頃，約占全球鹽堿地總面積的十分之一以上。我國鹽堿地分布廣泛，其中超過30％的鹽堿地分布于西北、東北以及濱海地區(qū)；土壤表層呈現(xiàn)白色，植被稀少，僅有稀疏的堿蓬生長。土壤鹽堿化時，土壤溶液濃度大，導(dǎo)致植物根部失水過多，對植株造成較大脅迫，所以一般的植物難以存活，同時在油田開采周圍，由于石油開采和加工過程中產(chǎn)生的含油污水排放或油類泄露也是一個重要的污染源，對周邊生態(tài)環(huán)境造成持續(xù)性的危害。當(dāng)含油污泥或污水中得烴類物質(zhì)滲入土壤后，使土壤顆粒表面附著油份，影響土壤的通透性，造成土壤導(dǎo)水通路的阻塞，進(jìn)而影響土壤滲水率；石油污染物中所帶的反應(yīng)基會與土壤中的有效氮、磷結(jié)合而限制硝化作用和脫磷酸作用，使土壤的有效氮、磷含量降低，進(jìn)而導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)的變化，導(dǎo)致土壤微環(huán)境的變化，威脅其中的微生物活性。對作物發(fā)育產(chǎn)生不利的影響。低分子的烴類物質(zhì)通過滲透作用進(jìn)入植物內(nèi)部，破壞其生理機(jī)制，而高分子的烴類物質(zhì)會黏附在根系，影響營養(yǎng)和水分的吸收，導(dǎo)致根系的腐敗，致使植物難以在含油的土壤中生存。有研究表明，在鹽堿地上長期進(jìn)行有機(jī)種植，土壤碳含量及其碳儲量均有所提高，土壤碳的固存潛力也有得到提高。

現(xiàn)有的土壤修復(fù)技術(shù)中大多僅考慮鹽堿地的修復(fù)，對于含油鹽堿土壤的修復(fù)研究較少，這類土壤的修復(fù)工作的技術(shù)屏障主要來源于鹽漬化及石油污染對土壤環(huán)境及內(nèi)里微生物環(huán)境的雙重脅迫。鹽堿地改良技術(shù)有化學(xué)改良、物理改良、有機(jī)肥改良及生物改良。基本的原理都是降低土壤鹽堿度，減少植物和微生物的鹽堿脅迫，增加土壤有機(jī)質(zhì)及肥力，進(jìn)而提升土壤理化性質(zhì)，改良植物生存環(huán)境。但各有缺點(diǎn)，化學(xué)改良見效快，但以造成二次污染；物理改良效果較低，費(fèi)時費(fèi)力；有機(jī)肥改良僅能提高肥力，忽視了理化性質(zhì)的改良；生物方法主要以施加微生物菌劑為主，但鹽堿地中的鹽堿脅迫會影響微生物菌劑的效用，相對成本較高。針對于含油土壤，主要的改良修復(fù)技術(shù)同樣分為物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)。物理修復(fù)主要有焚燒法，隔離法，換土法，通過溫度、添加其他惰性材料減少含油土壤中石油類物質(zhì)的比重，但均存在適用范圍小，成本高，操作復(fù)雜，治標(biāo)不治本等問題。化學(xué)修復(fù)主要為萃取法，土壤洗滌法，化學(xué)氧化法；依據(jù)石油類物質(zhì)的化學(xué)特性，通過將萃取劑、洗滌劑、氧化劑將油份分離，破碎進(jìn)而達(dá)到剝離土壤的作用，一般不會造成二次污染，但操作復(fù)雜，成本較高；生物修復(fù)主要依賴于石油降解微生物菌劑，通過可代謝烴類物質(zhì)的微生物降解掉土壤中的油，達(dá)到降低含油量的目的。這樣的微生物菌劑中一般包含多種菌株，以達(dá)到對石油類物質(zhì)全面的降解，轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳等無機(jī)產(chǎn)物。生物修復(fù)的周期一般較長，但操作簡單，成本較低，且對周邊環(huán)境如地下水等影響較小，是目前前景較好的修復(fù)技術(shù)。但目前針對含油鹽堿地尚未有較好的修復(fù)技術(shù)及研究，這對于油田周邊環(huán)境污染治理是一個較大的缺口，亟待解決。

因此，需要一種有針對性的，能夠綜合考量石油污染和鹽漬化的土壤修復(fù)方案，并且兼具環(huán)保性及經(jīng)濟(jì)性的聯(lián)合修復(fù)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了解決上述方法存在的缺陷，進(jìn)而提供一種基于邊際鹽生能源植物甜高粱修復(fù)含油鹽堿土壤的方法。

本發(fā)明一種基于邊際鹽生能源植物甜高粱修復(fù)含油鹽堿土壤的方法具體是按以下步驟進(jìn)行：