一种牛膝修复原油污染土壤的用途及方法与流程

1.本发明涉及原油污染土壤修复技术领域，尤其涉及一种牛膝修复原油污染土壤的用途及方法。

背景技术：

2.原油是最主要的燃料之一，石油产业在现代化产业中发挥着重要作用。但原油在开采运输、贮存及炼化过程中均会造成污染。原油是天然存在于地表之下，粘稠易燃的混合物，主要成分为c
15-c
36
的烷烃、多环芳烃、烯烃、苯系物、酚类等，其中pahs是一类具有致癌、致畸、致基因突变等危害的持久性有机污染物。原油进入土壤后，由于其强毒性及较大的粘稠性，除了堵塞土壤孔隙、降低土壤渗透性、破坏土质、改变有机质的组成和结构以外，还能粘附在植物根部形成一层粘膜，阻碍根部的呼吸和养分的吸收，引起根部腐烂，造成大面积植物死亡，严重地影响农林业生产；还可通过空气或水进行长距离输送，经由食物链在动植物及人体内富集，危及生态系统安全和人类健康。因此石油烃类物质已被列为必须控制的重点污染物。因此，加快治理土壤原油污染是实现经济可持续发展及生态系统整体良性循环的关键，也是响应我国国土空间综合整治的战略要求的。
3.目前原油污染土壤的修复方法主要包括物理、化学、微生物方法，如土壤置换法，将污染地土壤通过机械手段从污染场地转移，并填充新鲜土壤进行修复，但该修复方法周期长、成本高，仅适用于超高浓度污染地或紧急事件小面积污染处理；化学氧化修复法，是向污染的土壤中加入化学氧化剂，利用氧化剂和污染物之间发生化学反应，来实现污染物的降解，但是该方法时间较长且容易带来二次污染；微生物修复法是利用细菌或真菌等微生物的代谢工程将土壤中的污染物分解，但是其一般适用于低浓度污染场地的处理。而植物修复以其处理成本低、吸收污染物的生物量大等优点已成为人们普遍能接受的去除污染物的首选技术，如常用的牧草植物用于石油吸附，但是植物的耐受性是影响植物修复的关键因素，种子通常在高浓度或真实场地的原油污染土壤修复仍不理想，因此，寻一种新的植物修复原油污染土壤是亟不可待的。

技术实现要素：

4.鉴于此，本发明的目的是提供一种牛膝修复原油污染土壤的用途及方法，采用牛膝对原油污染土壤进行修复，促使牛膝植株对高浓度原油污染土壤进行修复降低土壤中的原油含量。
5.本发明同过以下技术方案解决上述问题：
6.本发明公开了牛膝在修复原油污染土壤中的用途。
7.一种牛膝修复原油污染土壤的方法，所述方法为：将牛膝种子播撒于受原油污染的土壤中，种植多年后，直至土壤油污含量达到环境安全标准。
8.牛膝属于多年生草本植物，其根可以入药，目前牛膝种植大多用于药用，而本发明将其用于原油污染土壤的修复。由于其多年生特性，因此不需要每年进行种植，可以一直管
护至修复结束。
9.进一步，所述原油污染土壤中的污染物为原油污染；
10.进一步，所述原油污染的土壤中油污浓度≤30g/kg；优选地，所述原油污染的土壤中油污浓度为3-17g/kg。
11.牛膝可以在小于等于30g/kg原油污染的土壤中萌发且成苗，但是由于原油污染浓度过高，可能会导致牛膝种子萌发率不稳定，所以在进行原油污染土壤修复中优选小于等于3-17g/kg原油污染土壤，在此浓度下，牛膝萌发稳定且成苗率较高。
12.进一步，所述牛膝种子的播撒密度为大于等于2.5kg/亩，当在实际处理过程中可以优选种子的播撒密度为2.5kg/亩，当每亩用量为2.5kg时，能取得较好的修复效果且成本较低。
13.进一步，所述牛膝种子播撒于受原油污染土壤后，种子发芽后种植密度≥20株/m2，为了达到最高的经济效益的条件下，优选地，控制种植密度为20-30株/m2，此时管理成本和收益成本最佳。
14.有益效果：
15.1、本发明采用牛膝植物来修复原油污染土壤且牛膝的耐受性较高，可以最高修复原油污染浓度为30g/kg的污染土壤。
16.2、当采用牛膝修复原油污染浓度为6g/kg的实验室污染土壤时，修复6周后修复降解率能达到74.3％，实际修复污染土壤时修复降解率能达到70％以上，说明采用牛膝能高效、绿的修复原油污染的土壤，且修复过程中不会破坏所修复地点的生态环境，反而有助于改变修复地点的生态结构改善。
17.3、牛膝属于多年生植物可以避免重复种植，节约成本和降低管理难度，同时牛膝作为药材具有较高的经济价值，可以对其再利用，使修复污染土壤的同时取得更好的经济效益。
18.4、牛膝修复原有污染土壤不仅成本低、不会带来二次污染且适用于大面积的土壤修复，具有可推广的前景。除此之外，在低浓度的原油处理下，牛膝具有更高的种子萌发率，说明原油低浓度处理对于牛膝产业的推广种植也具有一定的益处。
附图说明
19.图1：不同原油浓度下牛膝种子萌发图；其中花盆从左到右分别为原油浓度0g/kg、3g/kg、5g/kg、6g/kg、17g/kg、30g/kg处理下的牛膝种子萌发情况。
20.图2：牛膝修复原油污染土壤室内实验修复图一；
21.图3：牛膝修复原油污染土壤室内实验修复图二。
具体实施方式
22.以下将结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明：
23.实施例1：室内原油污染土壤修复
24.基质土壤制备：将河沙、土壤和蛭石按体积比1：1：1的比例混合后风干。
25.原油污染土壤制备：原油采自延安采油厂，原油等体积溶解于石油醚中，按照设计的基质土壤(干重)污染水平采用完全混合的方式分别添加原油，搅拌均匀后得到原油污染
土壤。设计的污染水平(浓度)为：0g/kg、3g/kg、5g/kg、6g/kg、17g/kg，30g/kg。
26.容器选择：选用深10cm、直径10cm的塑料花盆作为容器，浇透水后静置5d，使原油污染土壤中的原油、土壤充分混合稳定后播种。
27.播种：牛膝种子采自2020年11月，每盆播种50粒，每个处理重复6次。试验于温室中进行，根据需要浇水，每天定时观察，以有明显的胚芽破土为发芽种子，记录各处理种子发芽数(成苗数)。当连续3d无新发芽种子出现即视为发芽过程结束，计算发芽率(成苗率)，由于牛膝发芽后均会长出真叶，即视为成苗。得到数据如表1所示。
28.修复土壤：待种子萌发实验结束后，每盆留苗1棵进行修复实验：光照周期为16/8h(光/暗)，培养温度为20℃，每4天浇水一次以确保达到最大田间持水量。植物生长6周后，收获土壤并检测土壤原油含量，计算修复率＝(初始原油含量-修复后原油含量)/初始原油含量
×
100％，得到数据如表2，同时检测牛膝植株生长情况，取平均值后得到的数据如表3和图1所示。
29.表1
[0030][0031][0032]
表2
[0033] 3g/kg5g/kg6g/kg17g/kg30g/kg重复11.051.411.518.1922.29重复21.011.391.498.1722.2重复31.091.471.598.2622.31重复41.081.431.588.2122.3重复51.091.481.588.2322.32重复61.021.41.528.1222.22平均值1.061.421.538.1622.24修复率(％)64.871.474.351.825.8
[0034]
实施例2：原油污染土壤实际修复
[0035]
地点选择：选取陕西省榆林市靖边县小河乡南沟村地作为原油污染土壤实际修复地，修复地面积为：1亩，经检测该地块主要污染物为原油污染，0-20cm深度的土壤原油污染平均浓度为13.4g/kg，20-40cm深度的土壤原油污染平均浓度为9.3g/kg，土壤表层为粘土层，次层为砂土，孔隙度平均值为0.36。
[0036]
牛膝种子播种：对修复场地进行除草、翻耕，将采摘于头年11月的成熟、无虫害的牛膝种子按照2.5kg/亩的密度均匀的播撒于修复场地上，播种时间为5月上旬，播种后表面覆土，覆土厚度约为0.5cm，浇透水，正常管护；
[0037]
后期管理：待牛膝出苗后1个月将拔出多余的牛膝苗，使种植密度达到20-30株/m2，追肥，正常管护。
[0038]
于牛膝播种后30天、60天、120天、240天后检测修复场地中土壤的原油污染浓度，得到的数据如表3所示：
[0039]
表3
[0040][0041]
数据分析：
[0042]
1、根据表1和表2、图1-3的结果可知，牛膝可以用于30g/kg的原油污染土壤修复，其发芽率达到了33％，修复降解率达到了25.8％，说明牛膝具有较高的耐受性，可以在较高浓度的原油污染中存活且发芽。
[0043]
2、从表1和表2的数据来看，原油污染浓度在3-17g/kg时，发芽率最低也达到了68％以上，植物生长6周后修复降解率也达到了51.8％，当原油污染达到了30g/kg的超高浓度为时，发芽率也有33％，修复率达到了25.8％，说明牛膝能高效的修复原油污染的土壤，且具有较高的耐受性。此外，根据表1的数据可知，当牛膝种子处于3g/kg的原油浓度下时牛膝的发芽率高于空白对照的发芽率，说明在低浓度的原油处理下还可以促进牛膝种子的萌发，将牛膝种植于低浓度的原油污染土壤中具有更广阔的产业和经济价值。
[0044]
3、分析表3的数据可知，将牛膝运用到实际修复土壤中后牛膝修复效果好于实验室内修复，牛膝对实际修复地具有较高的修复结果，经过240天的处理后，修复场地中的原油浓度修复降解率达到了70％以上，对于恢复修复场地的生态平衡和可持续发展提供了帮助。
[0045]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

技术特征：

1.牛膝在修复原油污染土壤中的用途。2.一种牛膝修复原油污染土壤的方法，其特征在于，所述方法为：将牛膝种子播撒于受原油污染的土壤中，种植多年后，直至土壤油污含量达到环境安全标准。3.根据权利要求2所述的一种牛膝修复原油污染土壤的方法，其特征在于，所述原油污染土壤中的污染物为原油污染。4.根据权利要求2所述的一种牛膝修复原油污染土壤的方法，其特征在于，所述原油污染的土壤中油污浓度≤30g/kg。5.根据权利要求4所述的一种牛膝修复原油污染土壤的方法，其特征在于，所述原油污染的土壤中油污浓度为3-17g/kg。6.根据权利要求2所述的一种牛膝修复原油污染土壤的方法，其特征在于，所述牛膝种子的播撒密度≥2.5kg/亩。7.根据权利要求2所述的一种牛膝修复原油污染土壤的方法，其特征在于，所述牛膝种子播撒于受原油污染土壤后，种子发芽后种植密度≥20株/m2。8.根据权利要求7所述的一种牛膝修复原油污染土壤的方法，其特征在于，所述牛膝种子播撒于受原油污染土壤后，种子发芽后种植密度为20-30株/m2。

技术总结

本发明公开了一种牛膝修复原油污染土壤的用途及方法，属于原油污染土壤修复技术领域，将牛膝种子播撒于受原油污染的土壤中，种植数年后直至土壤油污含量达到环境安全标准，本发明采用牛膝对原油污染土壤进行修复，促使牛膝植株对高浓度原油污染土壤进行修复降低土壤中的原油含量。土壤中的原油含量。土壤中的原油含量。

技术研发人员：

魏莹 岳明 毛祝新 李倩 李阳 王宇超

受保护的技术使用者：

陕西省西安植物园

技术研发日：

2022.09.08

技术公布日：

2023/1/31