构筑化学-微生物复合材料对石油污染土壤修复作用及机理的研究

In recent years, with the continuous development of petroleum industry, a large area of petroleum soil pollution has been caused, which seriously threatens soil safety and even human life safety. The synergistic effect of chemical method and microbial remediation method can effectively improve the remediation efficiency of petroleum contaminated soil. This application is to prepare a biochar/chitosan hydrogel fixed microorganism composite material. Firstly, petroleum pollutants in soil are enriched through the adsorption of chitosan hydrogel and biochar. Then, petroleum pollutants are thoroughly degraded by microorganisms fixed on the biochar/chitosan hydrogel matrix. The mechanism of remediation of contaminated soil will be studied to provide reliable basis for redevelopment and reutilization of contaminated soil after remediation.

近年来随着石油工业的不断发展，造成了大面积的石油土壤污染，严重威胁土壤安全甚至人类生命安全。采用化学法以及微生物修复法协同作用能够有效提高石油污染的土壤的修复效率。本申请拟制备生物炭/壳聚糖水凝胶固定微生物复合材料，先通过壳聚糖水凝胶及生物炭的吸附性对土壤中石油的石油污染物进行富集，然后通过固定在生物炭/壳聚糖水凝胶基质上的微生物对石油污染物进行彻底降解。并且研究污染土壤修复的作用机理，为污染土壤修复后进行二次开发和利用提供可靠依据。

土壤是人类赖以生存和生活的基石,然而根据环境保护部和国土资源部发布的全国土壤污染状况调查公报,我国土壤正在遭遇日趋严重的污染问题。土壤修复材料可通过吸附作用对污染物进行固定化作用，以迅速切断污染物进入生态系统的途径，因此通过化学吸附作用提高土壤污染修复效率的关键问题在于选择吸附效率高、成本低且不会对环境造成二次污染的吸附材料作为化学固定化剂。. 本研究以农林废弃物为来源，制备了成本低、吸附作用强并且环境友好的生物炭材料，研究了生物炭材料的吸附性能，其中椰壳基生物炭表现出优异的吸附能力，质量为70mg时，吸附率为89.38%，当AR73浓度为100 mg/L时，吸附量达到27.76 mg/g，吸附在360 min后达到平衡，最大吸附率达到95.27%。. 然而生物炭以及其它粉末形态的吸附材料一般适用于水污染处理，为了得到更适合污染土壤修复的材料，本项目选择来源广、环境友好的壳聚糖作为高分子基质，以戊二醛为交联剂，制备得到了生物炭/壳聚糖水凝胶复合材料薄膜，在水体和土壤污染的修复中均表现出了较好的吸附性能。并且，生物炭/壳聚糖水凝胶复合材料薄膜经过多次使用后，仍然保持了较高的吸附能力和力学性能，能够循环多次使用，是一种成本低、效率高以及环境友好的土壤修复材料。. 石油污染是土壤的污染源之一，从石油污染土壤中可提取具有石油分解作用的微生物。将提取的微生物附着在生物炭/壳聚糖水凝胶上，可将吸附的石油污染物进一步进行分解，同时，水凝胶中的生物炭也可为微生物提供养分，延长微生物的寿命。. 本项目中实验围绕以上内容开展，已经取得了一定成果，随着研究的继续进行，相关研究成果将有助于发展和完善石油污染土壤污染修复技术的理论基础，为探索新型污染土壤修复技术提供理论依据，并推动土壤修复技术的规模化实际应用进程。