如何用臭氧水去除土壤中農(nóng)藥成分殘留
如何用臭氧對(duì)土壤中農(nóng)藥或滅菌消毒呢？常用方法是用臭氧發(fā)生器制作成臭氧水，然后對(duì)土壤進(jìn)行澆灌。臭氧化土壤修復(fù)被認(rèn)為是很有前途的系統(tǒng)之一。臭氧可以直接與現(xiàn)有的化合物相互作用，或分解吸附的污染物并將其轉(zhuǎn)化為無毒的化合物。
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—種臭氧溶于水改良土壤的方法
所屬領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，涉及一種殺滅細(xì)菌病毒，分解農(nóng)藥化肥殘留，改良土壤，使土 壤達(dá)到原生態(tài)的方法。
背景技術(shù)：
目前，農(nóng)業(yè)種植中殺滅土壤中的細(xì)菌、病毒及害蟲的方法主要是采用大量劇毒農(nóng)藥， 在殺滅土壤中的細(xì)菌、病毒及害蟲的同時(shí)，污染了土壤，再加上常年使用大量的化肥造成 土壤板結(jié)，使農(nóng)產(chǎn)品藥殘嚴(yán)重超標(biāo)，對(duì)人體健皿成危害。
發(fā)明內(nèi)容-
本發(fā)明殺菌消毒的原理是利用臭氧的廣譜高效的效果，臭氧幾乎對(duì)所有細(xì)菌、病毒、 真菌及原蟲、卵囊都具有明顯的殺滅效果，且滅菌迅速；臭氧可破壞病毒衣殼蛋白的四條 多肽鏈，并使DNA和RNA受到損傷；臭氧作用過程中，可使噬菌體中的DNA和RNA被釋放； 臭氧可與細(xì)菌細(xì)胞壁脂類雙鍵反應(yīng)，侵入細(xì)菌內(nèi)部，作用于脂蛋白和脂多糖，改變細(xì)胞的 通透性，從而導(dǎo)致細(xì)菌的溶解和死亡。臭氧溶于水灌溉土壤分解農(nóng)藥、化肥殘留，臭氧通 過氧化分解去除有機(jī)物和重金屬離子、銀化物以及、樂果、馬拉琉磷等農(nóng)藥殘留和 化肥殘留。臭氧能夠分解一切對(duì)人體有害的物質(zhì)。臭氧易溶于水，在水中的溶解度是氧氣 的十倍，臭氧在分解過程中殺菌消毒，分解農(nóng)藥和化肥殘留，最終還原為氧氣，所以臭氧 溶于水灌溉土壤可以增加土壤的含氧量，疏松土壤從而達(dá)到改良土壤的目的。
本發(fā)明技術(shù)方案：
本發(fā)明是采用臭氧溶于水灌溉土壤臭氧通過水氣混合器或氣液混合泵充分溶解于水 中，臭氧的濃度、灌溉的次數(shù)與改良土壤的質(zhì)量成正比關(guān)系。具體的技術(shù)方案是將臭氧通過水氣混合器或氣液混合泵，將水混于2-8PPM濃度的臭氧水立即灌溉土壤；利用該技術(shù)灌 溉2-6次，通過氧化分解過程有效去除有毒物質(zhì)和有機(jī)物，給土壤增氧，疏松土壤，從而 達(dá)到改良土壤，使土壤達(dá)到原生態(tài)的目的。
實(shí)例一：將臭氧通過水氣混合器或氣液混合泵充分混合溶解于水，使水中臭氧濃度達(dá) 到2PPM立即灌溉土壤，灌溉3次，檢測(cè)土壤中細(xì)菌、病毒的殺滅率為96%，農(nóng)藥殘留和化 肥殘留去除率為30%。
實(shí)例二：將臭氧通過水氣混合器或氣液混合泵充分混合溶解于水，使水中的臭氧濃度 達(dá)到2PPM時(shí)灌溉土壤6次，檢測(cè)土壤中細(xì)菌、病毒殺滅率是99%:農(nóng)、化殘留的去除率 是98%。
實(shí)例三：按實(shí)例一、二混合辦法將臭氧混合濃度達(dá)到6PPM時(shí)，灌溉土壤2次，檢測(cè)土壤 中細(xì)菌、病毒的殺滅率99%,農(nóng)藥、化肥殘留的去除率都是96%。實(shí)例四：按實(shí)例一、二、三混合辦法將臭氧混合濃度達(dá)到8PPM時(shí)，灌溉土壤2次，檢測(cè) 土壤中農(nóng)、化殘留的去除率都是99%。
相關(guān)文獻(xiàn)摘要
1、使用土壤洗滌和臭氧氧化進(jìn)行土壤修復(fù)
在目前的工作中，研究了使用耦合過程，土壤洗滌和臭氧氧化來修復(fù)人工菲污染的土壤。研究了兩種不同濃度的表面活性劑以獲得合適的濃度。 在 3 g/L時(shí)實(shí)現(xiàn)了 80.2% (TX-100) 和 73.8% (Brij-35) 的菲去除效率。 在 20 mg/L 臭氧下 2 小時(shí)后，氧化降解效率分別為 99%（菲）、99%（TX-100）和 45%（Brij-35） 。表面活性劑增強(qiáng)的土壤洗滌和臭氧氧化降解效率的高去除效率表明，所提出的程序是完成土壤修復(fù)過程的有用方法。
2、臭氧在多環(huán)芳烴污染土壤修復(fù)中的應(yīng)用
研究了使用臭氧從幾種不同的土壤中去除菲的潛力，無論是單獨(dú)使用還是與使用微生物接種劑（Pseudomonas alcaligenes PA-10）的生物降解結(jié)合使用。土壤的含水量越大，臭氧處理的效果越差，風(fēng)干的土壤對(duì)菲的去除率；而粘土含量較高的土壤也會(huì)降低臭氧處理的有效性。 然而，在 20 ppm的臭氧處理 6 小時(shí)后，風(fēng)干土壤中的菲水平至少降低了 50% ，沙質(zhì)土壤中的菲去除率高達(dá) 85%。生物降解結(jié)果表明產(chǎn)堿假單胞菌PA-10 可用作從受污染土壤中去除 PAHs 的孕育劑。然而，在我們實(shí)驗(yàn)中使用的條件下，預(yù)臭氧化并沒有增強(qiáng)土壤中菲的后續(xù)生物降解。在接種P. alcaligenes PA-10的非臭氧化和臭氧化 Cruden Bay 土壤中，菲去除水平相似。然而，在臭氧化的 Boyndie 土壤中菲的生物降解要慢得多。這可能是由于臭氧化過程中土壤中釋放出有毒產(chǎn)物。
3、臭氧對(duì)土壤中百菌清去除效果研究
本試驗(yàn)以農(nóng)藥百菌清為研究對(duì)象,向供試土壤中通入臭氧,通過改變土壤環(huán)境的溫度,探討不同溫度條件下臭氧對(duì)土壤中百菌清去除效果的影響。本試驗(yàn)研究的內(nèi)容是一種降解農(nóng)藥的新方法,對(duì)研究新的環(huán)保型降解劑有重要意義。主要研究結(jié)果如下：
(1)在室溫條件下向土壤中通入臭氧發(fā)現(xiàn),臭氧可以直接與土壤中百菌清發(fā)生反應(yīng),并對(duì)其去除起到促進(jìn)作用。在試驗(yàn)所設(shè)計(jì)的臭氧通入量范圍內(nèi),增加臭氧通入量對(duì)百菌清去除速率影響大小依次是：400mg組>200mg組>100mg組>0mg組。百菌清初始質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10、20和50mg/kg時(shí),400mg組的百菌清最后總?cè)コ史謩e可達(dá)到67.3%、67.7%和68.4%,與對(duì)照組(0mg組)相比增加較多,促進(jìn)百菌清去除效果明顯。以400mg為臭氧總通入量,改變臭氧通入頻次。臭氧通入總量不變的前提下增加臭氧通入頻次,在反應(yīng)的前期,能夠有效地促進(jìn)百菌清的去除,后期趨于平穩(wěn)。以百菌清初始量為10mg/kg處理組為例,當(dāng)臭氧通入頻次由1次/d提高到4次/d,5d時(shí)土壤中百菌清去除率由25.1%增加到41.6%;但在反應(yīng)的后期,增加通入頻次對(duì)百菌清去除沒有明顯作用。
(2)在高溫條件下向土壤中通入臭氧,可以有效的促進(jìn)土壤中百菌清的去除。以百菌清初始質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10mg/kg處理組為例,在反應(yīng)前期,當(dāng)溫度從40℃上升到60℃,隨著溫度的升高及通入臭氧時(shí)間的延長(zhǎng),土壤中百菌清去除速率迅速提升,5d時(shí)去除率從36.1%增加到57%,有效的縮短百菌清殘留的半衰期;反應(yīng)后期,百菌清去除率趨于平穩(wěn),高溫和臭氧同時(shí)作用對(duì)去除土壤中百菌清。
(3)高溫條件下向土壤中通入氮?dú)?土壤中百菌清揮發(fā)規(guī)律(以初始質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10mg/kg處理組為例)：在反應(yīng)前期,當(dāng)溫度從40℃上升到60℃,隨著溫度的升高及通入氮?dú)鈺r(shí)間的延長(zhǎng),可以有效地促進(jìn)百菌清在高溫情況下的揮發(fā),7d時(shí)揮發(fā)率從14.1%增加到18.8%;反應(yīng)后期,百菌清揮發(fā)率趨于平穩(wěn),溫度的升高和氮?dú)獾耐ㄈ刖鶎?duì)百菌清的揮發(fā)沒有明顯作用。將高溫氮?dú)饨M和高溫臭氧組數(shù)據(jù)對(duì)比,可計(jì)算出在60℃條件下,百菌清初始質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50mg/kg的高溫臭氧組21d時(shí)純揮發(fā)率是33.1%,揮發(fā)比例是所有處理組中的一組。
(4)高溫條件下向蔬菜大棚土壤中通入臭氧的試驗(yàn),驗(yàn)證了實(shí)際生產(chǎn)中高溫和臭氧共同作用對(duì)大棚土壤中百菌清的去除效果：可有效的去除在大棚土壤中殘留的百菌清,10d百菌清的去除率達(dá)到81.9%。高溫臭氧作用對(duì)去除土壤中百菌清的效果較好,實(shí)際應(yīng)用操作簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)成本較低。在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用,建議在控制大棚土壤溫度時(shí)可使用雙層塑料膜將大棚整體覆蓋住,此方法不僅可以達(dá)到提升大棚土壤的溫度效果,還可以降低生產(chǎn)成本。
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