如何用臭氧水去除土壤中农药成分残留

如何用臭氧水去除土壤中农药成分残留

 

如何用臭氧对土壤中农药或灭菌消毒呢？常用方法是用臭氧发生器制作成臭氧水，然后对土壤进行浇灌。臭氧化土壤修复被认为是很有前途的系统之一。臭氧可以直接与现有的化合物相互作用，或分解吸附的污染物并将其转化为无毒的化合物。

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—种臭氧溶于水改良土壤的方法

所属领域：

本发明属于农业领域，涉及一种杀灭细菌病毒，分解农药化肥残留，改良土壤，使土 壤达到原生态的方法。

背景技术：

目前，农业种植中杀灭土壤中的细菌、病毒及害虫的方法主要是采用大量剧毒农药， 在杀灭土壤中的细菌、病毒及害虫的同时，污染了土壤，再加上常年使用大量的化肥造成 土壤板结，使农产品药残严重超标，对人体健皿成危害。

发明内容-

本发明杀菌消毒的原理是利用臭氧的广谱高效的效果，臭氧几乎对所有细菌、病毒、 真菌及原虫、卵囊都具有明显的杀灭效果，且灭菌迅速；臭氧可破坏病毒衣壳蛋白的四条 多肽链，并使DNA和RNA受到损伤；臭氧作用过程中，可使噬菌体中的DNA和RNA被释放； 臭氧可与细菌细胞壁脂类双键反应，侵入细菌内部，作用于脂蛋白和脂多糖，改变细胞的 通透性，从而导致细菌的溶解和死亡。臭氧溶于水灌溉土壤分解农药、化肥残留，臭氧通 过氧化分解去除有机物和重金属离子、银化物以及敌敌畏、乐果、马拉琉磷等农药残留和 化肥残留。臭氧能够分解一切对人体有害的物质。臭氧易溶于水，在水中的溶解度是氧气 的十倍，臭氧在分解过程中杀菌消毒，分解农药和化肥残留，很终还原为氧气，所以臭氧 溶于水灌溉土壤可以增加土壤的含氧量，疏松土壤从而达到改良土壤的目的。

本发明技术方案：

本发明是采用臭氧溶于水灌溉土壤臭氧通过水气混合器或气液混合泵充分溶解于水 中，臭氧的浓度、灌溉的次数与改良土壤的质量成正比关系。具体的技术方案是将臭氧通过水气混合器或气液混合泵，将水混于2-8PPM浓度的臭氧水立即灌溉土壤；利用该技术灌 溉2-6次，通过氧化分解过程有效去除有毒物质和有机物，给土壤增氧，疏松土壤，从而 达到改良土壤，使土壤达到原生态的目的。

实例一：将臭氧通过水气混合器或气液混合泵充分混合溶解于水，使水中臭氧浓度达 到2PPM立即灌溉土壤，灌溉3次，检测土壤中细菌、病毒的杀灭率为96%，农药残留和化 肥残留去除率为30%。

实例二：将臭氧通过水气混合器或气液混合泵充分混合溶解于水，使水中的臭氧浓度 达到2PPM时灌溉土壤6次，检测土壤中细菌、病毒杀灭率是100%:农、化残留的去除率 是98%。

实例三：按实例一、二混合办法将臭氧混合浓度达到6PPM时，灌溉土壤2次，检测土壤 中细菌、病毒的杀灭率100%,农药、化肥残留的去除率都是96%。实例四：按实例一、二、三混合办法将臭氧混合浓度达到8PPM时，灌溉土壤2次，检测 土壤中农、化残留的去除率都是100%。

相关文献摘要

1、使用土壤洗涤和臭氧氧化进行土壤修复

在目前的工作中，研究了使用耦合过程，土壤洗涤和臭氧氧化来修复人工菲污染的土壤。研究了两种不同浓度的表面活性剂以获得合适的浓度。 在 3 g/L时实现了 80.2% (TX-100) 和 73.8% (Brij-35) 的菲去除效率。 在 20 mg/L 臭氧下 2 小时后，氧化降解效率分别为 大部分（菲）、大部分（TX-100）和 45%（Brij-35） 。表面活性剂增强的土壤洗涤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复过程的有用方法。

2、臭氧在多环芳烃污染土壤修复中的应用

研究了使用臭氧从几种不同的土壤中去除菲的潜力，无论是单独使用还是与使用微生物接种剂（Pseudomonas alcaligenes PA-10）的生物降解结合使用。土壤的含水量越大，臭氧处理的效果越差，风干的土壤对菲的去除率很高；而粘土含量较高的土壤也会降低臭氧处理的有效性。 然而，在 20 ppm的臭氧处理 6 小时后，风干土壤中的菲水平至少降低了 50%  ，沙质土壤中的菲去除率高达 85%。生物降解结果表明产碱假单胞菌PA-10 可用作从受污染土壤中去除 PAHs 的孕育剂。然而，在我们实验中使用的条件下，预臭氧化并没有增强土壤中菲的后续生物降解。在接种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。这可能是由于臭氧化过程中土壤中释放出有毒产物。

3、臭氧对土壤中百菌清去除效果研究

本试验以农药百菌清为研究对象,向供试土壤中通入臭氧,通过改变土壤环境的温度,探讨不同温度条件下臭氧对土壤中百菌清去除效果的影响。本试验研究的内容是一种降解农药的新方法,对研究新的环保型降解剂有重要意义。主要研究结果如下：

 (1)在室温条件下向土壤中通入臭氧发现,臭氧可以直接与土壤中百菌清发生反应,并对其去除起到促进作用。在试验所设计的臭氧通入量范围内,增加臭氧通入量对百菌清去除速率影响大小依次是：400mg组>200mg组>100mg组>0mg组。百菌清初始质量分数分别为10、20和50mg/kg时,400mg组的百菌清很后总去除率分别可达到67.3%、67.7%和68.4%,与对照组(0mg组)相比增加较多,促进百菌清去除效果明显。以400mg为臭氧总通入量,改变臭氧通入频次。臭氧通入总量不变的前提下增加臭氧通入频次,在反应的前期,能够有效地促进百菌清的去除,后期趋于平稳。以百菌清初始量为10mg/kg处理组为例,当臭氧通入频次由1次/d提高到4次/d,5d时土壤中百菌清去除率由25.1%增加到41.6%;但在反应的后期,增加通入频次对百菌清去除没有明显作用。

 (2)在高温条件下向土壤中通入臭氧,可以有效的促进土壤中百菌清的去除。以百菌清初始质量分数为10mg/kg处理组为例,在反应前期,当温度从40℃上升到60℃,随着温度的升高及通入臭氧时间的延长,土壤中百菌清去除速率迅速提升,5d时去除率从36.1%增加到57%,有效的缩短百菌清残留的半衰期;反应后期,百菌清去除率趋于平稳,高温和臭氧同时作用对去除土壤中百菌清。

 (3)高温条件下向土壤中通入氮气,土壤中百菌清挥发规律(以初始质量分数为10mg/kg处理组为例)：在反应前期,当温度从40℃上升到60℃,随着温度的升高及通入氮气时间的延长,可以有效地促进百菌清在高温情况下的挥发,7d时挥发率从14.1%增加到18.8%;反应后期,百菌清挥发率趋于平稳,温度的升高和氮气的通入均对百菌清的挥发没有明显作用。将高温氮气组和高温臭氧组数据对比,可计算出在60℃条件下,百菌清初始质量分数为50mg/kg的高温臭氧组21d时纯挥发率是33.1%,挥发比例是所有处理组中很高的一组。

 (4)高温条件下向蔬菜大棚土壤中通入臭氧的试验,验证了实际生产中高温和臭氧共同作用对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残留的百菌清,10d百菌清的去除率达到81.9%。高温臭氧作用对去除土壤中百菌清的效果较好,实际应用操作简单,经济成本较低。在实际生产中应用,建议在控制大棚土壤温度时可使用双层塑料膜将大棚整体覆盖住,此方法不仅可以达到提升大棚土壤的温度效果,还可以降低生产成本。
部分文章来源：https://doc.taixueshu.com/patent/CN101607261A.html