專利名稱：受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強化修復方法
技術領域：
本發明涉及環境保護中的土壤污染治理領域，更具體的說是用于有機物菲、芘或五 氯苯酚的蚯蚓強化修復方法。
背景技術：
土壤是人類生存與發展的重要自然資源和整個陸地生態系統賴以存在的基礎，對于
農業可持續發展和人類的生存都非常重要。據UNEP(聯合國環境規劃署)1990年報告 (IRRTC)，每年約有3 - 4億噸有機物進入環境，其中大部分進入了土壤環境。我國土壤 污染的問題也很嚴重,對耕地資源可持續利用和糧食生產安全提出了嚴峻的挑戰。比如， 有機氯農藥已禁用近20年，土壤中殘留量已大大降低，但檢出率仍很高。廣州蔬菜土 壤中六六六檢出率99%， DDT檢出率為100y。。太湖流域農田土壤中六六六、DDT檢 出率仍達100。/。,一些地區最高殘留量仍在1mg/kg以上。隨著城市化和工業化進程加快， 城市和工業區附近土壤有機污染也日益加劇,這些土壤的環境污染治理與修復刻不容緩。 由于有機化合物具有較高土壤-水分配系數， 一旦進入土壤后，其絕大多數積聚在土壤 里，不僅難降解，而且毒性大，所以，世界各國都已投入大量人力、財力開展有機化合 物污染土壤的修復技術研究。
多環芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons; PAHs)是指兩個或兩個以上苯環以 線狀、角狀或簇狀排列的稠環化合物，是環境中普遍存在的具有代表性的一類重要持久 性有機污染物。氯酚廣泛用作木材的防腐劑、除草劑、殺菌劑、溶劑、熱交換劑等。氯 酚經使用后會釋放到自然環境中造成嚴重污染。氯酚分別被中國環境監測總站和美國環 境保護局確定為優先控制污染物。五氯酚(Pentachlorophenol， PCP，分子式C6HCI50) 是其中比較典型的一種，其化學性質穩定、殘效期長、毒性高，對生物體具有廣譜毒性
和致突變性。這兩類有機污染土壤的修復研究具有較高的現實意義。
有機物污染土壤修復方法主要包括物理修復技術、化學修復技術和生物修復技術 等。廣義的生物修復，指一切以利用生物為主體的環境污染的治理技術。它包括利用 植物、動物和微生物吸收、降解、轉化土壤中的污染物，使污染物的濃度降低到可接受 的水平，或將有毒有害的污染物轉化為無害的物質，也包括將污染物穩定化，以減少其向周邊環境的擴散。 一般分為植物修復、動物修復和微生物修復三種類型。其中土壤動 物修復技術作為一種新興的綠色生物技術，不僅能通過土壤動物群的直接作用吸收、 轉化和分解土壤中的污染物，同時還可以通過間接作用如改善土壤理化性質，提 高土壤肥力，促進植物和微生物的生長等修復土壤污染，在環境友好性和經濟性上 都優于傳統的物理或化學的方法，是解決環境中有機物污染土壤問題的一個很有前景的 方法，現己成為在環境領域的研究熱點。
大量的研究表明，蚯蚓能促進土壤有機物質的分解轉化。目前國內外關于蚯頓對土 壤中有機污染物降解影響的研究多集中于生活垃圾和生活污水處理等方面。對于農業化 學品，研究其對蚯蚓的毒性效應的報道較多，而有關于利用蚯蟲引促進農業化學品等有機 物污染土壤脫毒的研究表明土壤中的一些蚯蚓能吸收或富集土壤中的殘留農藥，并通過 其自身的代謝作用把部分農藥分解為低毒或無毒產物。但由于使用量無法掌握，文獻報 道表明蚯蚓使用對于大面積處理污染物效果不佳。
發明內容
1、 本發明要解決的技術問題
本發明提供受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強化修復方法，通過本發明可以實 現低成本、高效、較安全的土壤修復，可實際應用于有機物菲、芘或五氯苯酚污染場地 土壤的修復。
2、 技術方案
受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強化修復方法，其步驟為
(A) 定期測量土壤中菲和芘或五氯苯酚的含量；
(B) 加入蚯蚓或者蚯躬l以及秸稈或蚯頓與金絲垂柳。
上面所述的蚯蚓品種為M. guillelmi食土蚯蚓，加入方式為以人工投放的方式單獨 投入或與金絲垂柳組合投入或與秸稈組合投入。
所述的土壤中菲、芘和五氯苯酚的含量分別為5、 50和1 mg/kg時蚯躬l的加入量為60 90條/m2。步驟B中菲、芘和五氯苯酚的含量為每5、 50和1 mg/kg時金絲垂柳種植密 度為4~6株每平方米。
3、 有益效果
本發明提供了受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強化修復方法，相對于現有技
4術，具有以下的有益效果(1)采用的蚯蚓在快速去除土壤污染物的同時，可大幅度改
善耕作土壤質量，提升其農業再利用價值；(2)使用土壤動物不會帶來非本土物種的 困擾，與土壤的自然生態過程比較協調，在環境友好性上要優于傳統方法；(3)將其 進一步與木本植物修復相結合，蚯蚓在進行有機物代謝的同時也促進了木本植物對有機 物的吸收利用，這種植物-蚯蚓聯合修復將更有利于蚯蚓強化的技術應用于多環芳烴、 五氯苯酚等有機物污染土壤的修復。
圖1是蚯蚓處理下土壤中菲濃度隨時間的變化；
圖2是蚯頓處理下土壤中芘濃度隨時間的變化；
圖3是蚯蟲引處理下土壤中五氯苯酚濃度隨時間的變化；
圖4是蚯蚓強化植物處理時土壤中菲濃度隨時間的變化；
圖5是蚯蚓處理下金絲垂柳葉和莖中菲濃度隨著時間的變化； 圖6是蚯蚓強化植物處理時土壤中芘濃度隨時間的變化；
圖7是蚯蚓強化植物處理時土壤中五氯苯酚濃度隨時間的變化。
具體實施例方式
以下通過實施例進一步說明本發明 實施例1:
多環芳烴菲污染土壤的蚯躬l強化修復效果
修復試驗點位于南京市江寧區某鎮。試驗時先挖出200mS的長方形地塊中的土壤， 建好試驗池并做好下滲水的收集系統，接著將土回填，在回填到表層土時進行分層回填， 分層均勻撒上多環芳烴菲的溶液，充分混勻后平整土地，將表層大塊土粒打細。然后用 PVC隔板隔為若干1x1mZ的正方形小區，隔板埋深25cm。每3個相鄰的小區為1組 平行。處理組有土壤對照組和蚯蚓組，蚯衂加入量為每5 mg菲/kg 土壤60條，分別 記為CK和EW。處理時間為污染四個月后，并在處理15天、30天以及45天分別采 表層土壤和植物樣品(含葉和莖部)，試驗期間按照當地習慣進行田間管理。
圖1給出了蚯蚓處理下土壤中菲濃度隨時間的變化。從圖中可看出，處理開始后， 蚯蚓的放養對土壤中菲濃度的下降有促進作用。蚯弼l放養45天后，表層土壤中菲的處理效果能達到48%以上。這說明蚯蚓對菲具有的較強吸收積累能力，有利于其對菲污染土 壤的修復。
實施例2:
多環芳烴芘污染土壤的蚯蚓強化修復效果
其基本步驟同實施例1，處理組有土壤對照組和蚯蚓組，蚯蚓加入量為每5 0mg 芘/kg 土壤90條，分別記為CK和EW。圖2給出了蚯蚓處理下土壤中芘濃度隨時間 的變化。從圖中可看出，蚯蚓的放養對土壤中芘濃度的減少有顯著的促進作用。與CK 對照組相比，EW處理組土壤中芘濃度有顯著的下降。蚯蚓放養45天后，表層土壤中 芘的處理效果也能達到42%以上。這說明蚯蚓的放養能顯著促進土壤中芘濃度的下降。
實施例3:
五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強化修復效果
其基本步驟同實施例1，處理組有土壤對照組、蚯蚓組、蚯蟲引和桔桿組合組，蚯 蚓加入量為每1 mg五氯苯酚/kg土壤70條，分別記為CK、 EW和EW+Stalk。而對 于蚯蚓和桔桿組合組來說，桔桿為水稻草，加入量約10kg/平方米。
圖3給出了蚯蚓放養后從處理時開始土壤中PCP濃度的變化情況。從圖中可看出， 從處理開始，蚯蚓的放養對土壤中PCP濃度的下降有促進作用，與CK對照組相比， 30天后EW處理組土壤中PCP濃度就有顯著的下降。45天后表層土壤中五氯苯酚的 處理效果能達到55%以上。而有機肥秸稈的加入能大幅度增強土壤中PCP濃度的衰減， 在45天后，能有統計學意義上顯著的增強作用，表層土壤中五氯苯酚的處理效果能達 到85%以上。
實施例4:
多環芳烴菲污染土壤的蚯蚓強化植物修復效果
其基本步驟同實施例1，處理組有土壤對照組、蚯蚓和金絲垂柳植物結合組，蚯 蚓加入量為每5 mg菲/kg 土壤80條，金絲垂柳種植密度為5 mg菲/kg 土壤4~6株每 平方米。分別記為CK和W+EW。從圖4可以看出，其處理效果與實施例1相比，蚯 蚓強化植物修復的效果與單一蚯蚓修復的比較接近，處理效果在45天后達到48%以上。但在蚯頓處理開始后，金絲垂柳(Sa//x x aiyreo-penc(u/a CL 'J1011')葉和莖中菲濃度隨 時間而增加較快。如圖5， 45天后金絲垂柳葉和莖中菲含量比處理初始值增加到196% 和99% 。
實施例5:
多環芳烴芘污染土壤的蚯蚓強化植物修復效果
其基本步驟同實施例1，處理組有土壤對照組、蚯蚓和金絲垂柳強化植物組，蚯
蚓加入量為每5 0mg芘/kg 土壤90條，金絲垂柳種植密度為50 mg芘/kg 土壤4~6 株每平方米，分別記為CK和W+EW。如圖6，其處理效果與實施例2相比，蚯蝴強化 植物修復的效果與單一蚯蚓修復的要好，處理效果在45天后達到55%以上。在蚯頓 處理下，經過45天的生長，金絲垂柳葉和莖中芘含量仍然未能檢測到。
實施例6:
五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強化植物修復效果
其基本步驟同實施例1，處理組有土壤對照組和蚯蚓強化植物組，蚯頓加入量為 每1 mg五氯苯酚/kg 土壤60條，分別記為CK和W+EW，如圖7，其處理效果與實施 例3相比，蚯蚓強化植物修復的效果與單一蚯頓修復相比要明顯增強，處理效果能在 45天后達到95%以上。
權利要求
1.一種受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強化修復方法，其步驟為(A)定期測量土壤中菲和芘或五氯苯酚的含量；(B)加入蚯蚓或者蚯蚓以及秸稈或蚯蚓與金絲垂柳。
2. 根據權利要求1所述的受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強化修復方法，其特征在于步驟B中的蚯蚓品種為M. guillelmi食土蚯蚓，其加入方式為以人工投放 的方式單獨投入或與金絲垂柳組合投入或與秸稈組合投入。
3. 根據權利要求1或2所述的受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強化修復方法，其特征在于步驟B中土壤中菲、芘或五氯苯酚的含量為5、 50和1 mg/kg時蚯蚓 的加入量為60~90條/m2。
4. 根據權利要求2所述的受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強化修復方法，其特征在于步驟B中菲、芘和五氯苯酚的含量為每5、 50和1 mg/kg時金絲垂柳種植 密度為4~6株每平方米。
全文摘要
受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強化修復方法，屬于土壤環境污染治理領域。其步驟為(A)定期測量土壤中菲和芘或五氯苯酚的含量；(B)加入蚯蚓或者蚯蚓以及秸稈或蚯蚓與金絲垂柳。上面所述的蚯蚓品種為M.guillelmi食土蚯蚓，加入方式為以人工投放的方式單獨投入或與金絲垂柳組合投入或與秸稈組合投入。步驟B中菲、芘和五氯苯酚的含量為每5、50和1mg/kg時金絲垂柳種植密度為4～6株每平方米。本發明采用的蚯蚓在快速去除土壤污染物的同時，可大幅度改善耕作土壤質量，提升其農業再利用價值；與土壤的自然生態過程比較協調；將其進一步與木本植物修復相結合，蚯蚓在進行有機物代謝的同時也促進了木本植物對有機物的吸收利用。
文檔編號B09C1/00GK101648206SQ20091018460
公開日2010年2月17日 申請日期2009年8月21日 優先權日2009年8月21日
發明者孫媛媛, 榮 季, 穎 尹, 李佳華, 王曉蓉, 郭紅巖 申請人:南京大學