本發(fā)明涉及一種修復(fù)污染土壤的方法，特別是涉及一種強(qiáng)化聯(lián)合修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法。
背景技術(shù)：
目前，農(nóng)田土壤中污染物通過農(nóng)產(chǎn)品而帶來的潛在風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)成為環(huán)境安全領(lǐng)域的一大關(guān)注熱點(diǎn)。隨著國家和公眾對食品安全問題關(guān)注度的提高，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境受到越來越廣泛的關(guān)注，土壤是環(huán)境的核心介質(zhì)，土壤污染具有普遍性和嚴(yán)重性。因此，急需開發(fā)經(jīng)濟(jì)、高效、安全的土壤復(fù)合污染緩解與修復(fù)的實(shí)用技術(shù)，以保障土壤－作物系統(tǒng)生態(tài)環(huán)境安全，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)和土地資源的持續(xù)利用。
多環(huán)芳烴是一種持久性有機(jī)污染物，化石燃料的不完全燃燒是多環(huán)芳烴產(chǎn)生的主要途徑，其可以通過大氣沉降效應(yīng)在土壤中聚集，并通過植物富集效應(yīng)進(jìn)入到食物鏈，其進(jìn)入食物鏈后表現(xiàn)為三致效應(yīng)（致畸、致癌、致突變）對人類健康造成威脅。且隨著化石能源的不斷消耗，如不對多環(huán)芳烴進(jìn)行有效的降解處理，土壤中多環(huán)芳烴勢必成累加趨勢，造成嚴(yán)重的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，多環(huán)芳烴污染修復(fù)的必要性和急迫性可想而知。所以迫切需要開發(fā)一種技術(shù)，使土壤中的多環(huán)芳烴高效降解。
對于持久性有機(jī)污染物污染土壤修復(fù)技術(shù)有物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、生物修復(fù)和聯(lián)合修復(fù)等。物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)的修復(fù)成本高且易產(chǎn)生二次污染，而生物修復(fù)則修復(fù)效率較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種強(qiáng)化聯(lián)合修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法，本發(fā)明是聯(lián)合修復(fù)方法中的一種，是應(yīng)用生物強(qiáng)化劑活化土壤污染物，并誘導(dǎo)植物強(qiáng)化微生物活性的一種修復(fù)方法。該技術(shù)可以大面積應(yīng)用且環(huán)境友好，且不會促進(jìn)油菜對多環(huán)芳烴的富集，應(yīng)用前景廣泛。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種強(qiáng)化聯(lián)合修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法，所述方法包括以下過程：
1）實(shí)地調(diào)查，平整土地：預(yù)先設(shè)定污染土壤的0~20cm為修復(fù)層，充分翻耕修復(fù)層土壤，棄去土壤中雜物，調(diào)查土壤容重等理化性質(zhì)；
2）菌種活化，配置藥劑；高效降解菌（Bacillus methylotrophicus，保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，地址位于北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，保藏時(shí)間為2016年5月18日，保藏編號：12461）及促植物生長菌促植物生長菌（Staphylococcus pasteuri，保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，地址位于北京市朝陽區(qū)北辰西路1號院3號，保藏時(shí)間為2016年12月5日，保藏編號是13423）菌種前期在菌種保藏庫冷凍保存，使用前須將菌種進(jìn)行平板活化，活化后在30℃條件下避光培養(yǎng)2天，在無菌條件下分別接種至液態(tài)培養(yǎng)基中，使用搖床在30℃、120轉(zhuǎn)每分鐘條件下恒溫振蕩培養(yǎng)，定期觀察細(xì)菌濃度，大約3d后，細(xì)菌濃度達(dá)到1.0×108~1010 CFU·mL-1時(shí)，得到高效降解菌菌液和植物促生菌菌液；鼠李糖脂根據(jù)實(shí)際土壤重量，按照5mg/kg濃度配成溶液備用，根據(jù)實(shí)際修復(fù)土壤重量，木質(zhì)素按照5g/kg土壤的濃度準(zhǔn)備；
3）現(xiàn)場原位修復(fù)操作：將準(zhǔn)備好的木質(zhì)素和鼠李糖脂溶液按照規(guī)定濃度施入待修復(fù)土壤中，充分混合土壤，再向每平方米待修復(fù)土壤上均勻噴灑500mL植物促生菌菌液和500mL高效降解菌菌液，再次充分混勻，播撒油菜種子；
4）后期管理，質(zhì)量檢測：含水率保持在最大田間持水量的60%左右，定期照看菜地，兩個月后收割油菜，檢測油菜和土壤中多環(huán)芳烴濃度，確定油菜質(zhì)量檢驗(yàn)合格后可上市銷售，土壤中若殘留多環(huán)芳烴不達(dá)修復(fù)預(yù)期可繼續(xù)重復(fù)上述步驟，直至土壤中的多環(huán)芳烴含量達(dá)到土壤環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是：
1.本發(fā)明一種強(qiáng)化聯(lián)合修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法，應(yīng)用的木質(zhì)素在自然界中儲量豐富，但目前利用率極低，木質(zhì)素既可以作為微生物共代謝有機(jī)污染物的底物也可以改良土壤，以廢治廢，其應(yīng)用體現(xiàn)了環(huán)境友好的修復(fù)思維。
2.本發(fā)明應(yīng)用的鼠李糖脂屬于生物表面活性劑，施加鼠李糖脂可以促進(jìn)土壤中有機(jī)污染物物的增溶，增加其生物有效性，使有機(jī)污染物更易于被高效降解菌利用且鼠李糖脂本身無生物毒性。應(yīng)用中油菜根部可以為高效降解菌提供附著環(huán)境，而高效降解菌也可以為植物提供養(yǎng)分，行程共生體系，植物促生菌可以促進(jìn)油菜根系生長，繼而強(qiáng)化了上述降解原理。
3.本發(fā)明方法利用芽孢桿菌對土壤中多環(huán)芳烴的降解作用，施加木質(zhì)素作為共代謝物質(zhì)，同時(shí)結(jié)合生物表面活性劑鼠李糖脂對土壤中有機(jī)污染物的增溶作用，實(shí)現(xiàn)了高效去除土壤中多環(huán)芳烴的目的，具有有安全簡便、環(huán)境友好、可大面積應(yīng)用、修復(fù)效果好、無二次污染等特點(diǎn)，而且可實(shí)現(xiàn)邊生產(chǎn)邊修復(fù)，應(yīng)用前景廣闊。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
實(shí)施例：田間小區(qū)實(shí)驗(yàn)
1.實(shí)地調(diào)查，平整土地。實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)為遼寧省沈陽市新城子街道的設(shè)施蔬菜大棚內(nèi)，預(yù)先設(shè)定污染土壤的0~20cm為修復(fù)層，充分翻耕修復(fù)層土壤，棄去土壤中雜物，調(diào)查土壤容重為1220kg·m-3，多環(huán)芳烴原始濃度為883.85μg·kg-1。
2.菌種活化，配置藥劑。高效降解菌及促植物生長菌菌種前期在菌種保藏庫冷凍保存，使用前須將菌種進(jìn)行平板活化，30℃避光培養(yǎng)2天后，分別接種至液態(tài)培養(yǎng)基中，使用搖床在30℃，120r/min條件下恒溫振蕩培養(yǎng)，定期觀察細(xì)菌濃度，2.6d后，高效降解菌菌液和植物促生菌液體的菌濃度分別為2.32×109CFU·ml-1和1.93×109CFU·ml-1，得到高效降解菌菌液和植物促生菌菌液。根據(jù)土壤容重，計(jì)算實(shí)際修復(fù)土壤重量為244kg/m2，按照規(guī)定濃度，每平方米施加1.22g鼠李糖脂配溶于200mL水制好的溶液和1.22kg木質(zhì)素。
3.現(xiàn)場原位修復(fù)操作。將準(zhǔn)備好的木質(zhì)素和鼠李糖脂溶液按照規(guī)定濃度施入待修復(fù)土壤中，充分混合，使其在土壤中均勻分布，再在每平方米待修復(fù)土壤上均勻噴灑500mL植物促生菌菌液和500mL高效降解菌菌液，再次充分混勻，種植油菜。
4.后期管理，質(zhì)量檢測。含水率保持在最大田間持水量的60%左右，定期照看菜地，兩個月后收割油菜，最終測得土壤中多環(huán)芳烴的降解率為53.26%，油菜中莖葉部分和根部的多環(huán)芳烴含量為69.15±2.6μg·kg-1（干樣）和125.60±6.3μg·kg-1（干樣）。