一種利用微生物AHLs類信號分子修復有機污染土壤的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種污染土壤的修復方法，具體涉及一種有機污染土壤的修復方法，利用外源添加微生物信號分子一一AHLS，提高土壤中信號分子的含量，從而提高土壤酶活性，加速土壤中有機污染物的降解。
【背景技術】
[0002]近些年來，隨著工業、農業的迅速發展，土壤受污染程度日趨嚴重。其中，主要污染因子為:農藥、重金屬、石油等。據統計，中國受重金屬污染土壤為2000萬公頃，農藥、化學試劑污染的農田土壤達到了6000多萬公頃，污染程度為世界之最。
[0003]對于有機污染土壤的修復，傳統的方法是物理及化學修復，但是這兩種修復技術的弊端是對污染物的去除不徹底且容易造成二次污染，具有一定的環境生態和健康風險。微生物修復作為一種相對安全、費用低的生物修復技術，正受到越來越廣泛的關注。因為土壤微生物是土壤生態系統中原有的重要生命體，不僅可以指示污染土壤的生態修復的穩定性，同時還可以通過生化作用降解土壤中的有機污染物，因此具有較高的安全性和便利性。目前已經應用微生物修復技術有:
[0004]1.投菌法
[0005]通過直接向受污染的土壤中投加外源污染物降解菌種，并一直為這些微生物不間斷提供營養物質。但是微生物定殖的難度較大，同時外源添加微生物存在一定的生態風險。
[0006]2.生物培養法
[0007]為滿足污染環境中已存在污染物降解菌的需求，應定期向受污染的土壤中加入過氧化氫和各類營養物質。這樣污染物就會在土壤微生物的礦化作用下轉化為二氧化碳和水。有研究者往受石油污染的土壤中連續加入適量的氧氣、水等電子受體以及其所需的氮源、磷營養等，2天后所采集到的土壤樣品中存在了大量的烴類降解細菌。該技術的特異性較強，研發的周期較長，限制了其應用范圍。
[0008]3.生物通風工藝
[0009]這是強迫氧化的一種生物降解方法。一般的處理流程如下:首先至少在受污染的土壤上打2 口井，并在其中安裝鼓風機以及抽真空機，先強行將空氣排入土壤當中，再抽出空氣，在此過程中，一些易揮發的有機物質也會隨之除去。同時，應在通空氣的時候，在期間混合氮氣，這樣能夠為微生物提供氮源，從而促進其降解能力的提高。該工藝適用于具有多孔結構的土壤，不然，若土壤板結，會使得營養物質和氧氣在到達污染區域之前就被消耗完，不利于降解菌的生長。
[0010]4.土壤耕作工藝
[0011]對受污染的土壤進行耕作處理，并在該過程中加入微生物所需的營養物質，定時進行灌溉，再加入石灰，使其有充分的營養、水分和PH值，盡可能地為微生物的降解提供較佳的生長環境。該工藝適用于污染深度較小、土壤滲透性較差、其中的污染物易于降解的土壤，對于難降解有機污染物效果較差。
[0012]綜上所述，在現有的微生物修復基礎上，縮短微生物修復的周期，擴大對污染物的適用范圍，并開發新的有機污染土壤微生物修復技術，這將是今后主要目標。
【發明內容】
[0013]本發明提供一種利用微生物AHLs類信號分子修復有機污染土壤的方法，修復周期短，修復后的土壤污染物含量顯著降低。
[0014]一種利用微生物AHLs類信號分子修復有機污染土壤的方法，包括如下步驟:
[0015](I)將AHLs類信號分子分泌菌培養后收集菌液，將所得菌液與水以體積比為I?10: 100混合得修復液；
[0016](2)將所得修復液施加在有機污染土壤中進行修復。
[0017]本發明利用外源添加微生物AHLs信號分子(C4-HSL和3-OXO-C12-HSL)，提高土壤中信號分子的含量，從而提高土壤酶活性(如硫酸酯酶、硝酸鹽還原酶、葡萄糖苷酶、堿性磷酸酶、脲酶、FDA水解酶活性)，加速土壤中物質轉化和元素循環，從而提高土壤中有機污染物的降解和轉化速率(例如硝酸鹽還原酶的提高可以促進多溴聯苯醚的降解)。
[0018]信號分子是微生物分泌的一種調節生化功能的胞外分泌物質，當信號分子在土壤中達到一定閾值，便會影響微生物相關生化功能的表達。本發明對信號分子的添加量及制備過程進行了優化，本發明能在較少的菌液使用量的情況下，達到較高的有機污染土壤修復效果。
[0019]作為優選，為了實現微生物的快速生長，步驟(I)中AHLs類信號分子分泌菌的培養條件為:將AHLs類信號分子分泌菌接種至LB液體培養基中，25?35 °C攪拌培養8?12h。
[0020]進一步優選，為了實現信號分子的分泌濃度達到使用要求，AHLs類信號分子分泌菌在28?32 °C攪拌培養9?Ilh。
[0021]更進一步優選，為了在保證微生物生長及保證信號分子濃度的前提下降低功耗，AHLs類信號分子分泌菌在30 °C攪拌培養1h。
[0022]為了實現好的有機污染土壤的修復效果，作為優選，修復液為將菌夜與水(工業用水即可)以體積比3?5:100進行配比，同時為了實現在最少的菌液添加下，達到較好的有機物污染土壤修復效果，進一步優選為4:100。
[0023]作為優選，培養后所得菌液過0.22μπι濾膜后用于制備修復液。過0.22μπι濾膜實現菌液和細菌的分離。
[0024]作為優選，每升LB液體培養基中含有:酵母浸膏5g、蛋白胨IOg、氯化鈉1g，NaOH調節pH至7.0后121 °C高壓滅菌。
[0025]作為優選，所述信號分子分泌菌為銅綠假單胞菌，購買自中國普通微生物菌種保藏管理中心，編號為CGMCC N0.1.0926ο
[0026]由于微生物信號分子容易降解，故每4?7天添加一次有機污染土壤微生物修復工作液。作為優選，步驟(2)中修復期為I?2個月，修復期內每4?7天施加一次修復液。
[0027]進一步優選，為了保證信號分子在污染土壤中濃度，有機污染土壤微生物修復工作液的添加頻率為5?6天；同時為了實現在最低的添加頻率下，達到較好的有機物污染土壤修復效果，進一步優選為5天。
[0028]作為優選，修復液每次施加量為有機污染土壤質量的5?15%。進一步優選為10%。修復液中信號分子濃度(以C4-HSL計)為50?60ng kg—1。
[0029]作為優選，步驟(2)中修復液的施加方法為:邊旋耕邊添加修復液，將表層25?35cm 土壤與修復液混合均勻。邊旋耕邊添加修復液，在混勻的同時提高土壤與空氣的接觸，創造微生物適宜的環境。
[0030]作為優選，土壤中有機污染物為多溴聯苯醚、多環芳烴、多氯聯苯和石油烴中的至少一種。最優選為石油烴。
[0031]經過I?2個月，能實現易降解有機污染物的高效去除，同時對難降解有機污染物具有較好的修復效果。
[0032]—種最優選的技術方案:
[0033](I)菌液制備:銅綠假單胞菌采用LB液體培養基(每升培養基中含有:酵母浸膏5g、蛋白胨10g、氯化鈉10g，Na0H調節pH至7.0后121°C高壓滅菌)，接種后于30°C攪拌培養llh，培養結束后，采用壓濾的方式使菌液通過0.22μπι濾膜，實現菌液和細菌的分離；
[0034](2)有機污染土壤微生物修復工作液制備:將過膜后