本發(fā)明涉及一種降解土壤污染物方法,特別是涉及一種高效降解土壤中高環(huán)數(shù)PAHs的方法。
背景技術(shù):
多環(huán)芳烴(polycyclic aromatic hydrocarbons PAHs)是指由2個或2個以上的苯環(huán)稠合在一起的化合物,是一種毒性較強(qiáng)、性質(zhì)穩(wěn)定的持久性污染物,其具有“三致效應(yīng)”(致畸、致癌、致突變),美國環(huán)保局(EPA)于1976年率先提出將16種PAHs列為優(yōu)先控制污染物,我國環(huán)保部1990年也將7種PAHs列入中國環(huán)境優(yōu)先控制污染物黑名單。隨著PAHs環(huán)數(shù)的升高,其生物有效性逐漸降低,生物毒性卻增大,在土壤中很難被降解,對人類的健康存在極大威脅,所以研究高環(huán)PAHs污染強(qiáng)化修復(fù)新技術(shù)對于改善土壤環(huán)境質(zhì)量,降低人群健康風(fēng)險,具有極大的社會效益和環(huán)境效益。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種高效降解土壤中高環(huán)數(shù)PAHs的方法,本發(fā)明方法屬于復(fù)合方法,其指將有利于降解有機(jī)污染物的因子組合成為更高效的PAHs污染修復(fù)方法。其具有修復(fù)效率高,節(jié)省人力物力,清潔無二次污染的特點。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種高效降解土壤中高環(huán)數(shù)PAHs的方法,所述方法包括以下過程:
1)測定土壤理化性質(zhì),平整土地:設(shè)置污染場地0~20cm為修復(fù)目標(biāo)層,并將目標(biāo)層土壤翻耕,撿去石塊等雜物;待測定的土壤理化性質(zhì)包括:土壤容重、土壤質(zhì)地、土壤PAHs原始濃度;
2)配制高效降解菌液:高效降解菌甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌(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,保藏時間為2016年5月18日,保藏編號:12461)保存于本實驗室的微生物保存庫中,使用之前,在無菌條件下對高效降解菌進(jìn)行平板活化,在30℃條件下避光培養(yǎng)3d后,將高效降解菌接種于無菌LB培養(yǎng)基中(Ph=7,每升含10g蛋白胨,10gNaCl,5g酵母浸粉),設(shè)定搖床條件為30℃,120r/min,恒溫振蕩培養(yǎng),定期觀察計數(shù)菌濃度,當(dāng)細(xì)菌濃度達(dá)到1.0×108~1010 CFU/ml時即制成高效降解菌液;
3)木質(zhì)素和鼠李糖脂溶液的配置:根據(jù)土壤容重,計算土壤實際質(zhì)量,按照5g/kg土壤的添加比例,稱取好木質(zhì)素(粉狀),裝入自封袋備用;鼠李糖脂為膏狀,所以需將鼠李糖脂溶于純凈水制得鼠李糖脂溶液以便使其在土壤中分散均勻,按照5mg/kg土壤的濃度稱取鼠李糖脂,將鼠李糖脂溶于純凈水,使用玻璃棒攪拌加速溶解(加入少許NaOH可加速鼠李糖脂溶解),待鼠李糖脂溶解后調(diào)節(jié)Ph為7,即制得鼠李糖脂溶液;
4)現(xiàn)場操作:將鼠李糖脂、木質(zhì)素和高效降解菌液施入目標(biāo)修復(fù)場地,充分混勻目標(biāo)層土壤,種植油菜,定期照看修復(fù)場地,保持田間含水率為60%,兩個月后收割油菜,檢測油菜中PAHs含量,確定符合食品安全后方可上市銷售,測定土壤中PAHs含量,未達(dá)到預(yù)期修復(fù)效果可重復(fù)上述步驟。
本發(fā)明的優(yōu)點與效果是:
本發(fā)明一種高效降解土壤中高環(huán)數(shù)PAHs的方法修復(fù)成本極低,可以大面積推廣示范,應(yīng)用前景非常廣闊。木質(zhì)素是造紙工業(yè)的廢棄物,在修復(fù)過程中使用木質(zhì)素可以體現(xiàn)出廢物利用的綠色理念,同時具有便修復(fù)邊生產(chǎn)的優(yōu)勢,可以彌補(bǔ)前期配置降解菌液和購買鼠李糖脂的花銷。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
實施例:田間實驗
1.測定土壤理化性質(zhì),平整土地。設(shè)置污染場地0~20cm為修復(fù)目標(biāo)層,并將目標(biāo)層土壤翻耕,撿去石塊等雜物。實驗樣地理化性質(zhì)如下:土壤容重為1220kg/m3,粘粒、粉粒和砂粒所占比例分別為26.43 %,71.22%,2.35%、PAHs原始濃度為670.12μg/kg。
2.配制高效降解菌液。高效降解菌甲基營養(yǎng)型芽孢桿菌保存于本實驗室的微生物保存庫中,使用之前,在無菌條件下對高效降解菌進(jìn)行平板活化,在30℃條件下避光培養(yǎng)3d后,將高效降解菌接種于無菌LB培養(yǎng)基中(Ph=7,每升含10g蛋白胨,10gNaCl,5g酵母浸粉),設(shè)施搖床條件為30℃,120r/min,恒溫振蕩培養(yǎng),定期觀察計數(shù)菌濃度,菌濃度達(dá)到6.342×109 CFU/ml,制得降解菌菌液。
3.木質(zhì)素和鼠李糖脂溶液的配置。根據(jù)土壤容重,計算得到1平方米土地范圍內(nèi)目標(biāo)層內(nèi)土壤實際質(zhì)量為244kg,按照5g/kg土壤濃度,每平方米準(zhǔn)備1.44kg木質(zhì)素裝入自封袋備用。鼠李糖脂的形狀為膏狀,所以需將鼠李糖脂溶于純凈水制得鼠李糖脂溶液以便使其在土壤中分散均勻,按照5mg/kg土壤的濃度,每平方米準(zhǔn)備1.22g鼠李糖脂溶于純凈水,使用玻璃棒攪拌加速溶解(加入少許NaOH可加速鼠李糖脂溶解),待鼠李糖脂溶解后調(diào)節(jié)Ph為7,制得鼠李糖脂溶液備用。
4.現(xiàn)場操作。將鼠李糖脂、木質(zhì)素和降解菌液施入目標(biāo)修復(fù)場地,充分混勻目標(biāo)層土壤,種植油菜,定期照看修復(fù)場地,保持田間含水率為60%,兩個月后收割油菜。經(jīng)修復(fù)后高環(huán)數(shù)PAHs去除率為20%~50%,油菜中莖葉部分和根部的PAHs含量為56.53±4.3μg/kg(干樣)和106.92±2.2μg/kg(干樣),未超過國家標(biāo)準(zhǔn),可以進(jìn)入市場。