[發明專利]一種蚯蚓協同微生物降解土壤PCP殘留的修復方法

無效

• 申請號: 201210173048.3
• 申請日: 2012-05-30
• 公開（公告）號: CN102847705A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 李永濤;藺中;蔡燕飛;李曉敏;孫禮勇;陳昊
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: B09C1/00
• 分類號: B09C1/00;B09C1/10
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發明涉及污染土壤修復技術領域，具體涉及一種蚯蚓協同微生物降解土壤PCP殘留的修復方法。

背景技術

PCP（五氯酚，pentachlorophenol）被廣泛地用作除草劑、殺菌劑和木材防腐劑，具有致畸、致癌、致突變的“三致”特點，已被美國國家環保局等機構列入環境優先控制污染物名單。盡管從?20?世紀?80?年代起，全球范圍內已禁止生產和使用，但由于其化學性質穩定，不易降解，導致其在土壤、水體、食品和動物樣品中仍被廣泛檢出。PCP污染問題已嚴重威脅農業產地環境和農產品質量安全，進而影響人體健康。

鑒于PCP對土壤污染的嚴重性和危害性，PCP污染土壤修復技術引起了全球普遍關注。目前，以人為接種外源微生物為主的微生物修復技術是一種公認的有效、安全、廉價和無二次污染的方法。但是，PCP污染土壤的微生物修復技術在實施中面臨諸多限制因素。一是土壤環境中外源接種微生物適應性差，活性低，移動性小，對環境脅迫的抗性遠低于土壤動物和植物。土壤復雜的水氣熱和酸堿條件嚴重抑制了功能微生物的活性。二是在土壤多相多界面的復雜體系中，具有疏水親脂特性的氯代芳烴和酶蛋白易被有機團聚體等吸附和固定，降低溶解度、生物有效性和反應接觸。近年來，一些研究致力于激發土著降解微生物的驅動因素研究，從而嘗試解決上述限制因素。比如，人工添加營養物質或有機基質以提高微生物活性或共代謝底物；加入變價金屬離子以補充電子供體或受體；使用表面活性劑以促進污染物解吸附；采用微生物或酶的固定化技術來提高穩定性和適應性。加入銅、錳等金屬誘導劑以提高漆酶催化活性和基因轉錄能力等。但是，外源添加物成本高，可持續性差，易引起二次危害。因此，研究一種低成本、環境友好的生物驅動技術提高微生物的降解效率成為原位修復土壤有機氯污染的重要內容。

利用土壤動物（蚯蚓）修復被污染的土壤則能克服上述限制因素。蚯蚓廣泛分布在世界各地，具有極強的環境適應能力和繁殖能力，對污染脅迫有較高的耐性、生物累積性和抗性。蚯蚓的作穴、攪動可改善土壤深層的缺氧條件，攜帶傳播微生物，增加微生物與反應物間的表面接觸和傳播機會。蚯蚓消化粗有機物過程中分解產生大量的活性低分子量水溶性糖（酸）類物質，可以向PCP降解提供共代謝碳源。蚯蚓在新陳代謝過程中分泌的代謝產物如粘液，尿素等，能刺激微生物迅速生長。蚯蚓消化道內形成類似生物反應器的微域環境，還能促進土壤有機團聚體和鐵錳氧化物的分解重構，提高污染物的解吸附和溶解性，增加表面接觸機會。更重要的是，蚯蚓消化酶和同工酶系可能生物催化污染物的形態轉化和降解反應。因此，蚯蚓被廣泛用于廢棄物的生物處理中。但蚯蚓在土壤持久性有機污染物，特別是有機氯PCP污染修復中的作用報道非常有限，需要進一步研究。?

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術中還沒有一種有效的降級土壤中PCP殘留的問題，提供一種蚯蚓協同微生物降解土壤PCP殘留的修復方法。

本發明通過以下技術方案實現上述目的：

一種蚯蚓協同微生物降解土壤PCP殘留的修復方法，是將赤子愛勝蚓和/或壯偉環毛蚓投放到被污染土壤中，同時投放已經發酵的雞糞和/或牛糞，并使雞糞和/或牛糞與土壤充分混合均勻；每隔三個月再次投放已經發酵的雞糞和/或牛糞。

運用Biolog和DGGE技術，研究蚯蚓對PCP污染土壤的微生物群落結構及多樣性變化的影響，結果表明，將蚯蚓與有機肥混合加入到被污染的土壤后，蚯蚓可以聯合土著微生物協同降解被污染土壤中的PCP，同時還能顯著提高土著微生物對不同單一碳源利用能力（糖類、羧酸、氨基酸和胺類），提高常見種的優勢度（Simpson指數）和均勻度（McIntosh指數）（P<0.05）。兩種生態型蚯蚓均能夠顯著提高土壤微生物種群遺傳多樣性分布和差異（Shanon指數）（P<0.05）。結果表明，兩種生態型蚯蚓均能夠提高PCP污染土壤中的微生物代謝活性和群落結構多樣性，內層種蚯蚓促進效果優于表層種蚯蚓。菌種降解效果實驗表明，?Klebsiella?sp.?T1對PCP的降解率達到64.44?%。

上述蚯蚓協同微生物降解土壤PCP殘留的修復方法中，被污染土壤PCP殘留量低于40mg/kg。

作為一種優選方案，上述蚯蚓協同微生物降解土壤PCP殘留的修復方法中，被污染土壤中還加入微生物幫助降解土壤中的PCP，優選加入克雷伯氏菌屬菌株，被污染土壤為旱地土時加入克雷伯氏菌屬對于降解最有效，可以與蚯蚓協同加速降解PCP，比單獨使用蚯蚓修復能夠達到更好的效果。