專利名稱：一種提高土壤中有機(jī)污染物降解效率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及污染物降解技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是菌根化作用對有機(jī) 污染物在污染土壤的降解方法。
背景技術(shù)：
阿特拉津具有難降解和在土壤中持留期長的特點(diǎn)，其使用所造成 環(huán)境污染問題的日益加重，受污染土壤、水體的生物降解、生態(tài)修復(fù) 等諸多問題也受到人們的廣泛關(guān)注。殺蟲劑滴滴涕及其代謝物是典型
的持久性污染物(POPs)由于它的持久性和對人體健康的潛在威脅，也
越來越受到人們的關(guān)注。殘留在土壤中的有機(jī)污染物，不僅影響土壤 的正常功能，降低土壤環(huán)境質(zhì)量，而且還可以通過生物富集進(jìn)入食物 鏈，危及人體健康。因此，土壤中阿特拉津、滴滴涕的降解以及最后 的去除，成為土壤環(huán)境研究領(lǐng)域的一個重要研究課題。
有機(jī)物污染物進(jìn)入土壤后，純化學(xué)降解速率很慢，它們在自然條 件下的去除主要依賴植物的吸收同化作用和土壤中特殊微生物的生 物降解作用。即有機(jī)污染物可以在土壤生物的作用下發(fā)生生物降解， 從而降低土壤中有機(jī)污染物的含量。將土壤中的危險(xiǎn)污染物原位降解 成二氧化碳和水或轉(zhuǎn)化成為無毒害物質(zhì)，減少其對環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的過程及其工程技術(shù)系統(tǒng)的影響。對于有機(jī)污染土壤而言，生物修復(fù)就是利用 土壤生物體將有機(jī)污染物做為唯一碳源和能源，或者通過共代謝作 用，從其它化合物獲得碳源和能源后，降解有機(jī)污染物大分子結(jié)構(gòu)， 使其成為簡單、無害的形式。
菌根是自然界中普遍存在的高等植物與微生物共生的現(xiàn)象，也是 唯一的植物與微生物共生現(xiàn)象。菌根在活化土壤中養(yǎng)分、增加植物對 土壤中養(yǎng)分的吸收有著重要的作用。菌絲體的生成擴(kuò)大了植物的根際 范圍，產(chǎn)生新的植物/土壤界面，增加了植物根與土壤的接觸面積， 菌根還可以增加土壤微生物的活性。上述這些作用可以直接或間接改 變土壤中有機(jī)污染物的降解、傳輸和植物吸收，進(jìn)而有效地提高污染 土壤的修復(fù)效率。另一方面菌根可以活化土壤養(yǎng)分、改善作物礦質(zhì)營 養(yǎng)，在提高土壤修復(fù)效率的同時(shí)恢復(fù)土壤質(zhì)量。菌根對根系的發(fā)育和 根系分泌的促進(jìn)作用，以及植物根形貌的改變會在某種程度上增加土 壤中有機(jī)污染物的生物有效性和植物吸收有機(jī)物的能力，因此，可以 展望菌根技術(shù)將在土壤中有機(jī)污染物降解中有很大的應(yīng)用前景，最終 菌根修復(fù)有機(jī)污染物污染土壤是一種非常有前景的生物修復(fù)技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種提高土壤中有機(jī)污染物降解效率的方 法，其是一種叢枝菌根真菌使玉米、苜蓿菌根化，用于降解污染土壤 中有機(jī)污染物的方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提高有機(jī)污染物在污染土壤中的降解效率，對玉米、苜蓿菌根化作用降解土壤中有機(jī)污 染物。
所述的有機(jī)污染物污染土壤降解效率的方法，采用的技術(shù)方案為 A.材料的準(zhǔn)備如下
① 接種物以含有叢枝菌根真菌孢子、菌絲體及被侵染宿主植物 根段的土樣作為接種物。菌根接種劑由北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營養(yǎng)與 資源研究所提供。
② 基質(zhì)將無污染的土壤與河砂以重量比1:1混合得到培養(yǎng)基質(zhì)， 將培養(yǎng)基質(zhì)滅菌處理后，混施基肥，裝入盆缽。
③ 準(zhǔn)備宿主植物玉米和苜蓿種子用3—10%的雙氧水滅菌，用 去離子水清洗，放置在濕的濾紙上使其發(fā)芽。
B.種植宿主植物在基質(zhì)中用均勻或?qū)咏邮┘臃ń尤虢臃N物，按 基質(zhì)重的15%澆水，待水分滲透均勻后，播種發(fā)芽的宿主植物的種子， 在溫室中進(jìn)行培養(yǎng)，使宿主植物生長2個月；
C.將B步培育的宿主植物種植于有機(jī)污染物污染的地方。 所述的方法，其中，所述宿主植物為玉米、苜蓿。 所述的方法，其中，所述玉米培養(yǎng)基質(zhì)接種劑為蘇格蘭球囊霉屬
(WoM/s c^eob/7i咖(90036))，苜蓿培養(yǎng)基質(zhì)接種劑為幼套球囊霉
所述的方法，其中，所述培養(yǎng)基質(zhì)是先將河砂過1-2 mra篩，土 壤過2mm篩，將二者按重量比l:l混合均勻制得，經(jīng)10 kGy輻照滅菌。所述的方法，其中，所述基肥為玉米培養(yǎng)基質(zhì)N， 150mgkg一、 P， 50 mg kg—1; K， 100 mg kg—'，及其它微量元素適量；苜蓿培養(yǎng)基 質(zhì)N, 60 mg kg—'; P， 30 mg kg—'; K， 67 mg kg—'，及其它微量元素 適量。
所述的方法，其中，所述均勻接種是將接種物與培養(yǎng)基質(zhì)均勻混 合，接種劑用量為每盆60g;所述層接種是將接種物置于離上部1/3 處，接種劑用量為每盆50 g。
所述的方法，其中，所述在溫室中進(jìn)行培養(yǎng)，溫度白天25 °C/ 夜間20 。C，光照時(shí)間14 h，光照強(qiáng)度為250 umol m—2 s—1。
本發(fā)明試驗(yàn)表明，種植植宿主植物后土壤中有機(jī)污染物的濃度顯 著降低，接種菌根真菌能有效提高土壤中有機(jī)污染物的降解效率。


圖l為土壤中阿特拉津殘留濃度；其中-M-不接種；+^1-接種； 圖2為土壤中滴滴涕殘留濃度；其中-M-不接種；+M-接種； 圖3為土壤中多環(huán)芳烴菲殘留濃度；其中-M-不接種；+1^-接種。
具體實(shí)施例方式
下面，結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
先將土壤過2mm篩，河砂過l-2mm篩，按照l:l重量混合，經(jīng) 10 kGy輻照滅菌，以除去土壤中的真菌菌絲和真菌孢子，并混入基 肥?；?，為玉米培養(yǎng)基質(zhì)N， 150 mg kg—1; P， 50 mg kg、 K，100 mg kg—'，及其它微量元素適量；苜蓿培養(yǎng)基質(zhì)N， 60 mg kg—';
P， 30 mg kg—1; K， 67 mg kg—、及其它微量元素適量。
試驗(yàn)設(shè)計(jì)4個阿特拉津濃度處理，其濃度分別為O、 1.0、 2.0、 5.0 mg kg—'; 4個滴滴涕濃度處理，其濃度分別為0、2. 5、5.0、 10. Omgkg、 4個菲濃度處理，其濃度分別為0.5，2.0，5.0，10.0mgkg—'。先用丙酮 和正己烷分別溶解所需的阿特拉津量、滴滴涕和菲，加入到少部分試 驗(yàn)土壤中，待丙酮、正己垸完全揮發(fā)后(l 2d)，逐級將其拌入全部 試驗(yàn)土壤中，充分?jǐn)噭颍Q重后裝入盆缽中，每盆裝土700 g。試驗(yàn) 涉及三個處理接種、不接種，不同污染濃度的阿特拉津、滴滴涕和 菲，各個處理三個平行。對于接種處理的盆缽，60 g接種劑和700 g 的培養(yǎng)基質(zhì)在自封袋中攪拌均勻混合。裝盆后加水使土壤含水量為田 間持水量的65%，平衡四天后在盆中播種經(jīng)10% HA表面消毒并萌芽一 致的玉米、苜蓿種子6粒，三天后定苗為2株；盆栽試驗(yàn)在控溫生長室 中進(jìn)行，土壤水分維持在田間持水量的65%，生長室內(nèi)日間溫度為25 。C，夜間溫度20 。C，時(shí)間14 h，光照強(qiáng)度為250 ,1 m-V'。
接種劑，為北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源研究所生產(chǎn)的蘇格 蘭球囊霉屬 67譜〃s1 caJeGto/7y湖 (90036)， 幼套球囊霉 67om;s ez^/7icat咖，BGC USAOl、摩西球囊霉67omas膨s; eae， 縮球囊菌 C7omas co;wtrj.c^//z ， BGLXJOl， BGL USA02。
培養(yǎng)經(jīng)過2個月，分析表明，接種、非接種相比，土壤中阿特拉 津、滴滴涕和多環(huán)芳烴菲的濃度相對其初始濃度顯著降低，接種處理 土壤中的殘留濃度顯著低于不接種處理(參見附圖1一3)，表明接種菌根真菌顯著提高土壤中阿特拉津滴滴涕和多環(huán)芳烴菲的降解效率。 可批量培育接種菌根真菌的玉米、苜蓿苗株后，移于有機(jī)污染物 污染的地方，提高土壤中有機(jī)污染物的降解效率。
權(quán)利要求
1.一種提高土壤中有機(jī)污染物降解效率的方法，其特征在于，在土壤中加入菌根接種劑，再在其上種植宿主植物，使宿主植物根部形成菌根后，分別種植于有機(jī)污染物污染的地方，用作促進(jìn)被污染土壤中有機(jī)污染物的降解效率。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，具體過程如下A. 材料的準(zhǔn)備① 準(zhǔn)備接種物以含有叢枝菌根真菌孢子、菌絲體及被侵染宿 主植物根段的土樣作為接種物；② 準(zhǔn)備培養(yǎng)基質(zhì)將土壤中有機(jī)污染物污染的土壤與河砂以重 量比1 :1混合得到混合培養(yǎng)基質(zhì)，將培養(yǎng)基質(zhì)滅菌處理后，混施基肥， 裝入盆缽；③ 準(zhǔn)備宿主植物植物種子用3-10%的雙氧水滅菌，用去離子水清洗，放置在濕的濾紙上使其發(fā)芽；B. 種植宿主植物在基質(zhì)中用均勻或?qū)咏臃N法加入菌根接種劑40 — 60g，按培養(yǎng)基質(zhì)重量的10 — 20%澆水，待水分滲透均勻后，將 發(fā)芽的宿主植物分別栽種在裝有培養(yǎng)基質(zhì)的盆缽中，在溫室中進(jìn)行培養(yǎng)，使其生長2個月；C. 將B步培育的宿主植物種植于有機(jī)污染物污染的地方。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述宿主植物， 為玉米或苜蓿。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述有機(jī)污染物，為阿特拉津、滴滴涕和多環(huán)芳烴菲其中的一種或幾種。
5. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述接種劑，為北 京市農(nóng)林科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源研究所生產(chǎn)的蘇格蘭球囊霉屬67omas cs2et/。/ i咖(90036)，幼套球囊霉67。/z i/51 "朋j'c3t"邁，BGC USA01、摩西球囊霧67c^iA 歷os"5"eae, 縮球囊菌67ozz i;s1 co/7strj'ctLM ， BGLXJ01， BGL USA02。
6. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述準(zhǔn)備培養(yǎng)基質(zhì)， 是先將河砂過l-2mm篩，土壤過l-2mm篩，將二者按重量比l:l混 合均勻后，經(jīng)8 —10 kGy輻照滅菌制得。
7. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述基肥，為玉 米培養(yǎng)基質(zhì)N, 150 mg kg—1; P， 50 mg kg—1; K， 100 mg kg、及其 它微量元素適量；苜蓿培養(yǎng)基質(zhì)N， 60 mg kg—1; P， 30 mg kg—1; K， 67 mg kg—1，及其它微量元素適量。
8. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述均勻接種，是 將接種物與培養(yǎng)基質(zhì)均勻混合，接種劑用量為每盆45 — 60 g;層接 種，是將接種物置于離上部約l/3處，接種劑用量為每盆40 — 60g。
9. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述在溫室中進(jìn)行 培養(yǎng)，溫度白天為24 — 25 TV夜間為18 — 20 °C ，光照時(shí)間為12 一14 h，光照強(qiáng)度為240 — 260 umol nf2 s-1 。
全文摘要
本發(fā)明一種提高土壤中有機(jī)污染物降解效率的方法，涉及污染物降解技術(shù)，該方法選取菌根模式植物玉米或苜蓿，將其接種叢枝菌根真菌后，分別種植于有機(jī)污染物阿特拉津、滴滴涕或多環(huán)芳烴菲的污染土壤中，以促進(jìn)土壤中有機(jī)污染物的降解效率。其步驟主要為將接種劑幼套球囊霉屬、蘇格蘭球囊霉屬均勻或者層接種于培養(yǎng)基質(zhì)中，對玉米、苜蓿進(jìn)行菌根化，將萌芽一致的玉米、苜蓿分別栽種在污染土壤中。收獲時(shí)發(fā)現(xiàn)土壤中阿特拉津、滴滴涕和多環(huán)芳烴菲的濃度顯著降低，叢枝菌根真菌促進(jìn)了有機(jī)污染物在土壤中的降解。本發(fā)明的方法為叢枝菌根真菌用于降解土壤有機(jī)污染物提供依據(jù)，對污染土壤的修復(fù)有借鑒作用。
文檔編號A01C1/00GK101306427SQ20071009933
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月17日
發(fā)明者張淑貞, 武耐英, 黃紅林 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心