一種利用食用菌菌糠生物修復(fù)PAHs污染土壤的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]—種利用食用菌菌糠生物修復(fù)PAHs污染土壤的方法，具體涉及向食用菌菌糠添加產(chǎn)酶誘導(dǎo)劑對(duì)PAHs污染土壤進(jìn)行修復(fù)。屬于生物工程技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]多環(huán)芳經(jīng)（polycyclicaromatic hydrocarbons，PAHs)，是兩個(gè)或兩個(gè)以上的苯環(huán)稠合在一起的一類化合物，它是環(huán)境中普遍存在的具有代表性的一類重要持久性有機(jī)污染物。這類物質(zhì)由于水溶性差，對(duì)微生物生長(zhǎng)有抑制作用，再加上其特殊而穩(wěn)定的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，使其難以生物利用，因而它們?cè)诃h(huán)境中呈不斷累積的趨勢(shì)。本世紀(jì)初，各種PAHs的分子結(jié)構(gòu)逐一被確定。大量研究已經(jīng)證明，PAHs具有慢性毒性和致癌、致畸、致突變的“三致”作用，是環(huán)境中一類危險(xiǎn)而需重點(diǎn)研究的、也是各國優(yōu)先控制的污染物。PAHs由于性質(zhì)穩(wěn)定、難于降解，在土壤環(huán)境中呈不斷積累的趨勢(shì)，嚴(yán)重危害著土壤的生產(chǎn)和生態(tài)功能、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和人類健康。隨著對(duì)環(huán)境中PAHs迀移、轉(zhuǎn)化、污染狀況及其毒性認(rèn)識(shí)的加深，人們意識(shí)到環(huán)境中的PAHs的凈化研究及其相應(yīng)的凈化新技術(shù)的開發(fā)已刻不容緩。修復(fù)土壤PAHs污染已成為國內(nèi)外土壤和環(huán)境科學(xué)界共同關(guān)注的一個(gè)前沿性熱點(diǎn)科學(xué)技術(shù)問題。
[0003]目前PAHs污染土壤的修復(fù)主要包括化學(xué)手段、物理手段和生物手段。生物修復(fù)技術(shù)是在生物降解的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新興的清潔技術(shù)，它是傳統(tǒng)的生物處理方法的發(fā)展。與物理、化學(xué)修復(fù)污染土壤技術(shù)相比，它具有成本低，不破壞植物生長(zhǎng)所需要的土壤環(huán)境，污染物氧化安全，無二次污染，處理效果好，操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。生物修復(fù)可通過環(huán)境因素的最優(yōu)化而加速自然生物降解速率，是一種高效、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)可承受的清潔技術(shù)。目前，治理多環(huán)芳烴污染土壤的生物修復(fù)技術(shù)主要有兩類：一類是微生物修復(fù)技術(shù)；另一類是植物修復(fù)法。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種利用食用菌菌糠生物修復(fù)PAHs污染土壤的方法，利用含有食用菌菌絲的菌棒為原料，向其中加入產(chǎn)酶誘導(dǎo)液促進(jìn)食用菌對(duì)生物質(zhì)原料的充分利用，進(jìn)而得到木質(zhì)素酶和較低碳氮比的菌糠殘?jiān)?。通過菌糠發(fā)酵體系內(nèi)木質(zhì)素酶對(duì)酚類化合物的降解及體系提供的有機(jī)肥，可以實(shí)現(xiàn)微生物修復(fù)和植物修復(fù)的雙重作用。大大提高生物修復(fù)手段的效率。
[0005]菌棒是指以棉籽殼、木肩、稻草、玉米芯、甘蔗渣及多種農(nóng)作物秸桿、工業(yè)廢料為主要原料，接種食用菌菌絲培養(yǎng)一段時(shí)間以后用來生產(chǎn)食用菌子實(shí)體或采收子實(shí)體以后剩下的棒狀固態(tài)混合物。食用菌菌絲在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)時(shí)，需要產(chǎn)生大量的木質(zhì)素酶來分解基質(zhì)中的木質(zhì)纖維素以獲得營養(yǎng)。因此，收獲或者尚未收獲子實(shí)體的菌棒中含有大量的食用菌菌絲。菌棒的具體組成不能作為對(duì)本發(fā)明所述修復(fù)PAHs污染土壤方法的限定。
[0006]工業(yè)廢料主要選自于醋糟、酒糟、造紙廠廢液。
[0007]食用菌為人工培養(yǎng)或野生環(huán)境下可為生物食用的菌類。其生長(zhǎng)過程中能分泌木質(zhì)素酶來分解基質(zhì)中的木質(zhì)纖維素以獲得營養(yǎng)。所述食用菌主要選自于蘑菇（Agaricuscampestris)、香燕(Lentinula edodes)、茶樹燕(Agrocybe aegerita)、猴頭燕(Hericiumerinaceum)、鳳尾燕(Pleurotus sajor-caju)、雙抱蘑燕(Agaricus bisporus)、木耳(Auricularia auricula)、冬蟲夏草（Cordyceps sinensis)、靈芝（Ganoderma lucidum)、血紅密孔菌（Pycnoporus sanguineus)、金耳（Tremella aurantialba)、鮑魚燕(Pleurotusabalonus)、平燕(Pleurotus ostreatus)、金針燕(Flammulina velutipes)、杏鮑燕(Pleurotus eryngii)、秀珍燕（Pleurotus geesteranus)、雞腿燕（Coprinus comatus)、白靈恭(Pleurotus nebrodensis)、肺形側(cè)耳（Pleurotus pulmonarius)、姬松鸞(Agaricusblazei)等。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0009]本發(fā)明提供了一種利用食用菌菌糠生物修復(fù)PAHs污染土壤的方法，具體包括如下步驟：菌棒的破碎處理得到菌糠；添加產(chǎn)酶誘導(dǎo)液；適宜條件下培養(yǎng)；將發(fā)酵熟成體系按照1 : 1-3 ： 1的比例加入到被PAHs污染的土壤中；向混合體系中種植超積累植物。
[0010]1.破碎菌棒得到菌糠
[0011]將已經(jīng)或者尚未采收子實(shí)體的菌棒除去塑料袋以后，利用粉碎機(jī)將菌棒破碎得到均勻的菌糠。
[0012]2.添加誘導(dǎo)產(chǎn)酶液
[0013]所用誘導(dǎo)產(chǎn)酶液含有木質(zhì)素酶的誘導(dǎo)物，其他物質(zhì)能為食用菌菌絲提供氮元素和微量元素，此外還能調(diào)整體系的碳氮比（C/N)和pH值，刺激菌絲二次生長(zhǎng)。誘導(dǎo)產(chǎn)酶液通過本實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期反復(fù)試驗(yàn)得到。
[0014]—種具體的實(shí)施方式，每10kg菌糠誘導(dǎo)產(chǎn)酶液的通常加入量為10-50L，可進(jìn)一步選擇10-30L，當(dāng)具體選擇12、13、15、16、17、19、20、23、25或28L時(shí)能更有效地刺激菌糠中食用菌菌絲的二次生長(zhǎng)，誘導(dǎo)木質(zhì)素酶的高效表達(dá)和分泌。
[0015]3.適宜條件下培養(yǎng)
[0016]合適的外界培養(yǎng)條件可以改變食用菌菌絲的生理狀態(tài)，更好地表達(dá)和分泌木質(zhì)素酶，進(jìn)而使生物質(zhì)原料得到充分降解。
[0017]—種具體的實(shí)施方式，培養(yǎng)溫度通常為17-36°C，可進(jìn)一步選擇為22-30°C，或具體選擇為22、24、25、27、28、30°C。在以上溫度條件下培養(yǎng)的時(shí)間為24-168小時(shí)，或進(jìn)一步選擇24、72、96、120或144小時(shí)，可以得到木質(zhì)素酶含量更高、木質(zhì)纖維素轉(zhuǎn)化更為徹底的菌糠。
[0018]4.菌糠發(fā)酵體系與污染土壤的混合
[0019]向步驟3得到的含有大量木質(zhì)素酶的發(fā)酵熟成體系中以1: 1-3 ： 1的比例加入到被污染的土壤中得到混合體系。利用發(fā)酵熟成體系內(nèi)較高濃度的木質(zhì)素酶對(duì)土壤中的酚類物質(zhì)進(jìn)行生物降解，每周翻動(dòng)一次。
[0020]5.向混合體系接種超積累植物進(jìn)行植物修復(fù)
[0021]向步驟4得到混合體系接種具有超積累作用的植物，利用植物對(duì)污染物的積累和代謝轉(zhuǎn)化進(jìn)行修復(fù)。
[0022]本發(fā)明的有益效果：
[0023]本發(fā)明提供了本發(fā)明提供了一種利用食用菌菌糠生物修復(fù)PAHs污染土壤的方法。是菌糠高效利用的一種新途徑，既可以降低食用菌菌糠隨意排放到環(huán)境引起的污染問題，又可以做到廢物利用改善環(huán)境，具有很好的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
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[0024]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅為本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，但本發(fā)明的設(shè)計(jì)構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對(duì)本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動(dòng)，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護(hù)范圍的行為。
[0025]實(shí)施例
[0026]取Ikg平菇菌棒，破碎得到菌糠后加入1.5L的產(chǎn)酶誘導(dǎo)液，在23°C下培養(yǎng)5天，向發(fā)酵熟成體系中加入2kg被污染的土壤，混合均勻，每周翻動(dòng)一次，一個(gè)月后向混合體系內(nèi)接種三十株實(shí)驗(yàn)室篩選得到的具有超積累作用的紫花苜蓿，種植五個(gè)月后測(cè)得土壤中生物量顯著升高，多環(huán)芳烴濃度大幅下降。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用食用菌菌糠生物修復(fù)PAHs污染土壤的方法，其特點(diǎn)是以食用菌菌棒破碎后得到的菌糠為原料，加入產(chǎn)酶誘導(dǎo)劑，將發(fā)酵熟成體系加入到被PAHs污染的土壤中，通過菌糠發(fā)酵體系內(nèi)木質(zhì)素酶對(duì)酚類化合物的降解及體系提供的有機(jī)肥，可以實(shí)現(xiàn)微生物修復(fù)和植物修復(fù)的雙重作用，該方法包括以下步驟: a)將已經(jīng)或者尚未采收子實(shí)體的菌棒除去塑料袋以后，利用粉碎機(jī)將菌棒破碎得到均勻的菌糠； b)向所制得的菌糠中按照固液質(zhì)量體積比1: 1-4的比例加入產(chǎn)酶誘導(dǎo)液，混合均勻后得到發(fā)酵體系； c)將發(fā)酵體系在17-36°C條件下培養(yǎng)24-168小時(shí)，進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)木質(zhì)纖維素酶； d)得到的發(fā)酵熟成體系按照1: 1-3: I的比例加入到被PAHs污染的土壤中。2.一種利用食用菌菌糠生物修復(fù)PAHs污染土壤的方法，其特征在于所述的產(chǎn)酶誘導(dǎo)液配方為:以質(zhì)量計(jì)，尿素為0.1?5%、硝酸銨為0.2?6%。3.一種利用食用菌菌糠生物修復(fù)PAHs污染土壤的方法，其特征在于每1kg菌棒需要10L-40L的產(chǎn)酶誘導(dǎo)液。4.一種利用食用菌菌糠生物修復(fù)PAHs污染土壤的方法，其特征在于培養(yǎng)溫度是17-36。。。5.—種利用食用菌菌糠生物修復(fù)PAHs污染土壤的方法，其特征在于培養(yǎng)時(shí)間是24-168 小時(shí)。6.一種利用食用菌菌糠生物修復(fù)PAHs污染土壤的方法，其特征在于發(fā)酵體系與被PAHs污染的土壤體積比是1: 1-3:10
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用食用菌菌糠生物修復(fù)PAHs污染土壤的方法，具體包括破碎菌棒得到菌糠，添加產(chǎn)酶誘導(dǎo)液后在適宜條件下培養(yǎng)，得到發(fā)酵熟成體系后以1∶1-3∶1比例加入到被PAHs污染的土壤中，通過菌糠發(fā)酵體系內(nèi)木質(zhì)素酶對(duì)多環(huán)芳烴的降解及體系提供的有機(jī)肥，可以實(shí)現(xiàn)微生物修復(fù)和植物修復(fù)的雙重作用。相對(duì)于其他化學(xué)修復(fù)和物理修復(fù)手段，本方法不但成本低、無二次污染，還能提高生物學(xué)修復(fù)手段的效率。
【IPC分類】B09C1/10
【公開號(hào)】CN105032923
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510386136
【發(fā)明人】廖祥儒, 張永, 田喬鵬, 蔡宇杰, 管政兵
【申請(qǐng)人】江南大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日