[发明专利]利用三棱草与微生物联合修复石油类污染湿地的方法

说明书

技术领域

本发明涉及受石油类污染湿地的植物-微生物联合修复方法，具体说是一种利用多年生莎草科植物三棱草（Carex phacota Spr.）联合嗜油菌群修复石油类污染湿地的方法。

背景技术

石油的大规模开采、冶炼、运输、使用和处理过程中，污染、遗漏、井喷、输油管道泄漏等事故频发，导致严重的土壤污染。我国石油污染的土壤和水体面积也不断扩大，污染程度日趋严重。船只突发性污染泄漏事故的风险较高，溢油事件时有发生，使滨海与一些湖泊附近湿地生态系统也受到了一定程度的污染。溢入水中的石油类污染物会逐渐发生物理风化（如蒸发、乳化、扩散、溶解、吸附和沉降）、化学风化（主要是光降解作用）和生物风化（主要是生物降解）等作用。溢油刚进入水体后，由于油膜很厚会迅速向四周扩展，当油层变薄和破裂为碎片后就加速了油层面积并加强了风化过程例如蒸发、溶解和乳化作用进程。江面上的石油类其中的低分子量的苯类和多环芳烃类致癌物质有极少部分可溶解于水中，其它组分在波浪作用及经过蒸发、乳化及吸附作用后而产生重质油或残油，这部分油会向岸边聚集，这些剩余部分形成致密的分散离子，聚合成沥青块，它们与江岸相互作用并被吸附，某些悬浮油滴及重质组分会附着在悬浮颗粒物质上而慢慢下沉到底部沉降下来进入沉积物中或漂浮于岸边的湿地中。

石油对土壤污染主要集中在20cm左右的表层，进入土壤后，会破坏土壤结构，分散土粒，使土壤透水性降低，其富含的反应基能与无机氮、磷结合并限制硝化作用和脱磷酸作用，从而使土壤有效氮、磷的含量减少。其中的多环芳烃等，因具有“三致”效应和通过食物链在生物体内富集。对生态环境、食品安全和人身健康构成严重威胁，成为困扰环境领域重要的社会与环境问题。在土壤中的石油含量较高时，对植物的生长有抑制作用。石油破坏土壤—植物—水分子之间的关系，对气体的排斥，引起厌氧条件的发生，使根不能正常呼吸和吸收水分。不同的植物种类，其受到石油类污染物的抑制效果是不一样的。近年来，国内外对于土壤中石油类污染物的降解研究较多，但针对湿地的石油污染生态修复研究，还处于薄弱环节。

利用自然界广泛存在的微生物对有机物很强的分解代谢能力对石油烃污染环境进行修复，具有其它方法不可替代的优势。生物修复中微生物的作用占优势，多种细菌和真菌都表现出利用石油烃的特性，被实践用来处理海洋溢油事件，废弃物处理，油的生物乳化等。因此获得优良的微生物，并研究其降解特性，对于成功实施环境修复十分重要。土著微生物相对于外源混合菌在石油污染土壤的生物修复中可以发挥更重要的作用。故主要是采用从石油污染土壤中筛选出各种嗜油微生物，然后将其投加到油污土壤中的生物修复方法。植物是一个有效的土壤污染处理系统，主要通过直接吸收石油污染物、释放分泌物和酶、刺激根区微生物的活性并强化生物转化作用。植物促进有机污染物的降解一方面是由于根际作用增加了微生物降解菌的数量，另一方面是因为植物分泌有机物为微生物共代谢提供了基质底物。微生物的活动也促进了根系分泌物的释放。另外，植物还可为微生物提供生存场所和可转移的氧气，使根区的好氧转化作用得以正常进行。不同植物由于不同的根特性，具有不同的修复效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用三棱草（Carex phacota Spr.）联合嗜油微生物修复石油类污染湿地的方法。

为实现上述目的，本发明采用的机理为：本发明所采用的植物三棱草（Carex phacota Spr.）为有喙红苞薹多年生草本。根茎短，横生。秆簇生，高20~60厘米，三棱形。叶片线形，常与秆等长，宽约6毫米；有叶鞘。花单性，雌雄同株；花序通常长10~15厘米；小穗3~10，雄性小穗顶生，稍纤弱，长2~5厘米；雌性小穗侧生，圆柱形，长2.5~5厘米；鳞片覆瓦状排列，雌花的鳞片卵形，淡褐色，有脉3条，脊延伸成一长尖头；雄蕊3；花柱2裂；囊苞卵形，有短喙，褐色。小坚果淡褐色，三棱形。抽穗期夏秋。生于山坡草丛中。是边湿地中的典型本土植物，呈单一群落或三棱草-藨草混合群落分布；三棱草的根系发达，并可与根际微生物协同发挥促进作用，有利于加入土壤的嗜油菌对石油烃进行良好的降解作用，进而强化三棱草对土壤中石油烃污染物的降解。在石油烃污染土壤上种植三棱草，三棱草发达的根际及其根际微生物的活动以及分泌物和酶的作用，加入土壤的嗜油菌也对石油烃有良好的降解效果，可强化三棱草对土壤中石油烃污染物的降解，该方法还可以避免二次污染的发生。

根据上述机理，本发明采用如下技术方案为：