[发明专利]一种菲污染土壤修复效果的评价方法

说明书

发明领域

本发明涉及土壤修复微生物应用技术领域，具体说，本发明涉及一种菲污染土壤修复效果的评价方法技术领域。

背景技术

多环芳烃(PAHs)是指两个或两个以上芳环稠和在一起的一类化合物，普遍存在于环境中。具有强致癌性，致突变性及致畸性，对微生物生长有强抑制作用，而且多环芳烃经紫外光照射后毒性更大。美国环保局早在上世纪八十年代初便把16种未带分支的多环芳烃确定为环境中的优先污染物，我国也早把多环芳烃列入环境优先监测的污染物黑名单。多环芳烃的来源有两种，天然源和人为源。随着工业进程的加速，多环芳烃菲(PAHs)具有典型的多环芳烃的结构，是土壤、河水及沉积物中常见的污染物之一。工业上多环芳烃菲可用作染料、杀虫剂、塑料，炸药以及药物，多环芳烃菲是国际上公认的须首先加以控制的有机化合物之一。当前多环芳烃菲已成为对多环芳烃降解研究中的模式化合物。不同于高分子量的多环芳烃，多环芳烃菲没有致癌和致突变作用，所以对人不会造成伤害，但是菲对水生生物鱼类和藻类等有一定毒性，可通过食物链进入人体，危害人类健康。多环芳烃已成为中国土壤环境中较为常见的一类重要的有机污染物，其污染程度仍在不断加剧，直接影响到土壤性能和农产品安全。土壤中多环芳烃污染的主要途径有污水灌溉、大气沉降、废物倾倒和工业渗漏。其中，污水灌溉是我国土壤多环芳烃污染的最主要方式。

活性炭吸附、有机溶剂萃取和表面活性剂清洁等非生物处理方法能在一定程度上控制PAHs污染扩散，是现场急救的有效措施，但是还没有从根本上解决PAHs污染。大量的试验和现场处理结果表明依靠植物，尤其是微生物的生物降解是经济、高效、彻底、省时快速去除有机物污染的好方法。生物修复(bioremediation)是在生物降解基础上发展起来的一种新兴清洁技术，与其它清洁技术相比较有二次污染较少，价格低等优点，已成为去除多环芳烃的重要手段。植物和微生物是常见的生物修复主体，在去除环境污染物方面发挥重要作用。

微生物在去除环境污染物方面发挥重要作用，以微生物为主的生物修复技术研究和应用一直是最活跃的领域。能被微生物降解的有机污染物有许多，Tabak等人在1981年报道了114种单环、多环、卤代芳烃、有机氯杀虫剂等能被微生物降解和转化的多环芳烃。通过富集培养技术目前已经从被PAHs污染的沉积物中分离到许多具有较强降解能力的细菌、放线菌、真菌和藻类微生物。细菌在PAHs降解过程中占主导地位，尤其是对低分子量PAHs的降解。

微生物修复作为降解和在菲污染土壤修复中具有的作用日益受到重视。报道较多的生物治理技术主要有就地处理，现场处理和生物反应器三种。可通过接种微生物、添加营养盐、提供电子受体以及添加表面活性剂等方法促进菲污染土壤的微生物修复率。现场处理的多环芳烃的降解率大于就地处理，现场处理对低分子量的多环芳烃的降解作用明显。生物反应器对土壤中的低分子量的多环芳烃也有较为好的降解率。微生物修复往往需要向土壤中引入外源微生物，这些被引入的专性降解菌或基因工程菌降解多环芳烃的效果易受到土著微生物竞争的影响，而且外源菌的引入也存在潜在的土壤生态风险。微生物对污染物的降解能力常取决于微生物暴露于污染物时间的长短。为了提高多环芳烃的生物降解速率，常常需要从受污染的环境中分离并富集培养降解速率最大的微生物种类，然后再把它们用于污染环境的生物治理。

目前最常见的修复土壤的评价方法是检测多环芳烃降解率，本发明不仅在降解率基础上建立了模型，而且选择两个活体检测指标，组成一个全面而又准确的方法。

发明内容

针对现有技术中菲污染土壤修复微生物菌种的研究的现状，本发明旨在针对现有技术中的单一的只靠降解率评价菲污染土壤修复程度的方法而缺少全面直观的分析方法，本发明提供一种菲污染土壤修复效果的评价方法，该方法具有评价菲污染土壤修复效果的实用性和现实的价值。

本发明采用主要的技术方案：

本发明提供一种菲污染土壤修复效果的评价方法，利用Matlab软件建立菲污染土壤降解菌的生长动力学模型，所建模型简单，并能科学地反映微生物的生长规律，通过对土壤中菲降解率实时预测，选择玉米发芽率和蚯蚓死亡率为监测指标，不仅能够直观反映降解菌对菲污染土壤修复效果，同时可以实时验证模型的准确性，是两个可以随时检测的活体指标，从而建立一种菲污染土壤修复效果的评价方法，采用本发明提供的评价方法具有实用性和现实的价值。

具体的，本发明提供的一种菲污染土壤修复效果的评价方法如下：

(1)建立菲污染土壤降解菌的生长动力学模型；

(2)污染土壤菌降解菲实验值与模型理论值拟合；