[发明专利]一种加速水稻田中PCP原位降解的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种修复污染土壤的方法。它适用于稻田、水体、湿地等淹水厌氧条件下的PCP污染的快速处理，能使处理后的PCP污染浓度达到国家标准。

背景技术

五氯酚曾经在我国的长江流域被广泛用作血吸虫病宿主钉螺的主要防治农药，在11个省市自治区中的1.48×10⁸m²的稻田和池塘中持续使用了几十年。通常条件下，PCP不易被氧化、难水解、挥发性很低，很难通过空气迁移，使得水稻田、湿地、水体受到严重的农药污染。这些农药会被水稻等植物体所吸收并通过食物链进行积累，最终对生物体和人体产生很强的毒性。由于潜在的致癌、致畸、致突变作用，PCP对人类的生存繁衍和可持续发展构成重大威胁。目前在我国许多地方的水体、稻田中均能检测到PCP的存在，尤其在珠三角地区PCP含量很高，并且在人体中也能保持很长时间，珠江流域人奶中五氯酚平均含量在2.15g/kg。原因可能在于PCP具有稳定的化学环状结构，自然条件下降解的半衰期最长可达20年，此外，PCP在环境中可产生极少量的二噁英，有致畸效应，在表层土壤下，半衰期可达25-100年。

鉴于PCP的危害性，PCP的降解得到了国内外广泛的关注，也取得了很大的进步。目前，降解PCP的技术有物理化学方法和生物方法。物理化学方法包括吸附(中国专利201310031463.X)、光催化氧化(中国专利201110020264.X)、电化学降解(中国专利201410103417.0)，这些降解方法成本较高且易产生二次污染。水稻田中PCP的生物降解法(ChenY.T.,Environmental Science and PollutionResearch,23(2016),23184-23194)效率很低，降解周期长。尽管水稻田中外施乳酸盐能提高PCP降解效率，但其效率仍然较低(ChenM.J.,Geoderma,217(2014),201-211)。

本发明的目的在于提供一种加速水稻田中PCP原位降解却不产生二次污染的方法，加速PCP降解，降低其生态风险。

发明内容

由于柠檬酸钠是一种很好的电子供体，在柠檬酸钠存在的含铁土壤中，其中的铁还原过程明显加强，从而产生更多的Fe(Ⅱ)。Fe(Ⅱ)作为一种强还原剂，在淹水厌氧条件下可将有机氯污染物PCP进行逐步脱氯，直至最终完全矿化为无机物。为此，可以利用柠檬酸钠作为电子供体增强土壤中铁还原过程，从而提升PCP降解效率。此方法能够克服常规的脱氯细菌对PCP降解速度慢的弱点，具有降解速率快、易于推广的优点。

基于上述发现，本发明提供的原位降解PCP的方法为：在水稻田中加入电子供体柠檬酸钠，从而加速土壤中铁还原过程，产生大量的还原性物质Fe(Ⅱ)，并加速PCP的还原脱氯过程。

本发明中柠檬酸钠的加入量视污染情况而定，当PCP的浓度达到5mg/L时，柠檬酸钠的加入量为5～15mmol/L，最佳加入量为10mmol/L。

本发明中所使用的柠檬酸钠是普通的化工原料，化学式为Na₃C₆H₅O₇·2H₂O。本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)本发明提供的方法同化学方法相比，不会对土壤造成二次污染；

(2)本发明提供的方法同常规生物方法相比，具有降解速率快的优点；

(3)本发明提供的方法操作简单，易于操作，原料成本很低；

(4)本发明提供的方法可实现边生产边修复，不影响其经济效益，将是未来土壤修复的一种趋势。

具体实施方式

实施案例1：柠檬酸钠对土壤溶液体系中PCP降解的促进试验。