一种利用电子受体和营养剂耦联刺激修复污染土壤的方法与流程

本发明属于土壤生物修复领域，涉及一种利用电子受体和营养剂耦联刺激修复污染土壤的方法。

背景技术：

农业化学品(农药和抗生素)是农牧业生产的重要投入物质。随着我国对农牧业支持力度加大，农业化学品行业得到了蓬勃发展。2013年，我国农药年产量达320万吨，然而其利用率只有10-20％，其余进入农牧产品、土壤和水体。调查结果显示，约1600万公顷农田遭受农业化学品污染。因此，修复污染土壤迫在眉睫。

理化土壤修复技术，需要特定的场地、专业设备或使用大量的化学试剂，修复成本高，产生二次污染，而不适用于农田土壤的原位修复。微生物修复污染土壤因其成本低、无二次污染等优点，成为土壤修复的主导方向。微生物修复污染土壤研究主要涉及以下2个方面：(1)通过添加N、P等营养物质刺激土壤微生物的活性。由于土著微生物的生长缓慢、数量有限，该技术难以规模化应用。(2)分离针对不同农药的降解菌，制成单一菌剂或者复合菌剂。由于菌株的生理特性和土壤复杂的生态环境，单一菌剂或复合菌剂对一些农药的去除率一般为10-20％，去除速率缓慢。因此，上述两种方法很难用于修复农业化学品污染的土壤。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种利用电子受体和营养剂耦联刺激快速修复污染土壤的方法。

为实现上述目的，本发明采用技术方案为：

一种利用电子受体和营养剂耦联刺激修复污染土壤的方法，在经农业化学品污染的土壤中，通过添加电子受体和有机质，两者耦联刺激待处理的污染土壤中的土著微生物，以启动微生物种间电子转移和共代谢的方式，加速降解残留于待处理土壤中的农业化学品。

所述添加电子受体和有机质，在pH 6-8和15-40℃的条件下，通过电子受体和有机质两者耦联刺激待处理的污染土壤，进而降解残留于待处理土壤中的农业化学品。

所述电子受体为铁氧化物或腐殖酸，其中，电子受体添加浓度是2-8g/kg-土壤。

所述有机质为以秸秆或畜禽粪便为原料的生产沼气过程中的废弃物(沼渣)，有机质为添加浓度为1-6g/kg-土壤。

所述电子受体粒径直径为5-100nm。

所述农业化学品(如：有机磷、有机氯、磺酰脲类农药，喹诺酮类、磺胺类、β-内酰胺类抗生素)污染的土壤中(污染物含量为1ug-200mg/kg-土壤)。

原理：本发明利用待处理污染土壤中的自身的土著菌群，以农业化学品为电子供体，铁氧化物或腐殖酸等化合物为电子受体，有机质为土著微生物营养刺激因子。土著微生物在电子受体和营养物质的刺激下，快速生长繁殖，以启动微生物种间电子转移和共代谢的方式，快速降解残留于土壤中的农业化学品。

本发明所具有的优点：

本发明基于电子受体和营养刺激快速修复污染土壤，其方法具有成本低、无环境污染、农业化学品降解快、改善土壤肥力等优点，为我国污染土壤修复和生态恢复提供一条可选的路径；具体为：

1.本发明通过在土壤中添加电子受体，可优化菌群结构，以提高农业化学品降解过程中电子传递速率，克服传统菌剂实际应用过程中存在修复效果差，适应性低的弊端，解决污染土壤修复耗时长的瓶颈问题。

2.本发明以富含多种速效营养元素和有机质的沼渣为营养基质，可刺激土壤土著微生物的生长，并快速启动微生物的共代谢途径，实现快速降解农药之目的，同时解决我国土壤肥力下降的问题。

附图说明

图1为本发明是实例提供的电子受体和沼渣营养刺激条件下的有机氯农药降解图。

图2为本发明是实例提供的电子受体和沼渣营养刺激条件下的喹诺酮类抗生素降解图。

具体实施方式

以下实施例是对本发明的详细描述。

本发明所采用的方法可显著提高农业化学品的降解速率。本发明涉及的方法具有成本低、无环境污染、农业化学品降解快、改善土壤肥力等优点，对我国污染土壤修复和生态恢复具有重要意义。

实施实例1：

以50mg/kg-土壤有机氯农药污染的稻田土为研究对象，添加利用现有技术合成粒径为50nm的铁氧化物，添加量为4g/kg-土壤，再添加以秸秆为原料生产沼气所剩的沼渣，添加量为2g/kg-土壤，而后进行修复实验。由图1所示，添加铁氧化物和沼渣后，有机氯农药的降解量比对照组显著提高。

实施例2

以200mg/kg-土壤的抗生素污染的稻田土为研究对象，添加利用现有技术合成粒径为50nm的铁氧化物，添加量为4g/kg-土壤，再添加以畜禽粪便为原料生产沼气所剩的沼渣，添加量为2g/kg-土壤。由图2所示，添加铁氧化物和沼渣后，抗生素的降解速度显著提高比对照组提高。