本发明涉及一种多环芳烃污染物土壤的修复方法，特别是一种“植物-酶”联用降解土壤中多环芳烃的方法。
背景技术：
：多环芳烃(polycyclicaromatichydrocarbons，pahs)是指含2个及2个以上苯环的碳氢化合物及由它们衍生出的各种化合物总称，是一类具有“致畸、致癌、致突变”作用的持久性有机污染物。pahs主要由人类活动产生，以废物焚烧和化工燃料不完全燃烧产生的烟气(包括汽车尾气)和工厂(特别是炼焦、炼油、煤气厂)排出物为主，农业生产活动中秸秆燃烧也是pahs来源的重要途径。通常情况下，环境中产生的pahs首先进入大气，吸附于大气中微小颗粒物上，再通过迁移、沉降等作用进入水体和土壤。水环境中的pahs最终在沉积物中富集，而土壤中的pahs会通过扩散和渗透作用进入地下水体或者被植物吸收进入食物链，威胁人类健康。由此可见，进入环境中的大多数pahs最终进入土壤。虽然土壤中的pahs可由特定微生物分解，但其作用有限，即便被分解转化，还有可能生成其他环境污染物。因此，利用高效的修复技术对pahs污染土壤进行人为修复十分必要。目前，pahs污染土壤的修复技术主要包括：生物修复法(微生物降解、植物修复、生物联合修复)、物理修复(热处理技术、超临界流体萃取技术、亚临界流体萃取技术、表面活性剂淋洗法)、化学氧化法(fenton试剂氧化、臭氧氧化、高锰酸钾氧化)、光降解法等。这些技术对于pahs污染土壤的修复已取得了进步，但仍存在一些不足，需要进一步改进和完善。生物修复法是一种最符合环境行为的方法，副产物少，环境友好，但费时费力，修复效果有限；表面活性剂淋洗法修复效果虽好，但修复不彻底，需要进行二次处理；萃取法工艺复杂，难以实现对大量土壤的修复；热处理法和化学氧化法易对环境造成二次污染；光降解技术研究尚未成熟。总体而言，大多数修复和降解方法在技术或经济上难以实现，修复和降解效果也不尽理想。因此，现有技术中，生物修复法存在费时费力，修复效果有限的问题；表面活性剂淋洗法存在修复不彻底，需要进行二次处理的问题；萃取法存在工艺复杂，难以实现对大量土壤进行修复的问题；热处理法和化学氧化法存在易对环境造成二次污染的问题。技术实现要素：本发明的目的在于，提供一种“植物-酶”联用降解土壤中多环芳烃的方法。本发明方法能有效降解土壤中的多环芳烃，对土壤修复进行修复，修复效果好，工艺简单，能实现对大量土壤进行修复，不会造成二次污染，环保。本发明采用以下技术方案实现：一种“植物-酶”联用降解土壤中多环芳烃的方法，具体包括以下步骤：(1)选饱满、无虫蛀且无霉变的苜蓿草种子，用浓度为4-6％的甲醛浸泡60-120s，得a品；(2)a品取出，用蒸馏水浸泡30-40min后，用无菌水漂洗3-4次，得b品；(3)b品用无菌纱布吸干表面水分后转入培养皿中室温下催芽培养至芽长0.2-0.3厘米,得c品；(4)将葡糖糖氧化酶溶解于生理盐水中，用盐酸调节ph值至7.0-8.0，得d品；(5)将c品播种于多环芳烃污染的土壤中，待种子发芽时，将d品施于苜蓿草根部，控制土壤湿度为55-75％，培养80-100天。前述的“植物-酶”联用降解土壤中多环芳烃的方法中，具体包括以下步骤：(1)选饱满、无虫蛀且无霉变的苜蓿草种子，用浓度为5％的甲醛浸泡90s，得a品；(2)a品取出，用蒸馏水浸泡35min后，用无菌水漂洗4次，得b品；(3)b品用无菌纱布吸干表面水分后转入培养皿中室温下催芽培养，得c品；(4)将葡糖糖氧化酶溶解于生理盐水中，用盐酸调节ph值至7.0-8.0，得d品；(5)将c品播种于多环芳烃污染的土壤中，待种子发芽时，将d品施于苜蓿草根部，控制土壤湿度为65％，培养90天。前述的“植物-酶”联用降解土壤中多环芳烃的方法中，所述的将葡糖糖氧化酶溶解于生理盐水中；是按葡糖糖氧化酶与生理盐水的重量比为5:90-110将葡糖糖氧化酶溶解于生理盐水中。前述的“植物-酶”联用降解土壤中多环芳烃的方法中，所述的将葡糖糖氧化酶溶解于生理盐水中；是按葡糖糖氧化酶与生理盐水的重量比为5:100将葡糖糖氧化酶溶解于生理盐水中。前述的“植物-酶”联用降解土壤中多环芳烃的方法中，所述的将d品施于苜蓿草根部；是按每公顷d品用量为20-30kg，将d品施于苜蓿草根部。前述的“植物-酶”联用降解土壤中多环芳烃的方法中，所述的将d品施于苜蓿草根部；是按每公顷d品用量为25kg，将d品施于苜蓿草根部。发明人对本发明方法进行了长期的大量的试验，部分如下：1、苜蓿草种子预处理1.1浸泡溶液的筛选以种子萌发率为考查指标，进行该项筛选研究。净选饱满、无虫蛀、无霉变的苜蓿草种子，以纯水为对照液，分别浸泡于5％甲醛、50％甲醛、70％乙醇、60％甲醇中，浸泡时间为2min，取出后置于蒸馏水中浸泡30-40min,后用无菌水漂洗3-4遍，用无菌纱布吸干表面水分后转入培养皿中室温下催芽培养，结果见表1：表1浸泡溶液对苜蓿草种子萌发率的影响浸泡溶液苜蓿草种子萌发率(％)时间(天)纯水73.268.05％甲醛96.195.050％甲醛83.717.070％乙醇88.936.560％甲醇86.826.0由表1可知，5％甲醛作为苜蓿草种子萌芽的浸泡溶液，相对纯水、50％甲醛、70％乙醇和60％甲醇而言，苜蓿草种子萌发率显著提高，耗时少，因此，选择5％甲醛作为苜蓿草种子萌芽的浸泡溶液。1.2浸泡时间优化以种子萌发率为考查指标，进行该项筛选研究。净选饱满、无虫蛀、无霉变的苜蓿草种子，浸泡于5％甲醛中，浸泡时间为0.5min、1.0min、1.5min、2.0min、2.5min、3.0min、5.0min，取出后置于蒸馏水中浸泡30-40min,后用无菌水漂洗3-4遍，用无菌纱布吸干表面水分后转入培养皿中室温下催芽培养，结果见表2：表25％甲醛浸泡时间对苜蓿草种子萌发率的影响浸泡时间(min)苜蓿草种子萌发率(％)时间(天)0.578.635.01.096.375.01.596.255.02.096.185.02.589.775.03.083.805.05.078.915.0由表可知，5％甲醛作为苜蓿草种子萌芽的浸泡溶液，浸泡时间0.5min时苜蓿草种子萌发率为78.63％；浸泡时间1.0-2.0min之间苜蓿草种子萌发率均为96％以上；浸泡时间2.0min中以后，随着时间的增加，苜蓿草种子萌发率逐渐降低。因此，最终选择5％甲醛的浸泡时间为1.0-2.0min。2、苜蓿草-葡萄糖氧化酶协同处理的pahs土壤测定试验2.1、土壤中pahs含量测试(1)原始土壤：取处理前pahs污染表层土壤(0-25cm)，剔除石砾等残留物，塑料袋封装，自然避光风干，研磨，过5mm筛，于4℃下保藏备用。测定18种epa推荐优先控制的pahs，计算总质量分数以及2～3环、4环、5-6环pahs含量分别占总量的百分比。(2)处理土壤：经过80天培养，将采用苜蓿草-葡萄糖氧化酶处理之后的土壤剔除植物根系、石砾等残留物，塑料袋封装，自然避光风干，研磨，过5mm筛，于4℃下保藏备用。测定18种epa推荐优先控制的pahs，计算总质量分数以及2～3环、4环、5-6环pahs含量分别占总量的百分比。(3)处理土壤pahs的提取：土壤pahs提取采用二氯甲烷索氏提取法，提取液采用gc-ms方法测定。2.2土壤降解率的测定土壤pahs降解率(％)＝(原始污染土壤pahs质量分数-处理后pahs质量分数)/原始污染土壤pahs质量分数×100％2.3数据统计分析方法所有试验数据具采用spss19.0进行显著性分析。2.4、结果与分析2.4.1苜蓿草-葡萄糖氧化酶协同降解土壤中pahs的效果经过90d的培养，经过处理土壤中pahs的去除情况如表3所示。表3苜蓿草-葡萄糖氧化酶协同降解土壤中pahs效果注：处理土壤a为苜蓿草-葡萄糖氧化酶协同；处理土壤b为苜蓿草单独处理；降解率a为苜蓿草-葡萄糖氧化酶协同的土壤中pahs降解率；降解率b为苜蓿草单独的土壤中pahs降解率。由表3数据可知，苜蓿草-葡萄糖氧化酶协同能够进促进pahs的降解。降解率a为苜蓿草-葡萄糖氧化酶协同的土壤中pahs降解率处理后，土壤中l8种pahs质量分数为3.63μg/kg，与原始土壤相比具有显著差异(p<0.05)，经试验数据得出，其中处理土壤中2～3环、4环、5-6环pahs的降解率分别为55.46％、72.59％、60.12％。2.4.2葡萄糖氧化酶用量对苜蓿草-葡萄糖氧化酶协同降解土壤中pahs的影响为了观察不同葡萄糖氧化酶用量对苜蓿草-葡萄糖氧化酶协同降解土壤中pahs的效果，研究过程中以0.05％葡糖糖氧化酶溶液为研究对象，对其不同用量进行了研究，结果见表4。由表4可知，随着0.05％葡糖糖氧化酶溶液使用的从10kg/公顷逐渐增加到20kg/公顷，18种pahs总量、2～3环pahs量、4环pahs量和5～6环pahs量均成逐渐下降趋势；每公顷20～30kg用量时，18种pahs总量、2～3环pahs量、4环pahs量和5～6环pahs量保持基本稳定，没有显著性差异；当每公顷用量从30kg开始逐渐增加时，18种pahs总量、2～3环pahs量、4环pahs量和5～6环pahs量呈逐渐上升趋势。由此可见，0.05％葡糖糖氧化酶溶液用量过低时，对pahs的降解效果达到最佳，当0.05％葡糖糖氧化酶溶液用量过高，对pahs的降解效果会受到一定程度的抑制，因此，选择适宜的用量范围是发挥其降解效果的关键因素之一，本研究试验结果表明：每公顷20～30kg是最适宜的用量。表4葡萄糖氧化酶用量对协同降解土壤中pahs的影响与现有技术相比，本发明通过对苜蓿草种子预处理，将植物发芽周期缩短2.5-3.5天，增强了植物对pahs土壤的耐受性，提高了植物对土壤的修复能力。且在苜蓿草与葡萄糖氧化酶之间产生协同作用促进苜蓿草对污染土壤中pahs的降解，对土壤修复进行修复，修复效果好，工艺简单，能实现对大量土壤进行修复，不会造成二次污染，环保。同时也改变了紫花苜蓿根际土壤微生物群体水平的生理轮廓,恢复土壤微生物生态功能多样性和稳定性，改善农作物的生长环境，提高农作物的质量和产量。因此，本发明方法能有效降解土壤中的多环芳烃，对土壤修复进行修复，修复效果好，工艺简单，能实现对大量土壤进行修复，不会造成二次污染，环保。实施例1.一种“植物-酶”联用降解土壤中多环芳烃的方法，具体包括以下步骤：(1)选饱满、无虫蛀且无霉变的苜蓿草种子，用浓度为5％的甲醛浸泡90s，得a品；(2)a品取出，用蒸馏水浸泡35min后，用无菌水漂洗4次，得b品；(3)b品用无菌纱布吸干表面水分后转入装有ms培养基的培养皿中室温下催芽培养至芽长0.2-0.3厘米，得c品；(4)按葡糖糖氧化酶与生理盐水的重量比为5:100将葡糖糖氧化酶溶解于生理盐水中，用盐酸调节ph值至7.0-8.0，得d品；(5)将c品播种于多环芳烃污染的土壤中，待种子发芽时，按每公顷d品用量为25kg，将d品施于苜蓿草根部，控制土壤湿度为65％，培养90天。实施例2.一种“植物-酶”联用降解土壤中多环芳烃的方法，具体包括以下步骤：(1)选饱满、无虫蛀且无霉变的苜蓿草种子，用浓度为4％的甲醛浸泡60-120s，得a品；(2)a品取出，用蒸馏水浸泡40min后，用无菌水漂洗3次，得b品；(3)b品用无菌纱布吸干表面水分后转入装有ms培养基的培养皿中室温下催芽培养至芽长0.2-0.3厘米，得c品；(4)按葡糖糖氧化酶与生理盐水的重量比为5:90将葡糖糖氧化酶溶解于生理盐水中，用盐酸调节ph值至7.0-8.0，得d品；(5)将c品播种于多环芳烃污染的土壤中，待种子发芽时，按每公顷d品用量为30kg，将d品施于苜蓿草根部，控制土壤湿度为75％，培养100天。实施例3.一种“植物-酶”联用降解土壤中多环芳烃的方法，具体包括以下步骤：(1)选饱满、无虫蛀且无霉变的苜蓿草种子，用浓度为4-6％的甲醛浸泡60-120s，得a品；(2)a品取出，用蒸馏水浸泡30min后，用无菌水漂洗3次，得b品；(3)b品用无菌纱布吸干表面水分后转入装有ms培养基的培养皿中室温下催芽培养至芽长0.2-0.3厘米，得c品；(4)按葡糖糖氧化酶与生理盐水的重量比为5:90将葡糖糖氧化酶溶解于生理盐水中，用盐酸调节ph值至7.0-8.0，得d品；(5)将c品播种于多环芳烃污染的土壤中，待种子发芽时，按每公顷d品用量为20kg，将d品施于苜蓿草根部，控制土壤湿度为55％，培养80天。当前第1页12