一种十溴联苯醚污染土壤的修复方法 【技术领域】
本发明涉及土壤污染生物修复技术领域，具体涉及一种十溴联苯醚污染土壤的修复方法。
背景技术
十溴联苯醚(BDE-209或DeBDE)是市场上需求量最大的一类多溴联苯醚，是常见的应用于阻燃剂工业品的之一，广泛适用于橡胶、纺织、电子、塑料等行业。十溴联苯醚排放到环境中后，经光解、高温分解、生物及微生物降解等过程，会转化为多溴二苯并二噁英、多溴二苯并呋喃以及低溴代的联苯醚，更容易进入生物体，也引起更强的毒性作用。十溴联苯醚本身也被测试出据有潜在的致癌性，并对子代的免疫功能产生影响。
污染土壤的修复方法通常包括物理化学修复法和生物修复法。其中物理法通常通过大面积的翻土、换土等方法来实现，此方法投入耗费资金巨大。化学法通常具有破坏土壤理化性质和造成二次污染等缺陷。
生物修复技术是近20年来发展起来的一种有效的用于污染土壤治理的方法，因具有成本低、无二次污染、不破坏土壤环境等特点而日益受到重视。
对于十溴联苯醚污染土壤的生物修复，现在已经报道的有He Jianzhong(He Jiangzhong，Robrock Kristinr，Lisa Alvarez-Cohen.Microbia reductive debromination of polybrominated diphenyl ethers(PBDEs)[J].Environmental Science and Technology，2006，40：4429-4434.)等通过假单包菌微生物作用对PBDE进行了还原脱氯，从而将有毒物质转化为无毒物质。
多孔菌是真菌中具有重要经济价值且备受关注的一大类群，在地球上广泛分布。多孔菌中的大多数种类是木材腐生菌，引起木材白色腐朽或褐色腐朽，通常所说的多孔菌实际上是一个集合体。
土壤中的微生物很多，这就使得将菌类用于土壤污染修复时会面临很多的技术困难，土壤中的某些微生物会导致菌类的活性降低或者消失，从而无法实现对土壤污染的修复。
目前尚未有将多孔菌直接用于十溴联苯醚污染土壤修复，并且对修复中的各种参数进行研究的相关报道。
【发明内容】
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种成本低、高效且安全的，将多孔菌直接用于十溴联苯醚污染土壤的修复的方法。
本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的：
一种十溴联苯醚污染土壤的修复方法，该方法是采用多孔菌，将多孔菌直接加入被十溴联苯醚污染的土壤中，利用多孔菌对十溴联苯醚的降解作用，从而实现对十溴联苯醚污染土壤的修复。
上述修复方法，是先将多孔菌采用直径为10mm的打孔器打成一片片的菌片，再按照每10g土添加3～9片多孔菌的添加比例，将多孔菌菌片直接与含有十溴联苯醚的土壤在室温下均匀混合，通过多孔菌对十溴联苯醚的降解作用，从而实现对十溴联苯醚污染土壤的修复。
上述修复方法中，所用的多孔菌为任意一种多孔菌真菌。
上述修复方法中，将多孔菌和待修复土壤在室温下混合后，可通过气相-质谱联用仪，每隔一段时间对处理情况进行分析检测，通过检测结果可以看出，未加多孔菌时，十溴联苯醚的自然降解率随时间缓慢增加，降解过程不显著；加入多孔菌后，十溴联苯醚降解速度显著增加，且随着加菌量的增加，降解速率更快，而且随着加菌量的增加，十溴联苯醚的降解率也越来越高，当加菌量为6片的时候就能保持一个较高的降解率了，因此本发明的加菌量优选每10g土添加6片多孔菌。
通过对修复过程的气相-质谱联用检测，本发明人还发现将待检测的污染土壤进行灭菌处理后，多孔菌对十溴联苯醚的降解效果反而不如为灭菌土壤的，分析可能是土壤中的一些微生物对多孔菌的降解效果具有促进作用。
本发明的修复方法对多种类型的土壤均能起到很好的降解十溴联苯醚作用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明的修复方法，其成本低廉、操作简单，而且降解土壤中十溴联苯醚的效果很好；
2.本发明通过对修复方法中的一些参数优化，从而使得多孔菌能够直接添加到待修复土壤中，不会受到土壤中成分复杂的影响，从而有效地将土壤中地十溴联苯醚进行降解。
【附图说明】
图1为实施例3中不同土样对多孔菌降解十溴联苯醚的影响折线图。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例对本发明做进一步地描述，但具体实施例并不对本发明做任何限定。
实施例1多孔菌修复十溴联苯醚污染土壤及加菌量的研究
采集广州华南农业大学树木园赤红壤，将土壤取样回来后放在实验室自然风干，过60目筛备用。
将十溴联苯醚与上述处理过后的土壤样品在室温下均匀混合，放于阴暗处，制备十溴联苯醚含量为2.5mg/kg的十溴联苯醚污染赤红壤。
本实施例设置四个实验组：
空白对照组：以不向十溴联苯醚污染赤红壤中加入菌种为空白对照；
加菌1组：向十溴联苯醚污染赤红壤中加入多孔菌菌片并均匀混合，加菌比例为3片/10g土壤；
加菌2组：向十溴联苯醚污染赤红壤中加入多孔菌菌片并均匀混合，加菌比例为6片/10g土壤；
加菌3组：向十溴联苯醚污染赤红壤中加入多孔菌菌片并均匀混合，加菌比例为9片/10g土壤。
上述四个实验组，分别设置3个重复。
本实施例的多孔菌菌片均采用直径为10mm的打孔器打出。
上述四个实验组在试验前要均要测试供试土壤中的十溴联苯醚初始浓度，然后每个实验组分别在多孔菌处理的第3、6、9、12、15天取样，对各样品进行检测。
样品的检测方法为：将丙酮/正己烷混合溶剂(体积比为1∶1)对取出的土壤样品进行索室抽提48h，并在底瓶加入适量铜片用于脱硫，将抽提液旋转蒸发浓缩至1～2ml，加10ml正己烷进行溶剂转换，再旋转蒸发至1～2ml，然后过多层硅胶氧化铝复合柱：依次用30ml的正己烷，70ml的等体积比混合的正己烷-二氯甲烷溶液淋洗。淋洗液旋转蒸发浓缩至1ml，转入1.8ml的小瓶中，柔和N2吹至200μl于正己烷中，最后利用气相-质谱联用仪进行取样分析。
气相-质谱联用仪操作采用的色谱条件：DB-5MS(15m×0.25mm.id.，0.1μm)毛细管柱；载气为He，恒流，柱流量为1mL/min，无分流进样，进样量为1μL；进样口温度280℃，柱始温110℃，10℃/min升至300℃(5min)，NCI离子源；甲烷为反应气；离子源温度230℃。十溴联苯醚的扫描离子m/z为79、81、486.7和488.7。
表1给出多孔菌加菌量的不同对十溴联苯醚降解率的影响结果。
表1加菌量对十溴联苯醚降解率的影响
从表1中可以看出，未加多孔菌时，十溴联苯醚的自然降解率随时间缓慢增加，降解过程不显著；加入多孔菌后，十溴联苯醚降解速度显著增加，且随着加菌量的增加，降解速率更快，当加菌量为3片、6片、9片时，15天后，十溴联苯醚的降解率均达到了50％以上，这说明加入多孔菌后，多孔菌能显著的降解土壤中的十溴联苯醚，这为采用多孔菌直接修复十溴联苯醚污染土壤提供了保证。
此外，从表1还可以看出，多孔菌的加菌量为3～9片/10g土壤时，均能获得很好的十溴联苯醚降解效果，当加菌量为6片时达到一个较高的降解效果，此时加菌量增加到9片时，则效果也不会有明显的提高，因此出于成本考虑，本发明的修复方法优选多孔菌的加菌量为6片/10g土壤。
实施例2待检测土壤的条件优化
本实施例的主要针对待检测土壤的处理方法进行优化，土壤样品采用实施例1制备的2.5mg/kg的十溴联苯醚污染赤红壤，分为两个实验组：
(1)非灭菌组：该组对实施例1制备的2.5mg/kg的十溴联苯醚污染赤红壤不采用灭菌处理，直接按照6片/10g土壤的加量比例，将多孔菌添加到十溴联苯醚污染赤红壤中，均匀混合；
(2)灭菌组：该组先对实施例1制备的2.5mg/kg的十溴联苯醚污染赤红壤进行常规灭菌处理后，再按照6片/10g土壤的加量比例，将多孔菌添加到灭菌后的十溴联苯醚污染赤红壤中，均匀混合。
上述灭菌组的灭菌过程在灭菌锅中进行。
非灭菌组和灭菌组在试验前要均要先测试供试土壤中的十溴联苯醚初始浓度，然后两个实验组分别在第3、6、9、12、15天进行取样分析，分析方法如实施例1。
表2为待检测土壤处理方法的不同对多孔菌降解十溴联苯醚的影响。
表2不同土样处理方法对多孔菌降解十溴联苯醚的影响
由表2可知，对十溴联苯醚污染的赤红壤进行灭菌前后，多孔菌降解十溴联苯醚的效能发生显著变化，在两种不同土样中，随着时间的增加，十溴联苯醚降解率都也逐渐增加，但在一段时间内，灭菌土中十溴联苯醚的降解率为38.14％，要低于非灭菌土，即现场采集的赤红壤中十溴联苯醚的降解率52.59％，这说明非灭菌土中采用多孔菌降解十溴联苯醚的效能要优于灭菌土。
实施例3不同土壤样品的修复效果检测
本实施例分别采集了赤红壤、红壤、砖红壤、水稻土和菜田土共5种土样，其中赤红壤来源于华农树木园，水稻土和菜园土来源于华农农村，红壤来自于湛江，砖红壤赖来源于韶关。
土壤取样回来后放在实验室自然风格，过60目筛备用。分别制备上述五种土壤的2.5mg/kg的十溴联苯醚污染的赤红壤，制备方法同实施例1。
每个处理用土10g，设置3个重复，多孔菌加菌量为6片/10g土。
试验前测试供试土壤的十溴联苯醚初始浓度，分别在试验进行后的3、6、9、12、15天进行取样分析，分析方法如实例1。最终得到各土样中十溴联苯醚残余含量。
图1不同土样对多孔菌降解十溴联苯醚的影响折线图，图中的5条折线分别为赤红壤、红壤、砖红壤、水稻土和菜田土这5种土样的检测结果，从图中可以看出，对于这5种不同土样，加入多孔菌后，多孔菌均对土壤中的十溴联苯醚具有降解作用，随着时间的增加，降解率也逐渐增加，在15天左右后，降解率趋于平衡，5种土样的降解率均达到了50％以上，这说明多孔菌对上述5种十溴联苯醚污染的土样均有良好的降解效果，同时也说明多孔菌在多种土样中降解十溴联苯醚作用具有普适性。