專(zhuān)利名稱(chēng)：受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強(qiáng)化修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)中的土壤污染治理領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是用于有機(jī)物菲、芘或五 氯苯酚的蚯蚓強(qiáng)化修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
土壤是人類(lèi)生存與發(fā)展的重要自然資源和整個(gè)陸地生態(tài)系統(tǒng)賴(lài)以存在的基礎(chǔ)，對(duì)于
農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和人類(lèi)的生存都非常重要。據(jù)UNEP(聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署)1990年報(bào)告 (IRRTC)，每年約有3 - 4億噸有機(jī)物進(jìn)入環(huán)境，其中大部分進(jìn)入了土壤環(huán)境。我國(guó)土壤 污染的問(wèn)題也很?chē)?yán)重,對(duì)耕地資源可持續(xù)利用和糧食生產(chǎn)安全提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。比如， 有機(jī)氯農(nóng)藥已禁用近20年，土壤中殘留量已大大降低，但檢出率仍很高。廣州蔬菜土 壤中六六六檢出率99%， DDT檢出率為100y。。太湖流域農(nóng)田土壤中六六六、DDT檢 出率仍達(dá)100。/。,一些地區(qū)最高殘留量仍在1mg/kg以上。隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程加快， 城市和工業(yè)區(qū)附近土壤有機(jī)污染也日益加劇,這些土壤的環(huán)境污染治理與修復(fù)刻不容緩。 由于有機(jī)化合物具有較高土壤-水分配系數(shù)， 一旦進(jìn)入土壤后，其絕大多數(shù)積聚在土壤 里，不僅難降解，而且毒性大，所以，世界各國(guó)都已投入大量人力、財(cái)力開(kāi)展有機(jī)化合 物污染土壤的修復(fù)技術(shù)研究。
多環(huán)芳烴(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons; PAHs)是指兩個(gè)或兩個(gè)以上苯環(huán)以 線(xiàn)狀、角狀或簇狀排列的稠環(huán)化合物，是環(huán)境中普遍存在的具有代表性的一類(lèi)重要持久 性有機(jī)污染物。氯酚廣泛用作木材的防腐劑、除草劑、殺菌劑、溶劑、熱交換劑等。氯 酚經(jīng)使用后會(huì)釋放到自然環(huán)境中造成嚴(yán)重污染。氯酚分別被中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站和美國(guó)環(huán) 境保護(hù)局確定為優(yōu)先控制污染物。五氯酚(Pentachlorophenol， PCP，分子式C6HCI50) 是其中比較典型的一種，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、殘效期長(zhǎng)、毒性高，對(duì)生物體具有廣譜毒性
和致突變性。這兩類(lèi)有機(jī)污染土壤的修復(fù)研究具有較高的現(xiàn)實(shí)意義。
有機(jī)物污染土壤修復(fù)方法主要包括物理修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)技術(shù)和生物修復(fù)技術(shù) 等。廣義的生物修復(fù)，指一切以利用生物為主體的環(huán)境污染的治理技術(shù)。它包括利用 植物、動(dòng)物和微生物吸收、降解、轉(zhuǎn)化土壤中的污染物，使污染物的濃度降低到可接受 的水平，或?qū)⒂卸居泻Φ奈廴疚镛D(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)，也包括將污染物穩(wěn)定化，以減少其向周邊環(huán)境的擴(kuò)散。 一般分為植物修復(fù)、動(dòng)物修復(fù)和微生物修復(fù)三種類(lèi)型。其中土壤動(dòng) 物修復(fù)技術(shù)作為一種新興的綠色生物技術(shù)，不僅能通過(guò)土壤動(dòng)物群的直接作用吸收、 轉(zhuǎn)化和分解土壤中的污染物，同時(shí)還可以通過(guò)間接作用如改善土壤理化性質(zhì)，提 高土壤肥力，促進(jìn)植物和微生物的生長(zhǎng)等修復(fù)土壤污染，在環(huán)境友好性和經(jīng)濟(jì)性上 都優(yōu)于傳統(tǒng)的物理或化學(xué)的方法，是解決環(huán)境中有機(jī)物污染土壤問(wèn)題的一個(gè)很有前景的 方法，現(xiàn)己成為在環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
大量的研究表明，蚯蚓能促進(jìn)土壤有機(jī)物質(zhì)的分解轉(zhuǎn)化。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于蚯頓對(duì)土 壤中有機(jī)污染物降解影響的研究多集中于生活垃圾和生活污水處理等方面。對(duì)于農(nóng)業(yè)化 學(xué)品，研究其對(duì)蚯蚓的毒性效應(yīng)的報(bào)道較多，而有關(guān)于利用蚯蟲(chóng)引促進(jìn)農(nóng)業(yè)化學(xué)品等有機(jī) 物污染土壤脫毒的研究表明土壤中的一些蚯蚓能吸收或富集土壤中的殘留農(nóng)藥，并通過(guò) 其自身的代謝作用把部分農(nóng)藥分解為低毒或無(wú)毒產(chǎn)物。但由于使用量無(wú)法掌握，文獻(xiàn)報(bào) 道表明蚯蚓使用對(duì)于大面積處理污染物效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容
1、 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題
本發(fā)明提供受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強(qiáng)化修復(fù)方法，通過(guò)本發(fā)明可以實(shí) 現(xiàn)低成本、高效、較安全的土壤修復(fù)，可實(shí)際應(yīng)用于有機(jī)物菲、芘或五氯苯酚污染場(chǎng)地 土壤的修復(fù)。
2、 技術(shù)方案
受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強(qiáng)化修復(fù)方法，其步驟為
(A) 定期測(cè)量土壤中菲和芘或五氯苯酚的含量；
(B) 加入蚯蚓或者蚯躬l以及秸稈或蚯頓與金絲垂柳。
上面所述的蚯蚓品種為M. guillelmi食土蚯蚓，加入方式為以人工投放的方式單獨(dú) 投入或與金絲垂柳組合投入或與秸稈組合投入。
所述的土壤中菲、芘和五氯苯酚的含量分別為5、 50和1 mg/kg時(shí)蚯躬l的加入量為60 90條/m2。步驟B中菲、芘和五氯苯酚的含量為每5、 50和1 mg/kg時(shí)金絲垂柳種植密 度為4~6株每平方米。
3、 有益效果
本發(fā)明提供了受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強(qiáng)化修復(fù)方法，相對(duì)于現(xiàn)有技
4術(shù)，具有以下的有益效果(1)采用的蚯蚓在快速去除土壤污染物的同時(shí)，可大幅度改
善耕作土壤質(zhì)量，提升其農(nóng)業(yè)再利用價(jià)值；(2)使用土壤動(dòng)物不會(huì)帶來(lái)非本土物種的 困擾，與土壤的自然生態(tài)過(guò)程比較協(xié)調(diào)，在環(huán)境友好性上要優(yōu)于傳統(tǒng)方法；(3)將其 進(jìn)一步與木本植物修復(fù)相結(jié)合，蚯蚓在進(jìn)行有機(jī)物代謝的同時(shí)也促進(jìn)了木本植物對(duì)有機(jī) 物的吸收利用，這種植物-蚯蚓聯(lián)合修復(fù)將更有利于蚯蚓強(qiáng)化的技術(shù)應(yīng)用于多環(huán)芳烴、 五氯苯酚等有機(jī)物污染土壤的修復(fù)。


圖1是蚯蚓處理下土壤中菲濃度隨時(shí)間的變化；
圖2是蚯頓處理下土壤中芘濃度隨時(shí)間的變化；
圖3是蚯蟲(chóng)引處理下土壤中五氯苯酚濃度隨時(shí)間的變化；
圖4是蚯蚓強(qiáng)化植物處理時(shí)土壤中菲濃度隨時(shí)間的變化；
圖5是蚯蚓處理下金絲垂柳葉和莖中菲濃度隨著時(shí)間的變化； 圖6是蚯蚓強(qiáng)化植物處理時(shí)土壤中芘濃度隨時(shí)間的變化；
圖7是蚯蚓強(qiáng)化植物處理時(shí)土壤中五氯苯酚濃度隨時(shí)間的變化。
具體實(shí)施例方式
以下通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明 實(shí)施例1:
多環(huán)芳烴菲污染土壤的蚯躬l強(qiáng)化修復(fù)效果
修復(fù)試驗(yàn)點(diǎn)位于南京市江寧區(qū)某鎮(zhèn)。試驗(yàn)時(shí)先挖出200mS的長(zhǎng)方形地塊中的土壤， 建好試驗(yàn)池并做好下滲水的收集系統(tǒng)，接著將土回填，在回填到表層土?xí)r進(jìn)行分層回填， 分層均勻撒上多環(huán)芳烴菲的溶液，充分混勻后平整土地，將表層大塊土粒打細(xì)。然后用 PVC隔板隔為若干1x1mZ的正方形小區(qū)，隔板埋深25cm。每3個(gè)相鄰的小區(qū)為1組 平行。處理組有土壤對(duì)照組和蚯蚓組，蚯衂加入量為每5 mg菲/kg 土壤60條，分別 記為CK和EW。處理時(shí)間為污染四個(gè)月后，并在處理15天、30天以及45天分別采 表層土壤和植物樣品(含葉和莖部)，試驗(yàn)期間按照當(dāng)?shù)亓?xí)慣進(jìn)行田間管理。
圖1給出了蚯蚓處理下土壤中菲濃度隨時(shí)間的變化。從圖中可看出，處理開(kāi)始后， 蚯蚓的放養(yǎng)對(duì)土壤中菲濃度的下降有促進(jìn)作用。蚯弼l放養(yǎng)45天后，表層土壤中菲的處理效果能達(dá)到48%以上。這說(shuō)明蚯蚓對(duì)菲具有的較強(qiáng)吸收積累能力，有利于其對(duì)菲污染土 壤的修復(fù)。
實(shí)施例2:
多環(huán)芳烴芘污染土壤的蚯蚓強(qiáng)化修復(fù)效果
其基本步驟同實(shí)施例1，處理組有土壤對(duì)照組和蚯蚓組，蚯蚓加入量為每5 0mg 芘/kg 土壤90條，分別記為CK和EW。圖2給出了蚯蚓處理下土壤中芘濃度隨時(shí)間 的變化。從圖中可看出，蚯蚓的放養(yǎng)對(duì)土壤中芘濃度的減少有顯著的促進(jìn)作用。與CK 對(duì)照組相比，EW處理組土壤中芘濃度有顯著的下降。蚯蚓放養(yǎng)45天后，表層土壤中 芘的處理效果也能達(dá)到42%以上。這說(shuō)明蚯蚓的放養(yǎng)能顯著促進(jìn)土壤中芘濃度的下降。
實(shí)施例3:
五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強(qiáng)化修復(fù)效果
其基本步驟同實(shí)施例1，處理組有土壤對(duì)照組、蚯蚓組、蚯蟲(chóng)引和桔桿組合組，蚯 蚓加入量為每1 mg五氯苯酚/kg土壤70條，分別記為CK、 EW和EW+Stalk。而對(duì) 于蚯蚓和桔桿組合組來(lái)說(shuō)，桔桿為水稻草，加入量約10kg/平方米。
圖3給出了蚯蚓放養(yǎng)后從處理時(shí)開(kāi)始土壤中PCP濃度的變化情況。從圖中可看出， 從處理開(kāi)始，蚯蚓的放養(yǎng)對(duì)土壤中PCP濃度的下降有促進(jìn)作用，與CK對(duì)照組相比， 30天后EW處理組土壤中PCP濃度就有顯著的下降。45天后表層土壤中五氯苯酚的 處理效果能達(dá)到55%以上。而有機(jī)肥秸稈的加入能大幅度增強(qiáng)土壤中PCP濃度的衰減， 在45天后，能有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上顯著的增強(qiáng)作用，表層土壤中五氯苯酚的處理效果能達(dá) 到85%以上。
實(shí)施例4:
多環(huán)芳烴菲污染土壤的蚯蚓強(qiáng)化植物修復(fù)效果
其基本步驟同實(shí)施例1，處理組有土壤對(duì)照組、蚯蚓和金絲垂柳植物結(jié)合組，蚯 蚓加入量為每5 mg菲/kg 土壤80條，金絲垂柳種植密度為5 mg菲/kg 土壤4~6株每 平方米。分別記為CK和W+EW。從圖4可以看出，其處理效果與實(shí)施例1相比，蚯 蚓強(qiáng)化植物修復(fù)的效果與單一蚯蚓修復(fù)的比較接近，處理效果在45天后達(dá)到48%以上。但在蚯頓處理開(kāi)始后，金絲垂柳(Sa//x x aiyreo-penc(u/a CL 'J1011')葉和莖中菲濃度隨 時(shí)間而增加較快。如圖5， 45天后金絲垂柳葉和莖中菲含量比處理初始值增加到196% 和99% 。
實(shí)施例5:
多環(huán)芳烴芘污染土壤的蚯蚓強(qiáng)化植物修復(fù)效果
其基本步驟同實(shí)施例1，處理組有土壤對(duì)照組、蚯蚓和金絲垂柳強(qiáng)化植物組，蚯
蚓加入量為每5 0mg芘/kg 土壤90條，金絲垂柳種植密度為50 mg芘/kg 土壤4~6 株每平方米，分別記為CK和W+EW。如圖6，其處理效果與實(shí)施例2相比，蚯蝴強(qiáng)化 植物修復(fù)的效果與單一蚯蚓修復(fù)的要好，處理效果在45天后達(dá)到55%以上。在蚯頓 處理下，經(jīng)過(guò)45天的生長(zhǎng)，金絲垂柳葉和莖中芘含量仍然未能檢測(cè)到。
實(shí)施例6:
五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強(qiáng)化植物修復(fù)效果
其基本步驟同實(shí)施例1，處理組有土壤對(duì)照組和蚯蚓強(qiáng)化植物組，蚯頓加入量為 每1 mg五氯苯酚/kg 土壤60條，分別記為CK和W+EW，如圖7，其處理效果與實(shí)施 例3相比，蚯蚓強(qiáng)化植物修復(fù)的效果與單一蚯頓修復(fù)相比要明顯增強(qiáng)，處理效果能在 45天后達(dá)到95%以上。
權(quán)利要求
1.一種受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強(qiáng)化修復(fù)方法，其步驟為(A)定期測(cè)量土壤中菲和芘或五氯苯酚的含量；(B)加入蚯蚓或者蚯蚓以及秸稈或蚯蚓與金絲垂柳。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強(qiáng)化修復(fù)方法，其特征在于步驟B中的蚯蚓品種為M. guillelmi食土蚯蚓，其加入方式為以人工投放 的方式單獨(dú)投入或與金絲垂柳組合投入或與秸稈組合投入。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強(qiáng)化修復(fù)方法，其特征在于步驟B中土壤中菲、芘或五氯苯酚的含量為5、 50和1 mg/kg時(shí)蚯蚓 的加入量為60~90條/m2。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強(qiáng)化修復(fù)方法，其特征在于步驟B中菲、芘和五氯苯酚的含量為每5、 50和1 mg/kg時(shí)金絲垂柳種植 密度為4~6株每平方米。
全文摘要
受菲、芘或五氯苯酚污染土壤的蚯蚓強(qiáng)化修復(fù)方法，屬于土壤環(huán)境污染治理領(lǐng)域。其步驟為(A)定期測(cè)量土壤中菲和芘或五氯苯酚的含量；(B)加入蚯蚓或者蚯蚓以及秸稈或蚯蚓與金絲垂柳。上面所述的蚯蚓品種為M.guillelmi食土蚯蚓，加入方式為以人工投放的方式單獨(dú)投入或與金絲垂柳組合投入或與秸稈組合投入。步驟B中菲、芘和五氯苯酚的含量為每5、50和1mg/kg時(shí)金絲垂柳種植密度為4～6株每平方米。本發(fā)明采用的蚯蚓在快速去除土壤污染物的同時(shí)，可大幅度改善耕作土壤質(zhì)量，提升其農(nóng)業(yè)再利用價(jià)值；與土壤的自然生態(tài)過(guò)程比較協(xié)調(diào)；將其進(jìn)一步與木本植物修復(fù)相結(jié)合，蚯蚓在進(jìn)行有機(jī)物代謝的同時(shí)也促進(jìn)了木本植物對(duì)有機(jī)物的吸收利用。
文檔編號(hào)B09C1/00GK101648206SQ20091018460
公開(kāi)日2010年2月17日 申請(qǐng)日期2009年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月21日
發(fā)明者孫媛媛, 榮 季, 穎 尹, 李佳華, 王曉蓉, 郭紅巖 申請(qǐng)人:南京大學(xué)