本發(fā)明涉及一種修復重金屬的方法，具體是一種蚯蚓微宇宙系統(tǒng)修復重金屬的方法。

背景技術(shù)：

土壤是人類賴以生存的物質(zhì)基礎，是人類不可缺少、不可再生的自然資源，也是人類環(huán)境的重要組成部分。土壤污染一直被稱為“看不見的污染”。作為重金屬的主要接納場所，土壤中所含的重金屬被植物、動物大量富集，通過食物鏈進入人體當中。如果長期食用被重金屬污染的糧油及其制品，將會對人體產(chǎn)生一定的不良影響。全國每年僅因重金屬污染而減產(chǎn)糧食1000多萬噸，另外被重金屬污染的糧食每年也多達1200萬噸，合計經(jīng)濟損失至少200億元，足以每年多養(yǎng)活4000多萬人。

重金屬對環(huán)境的污染和危害是由于人類盲目和無節(jié)制的開發(fā)礦產(chǎn)資源所引起的，環(huán)境污染方面所涉及的重金屬主要是指生物毒性顯著的汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷,還包括具有毒性的重金屬鋅、銅、鈷、鎳、錫、釩等污染物.土壤重金屬污染物在土壤中移動性差、滯留時間長、不能被微生物降解,易于積累轉(zhuǎn)化為毒性更大的甲基化合物，甚至有的通過食物鏈以有害濃度在人體內(nèi)蓄積，嚴重危害人體健康，上世紀中葉，重金屬污染日趨嚴重，中毒事件頻繁發(fā)生，日本的水俁病、骨痛病事件和伊拉克的甲基汞小麥中毒等公害事件事件，增強了人類對重金屬污染的關(guān)注和重視，許多人開始致力于發(fā)展出各種方法對重金屬污染進行監(jiān)管、治理和預測，而對汞、鎘、鉛等重金屬污染的研究，目前也已經(jīng)達到了分子水平。因此土壤的重金屬污染問題是全球最為嚴重的環(huán)境問題之一。有關(guān)重金屬污染的研究因其潛伏性、長期性和后果的嚴重性，受到了很大的關(guān)注。

土壤重金屬的種類很多，但目前污染比較嚴重的主要有銅、鎘、汞、鉛、鉻和砷。研究表明，農(nóng)田重金屬污染主要來自工業(yè)“三廢”、農(nóng)藥和化肥。工業(yè)“三廢”中以工業(yè)廢水為主，它已成為鎘、汞、鉛、鉻、砷等重金屬的共同污染來源。但是工業(yè)廢氣的污染也不容忽視，砷大多存在于銅、鋅、鉛等金屬礦中，這些金屬冶煉時釋放出的廢氣和煙灰中含有大量的砷和鎘；煤炭、石油等在燃燒過程中以廢氣方式釋放出的砷和鉛也對環(huán)境造成了極大的危害。此外土壤重金屬污染有較長的潛伏期，重金屬對土壤的污染基本上是一個不可逆轉(zhuǎn)的過程，一旦受到重金屬污染,其修復不僅見效慢,而且費用高。目前世界上常用的工程、物理和化學方法等，見效較快，但是只能局限于小范圍的應用，且往往改變了土壤的理化性質(zhì)，降低了土壤的肥力，并有可能造成二次污染?？茖W家們于是將目光投向自然界，尋找生物消除重金屬以修復污染土壤的的方法和技術(shù)。

植物修復技術(shù)是一種以植物忍耐、分解或超量積累某些化學元素的生理功能為基礎，利用植物及其共存微生物體系來吸收、降解、揮發(fā)和富集環(huán)境中污染物的治理技術(shù)。與傳統(tǒng)修復方法相比，該技術(shù)具有成本低、過程簡單，且環(huán)境友好的特點。根據(jù)其作用過程和機理，植物修復技術(shù)可分為植物穩(wěn)定、植物提取、植物揮發(fā)和根系過濾等類型。植物修復的關(guān)鍵是選擇超累積植物。要求這些植物具有發(fā)達的根系從土壤中提取有毒的重金屬并能承受一般植物所不能承受的重金屬成分和分量。超累積植物是在重金屬脅迫條件下的一種適應性突變體，往往生長緩慢，生物量低，氣候環(huán)境適應性差，具有很強的富集專一性。因此，人們寄托于利用分子生物學和基因工程技術(shù)篩選、培育吸收能力強、能同時吸收多種重金屬元素且生物量大的超累積植物或者把經(jīng)濟價值低的超累積植物和微生物基因，導入生物量大、生長速度快、適應性強的作物和經(jīng)濟植物中。但是目前，利用分子生物技術(shù)提高植物修復的實用性方面并沒有取得突破性進展。

微生物通過帶電荷的細胞表面吸附重金屬離子,或通過攝取必要的營養(yǎng)元素主動吸收重金屬離子,將重金屬離子富集在細胞表面或內(nèi)部。微生物可以直接依靠生物量吸持重金屬,主要過程有微生物直接吸附固定金屬離子,例如微生物多糖、多肽、糖蛋白上的官能團-COOH、-NH2、-SH、-OH、-PO4對重金屬離子的固定,主要過程有胞外沉積、胞外絡合及隨后的積聚、結(jié)合；其次是代謝產(chǎn)物(如微生物分泌磷酸根、腐植酸、富里酸,產(chǎn)硫細菌產(chǎn)生H2S),與此同時重金屬能夠在土壤中產(chǎn)生不溶性的化合物,使其對植物的可利用度減小。微生物也可以直接將重金屬吸收,在細胞內(nèi)積聚,使重金屬的移動性降低。但是功能微生物的篩選和分離是微生物修復重金屬技術(shù)的瓶頸。

蚯蚓屬于寡毛綱后孔寡毛目，通過掘穴、取食、排泄、分泌等活動對生態(tài)系統(tǒng)中生物、化學和物理過程產(chǎn)生影響，被稱為“生態(tài)系統(tǒng)工程師”。并且蚯蚓占據(jù)土壤生物量的80％，在維持土壤生態(tài)系統(tǒng)健康和肥力起著不可替代的作用，研究表明蚯蚓本身對重金屬有很強的富集能力，并且蚯蚓的前腸、中腸及后腸內(nèi)含有豐富的微生物區(qū)系，可以起到鈍化重金屬的作用。此外蚯蚓糞含有豐富的有機質(zhì)、腐殖質(zhì)和微生物區(qū)系，對污染土壤的重金屬也可以起到鈍化作用；Abdul et al.(1996)在三種不同濃度的Cd,Cu,Fe,Pb,Zn污染土壤上發(fā)現(xiàn)，蚯蚓對重金屬的有效性影響不大，但是顯著增加了黑麥草地上、地下部分的Cd,Cu,Zn含量，而且增加了黑麥草產(chǎn)量。山東師范大學的成杰民和中科院南京土壤所的駱永明課題組在用蚯蚓或蚯蚓與微生物互作強化植物的修復功能方面做了些研究，其研究結(jié)果不僅證明了植物-蚯蚓-微生物聯(lián)合修復模式的可行性，而且也顯示了蚯蚓本身在土壤生態(tài)系統(tǒng)修復中的潛力。由此可見蚯蚓及活性蚓糞作為一種環(huán)保材料，在治理重金屬污染、環(huán)境恢復領域具有十分獨特的作用。本專利通過對植物—菌根—蚯蚓微生態(tài)系統(tǒng)的設計與原位“栽植”、建立土壤重金屬原位鈍化和定點修復的技術(shù)，最終達到修復農(nóng)田土壤重金屬污染的目的，并開發(fā)多功能的土壤改良劑。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種蚯蚓微宇宙系統(tǒng)修復重金屬的方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種蚯蚓微宇宙系統(tǒng)修復重金屬的方法，構(gòu)建植物-菌根-蚯蚓微生態(tài)系統(tǒng)，植物根據(jù)所在區(qū)域主栽品種，選擇菌根易侵染的植物，菌種為地表球囊霉，接種劑為含有宿主植株根段、菌根真菌孢子和根外菌絲的砂土混合物，該接種劑是以砂土為擴繁基質(zhì)，以盆栽玉米、三葉草的方法擴繁10周后獲得繁殖體，即含有VA菌根菌絲、孢子和根段。以局部接種的方式接種，接種量為5％，赤子愛勝蚓Eisenia foetida取自當?shù)仳球攫B(yǎng)殖場，蚯蚓所采集地的土壤性質(zhì)與供試土壤相近，待菌根真菌侵染植物根系后，接種蚯蚓前先將蚯蚓的腸內(nèi)物清除掉。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述將蚯蚓的腸內(nèi)物清除掉的具體方法是：將蚯蚓洗凈，放于一底部鋪有吸水紙并有少量水分的周轉(zhuǎn)箱內(nèi)培養(yǎng)24h，次日取出洗凈擦干進行接種。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過對植物—菌根—蚯蚓微生態(tài)系統(tǒng)的設計與原位“栽植”、建立土壤重金屬原位鈍化和定點修復的技術(shù)，最終達到修復農(nóng)田土壤重金屬污染的目的，并開發(fā)多功能的土壤改良劑。

附圖說明

圖1為蚯蚓微宇宙系統(tǒng)修復重金屬的方法的原理圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。

請參閱圖1，本發(fā)明實施例中，

首先構(gòu)建植物—菌根—蚯蚓微生態(tài)系統(tǒng)：植物根據(jù)所在區(qū)域主栽品種，選擇菌根易侵染的植物。菌種為地表球囊霉。該菌種引自法國農(nóng)業(yè)科學院。接種劑為含有宿主植株根段、菌根真菌孢子和根外菌絲的砂土混合物。該接種劑是以砂土為擴繁基質(zhì)，以盆栽玉米、三葉草的方法擴繁10周后獲得繁殖體，即含有VA菌根菌絲、孢子和根段。以局部接種的方式接種，接種量為5％(W/W)。

赤子愛勝蚓Eisenia foetida取自當?shù)仳球攫B(yǎng)殖場，蚯蚓所采集地的土壤性質(zhì)與供試土壤相近。待菌根真菌侵染植物根系后(大約30天左右)，接種蚯蚓前先將蚯蚓的腸內(nèi)物清除掉。具體方法是：將蚯蚓洗凈，放于一底部鋪有吸水紙并有少量水分的周轉(zhuǎn)箱內(nèi)培養(yǎng)24h，次日取出洗凈擦干進行接種。

對于本領域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術(shù)人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。