本發(fā)明涉及設(shè)施農(nóng)業(yè)多環(huán)芳烴污染土壤修復(fù)的研究領(lǐng)域，具體地說是一種利用表面活性劑烷基糖苷強(qiáng)化禾本科植物冬牧修復(fù)設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤多環(huán)芳烴污染的方法。

背景技術(shù)：

1、由于設(shè)施農(nóng)業(yè)可以大幅度提高生產(chǎn)力水平，近年來我國的設(shè)施農(nóng)業(yè)得到大規(guī)模發(fā)展。設(shè)施栽培改善了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受季節(jié)影響的缺點(diǎn)，極大地提高了作物的產(chǎn)量。然而隨著工農(nóng)業(yè)快速發(fā)展及城市化進(jìn)程的加速，土壤有機(jī)污染日趨嚴(yán)重，進(jìn)而引起土壤退化和連作障礙。同時(shí)，在大量化肥、有機(jī)肥及農(nóng)藥施用過程中，加重土壤有機(jī)污染物的累積和污染。多環(huán)芳烴（pahs）作為典型的持久性有機(jī)污染物，自被發(fā)現(xiàn)以來一直廣受關(guān)注。土壤環(huán)境中的多環(huán)芳烴含量、分布與人類的活動(dòng)密切相關(guān)，我國農(nóng)業(yè)土壤多環(huán)芳烴污染情況較為嚴(yán)重，殘留平均值為993.0μg/kg，西北地區(qū)農(nóng)業(yè)土壤多環(huán)芳烴含量最高，可達(dá)3836.5μg/kg。由于多環(huán)芳烴在土壤環(huán)境中不易降解、半衰期長，可通過食物鏈進(jìn)行生物累積和生物放大，危害生物群落、植被及農(nóng)作物，最終導(dǎo)致污染物直接或間接的人體暴露，威脅生態(tài)安全和人體健康。

2、因此，尋求安全綠色高效的設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤多環(huán)芳烴污染修復(fù)方法是保障設(shè)施農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展和設(shè)施農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境治理的有效途徑。由于中輕度多環(huán)芳烴污染農(nóng)田面廣量大，從經(jīng)濟(jì)性和推廣性方面考慮，現(xiàn)階段中輕度多環(huán)芳烴污染農(nóng)田主要以安全利用為主。已有研究表明，植物修復(fù)（phytoremediation）技術(shù)相較于物理修復(fù)和化學(xué)修復(fù)，具有成本低、無二次污染、安全且適用于大面積場地修復(fù)等優(yōu)點(diǎn)。然而，土壤中多環(huán)芳烴具有低水溶性和憎水性，極易被土壤固相吸附，生物利用率較低。因此，如何增大多環(huán)芳烴生物可利用性、提高植物修復(fù)效率成為多環(huán)芳烴污染修復(fù)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。通過添加表面活性劑強(qiáng)化植物修復(fù)的方法能顯著提高污染土壤中多環(huán)芳烴修復(fù)效率。但關(guān)鍵是植物和表面活性劑的篩選與組合利用。因此，篩選出能有效増溶pahs的表面活性劑以及能夠有效吸收、降解土壤中pahs的植物至關(guān)重要。此外，選擇綠肥植物在內(nèi)的非食用植物作為修復(fù)植物，不但避免了修復(fù)過程中污染物進(jìn)入食物鏈造成危害，而且綠肥植物能夠在修復(fù)污染物的同時(shí)為設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤改良提供大量的有機(jī)綠肥，有效緩解設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤退化及連作障礙問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的是提供一種化學(xué)強(qiáng)化植物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種化學(xué)強(qiáng)化植物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法，其特征在于：在多環(huán)芳烴污染的設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤中添加表面活性劑烷基糖苷，同時(shí)種植綠肥植物冬牧，通過烷基糖苷的増溶作用使pahs從土壤顆粒上脫附，再利用冬牧生長過程中的吸收、降解及根際圈微生物的聯(lián)合作用，實(shí)現(xiàn)設(shè)施土壤中pahs含量的降低及pahs的去除。

4、所述的一種化學(xué)強(qiáng)化植物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法，其特征在于：所述設(shè)施農(nóng)業(yè)污染土壤中多環(huán)芳烴濃度為100-1000μg/kg。

5、所述一種化學(xué)強(qiáng)化植物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法，其特征在于：冬牧播種前，污染土壤中添加表面活性劑烷基糖苷并充分混勻，烷基糖苷添加量為1.0-5.0?g/kg。

6、所述一種化學(xué)強(qiáng)化植物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法，其特征在于：選取飽滿、成熟、無蛀的冬牧種子放于干凈器皿內(nèi)，25℃±5℃清水中浸泡8-10h。

7、所述一種化學(xué)強(qiáng)化植物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法，其特征在于：將催芽后的冬牧種子播種在添加烷基糖苷的多環(huán)芳烴污染土壤中，然后覆土1.0-2.0cm。

8、所述一種化學(xué)強(qiáng)化植物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法，其特征在于：冬牧種植后，按照設(shè)施農(nóng)業(yè)常規(guī)管理方法，定期澆水、除草、除蟲，并保持田間持水量55-75%。

9、本發(fā)明所選用的表面活性劑烷基糖苷是一種新型高效、無毒、可生物降解的非離子型表面活性劑，以其超群的性能被譽(yù)為世界級(jí)無毒表面活性劑。烷基糖苷作為一種綠色表面活性劑，用于設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤有機(jī)污染修復(fù)具有重要的意義。

10、本發(fā)明采用的綠肥植物冬牧不但營養(yǎng)豐富，富含粗蛋白，既可用作牧草飼養(yǎng)牲畜，也可以翻壓還田作為綠肥，改善設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境，提高土壤肥力，具有很高的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)價(jià)值。

11、本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)如下：

12、1.?本發(fā)明一方面利用表面活性劑烷基糖苷對(duì)多環(huán)芳烴的增溶作用，促進(jìn)土壤中吸附態(tài)多環(huán)芳烴向土壤溶液釋放，提高其生物可利用性，進(jìn)而通過植物的吸收、降解及微生物協(xié)同作用有效去除土壤中多環(huán)芳烴。另一方面，表面活性劑烷基糖苷可以促進(jìn)植物生長。本實(shí)驗(yàn)中添加3g/kg烷基糖苷處理中，冬牧生物量較未添加烷基糖苷處理增加了35.57%。這進(jìn)一步促進(jìn)了土壤中多環(huán)芳烴的植物修復(fù)效率；

13、2.?本發(fā)明選擇可作為綠肥植物的冬牧來吸收、降解土壤中多環(huán)芳烴。該方法易于操作、安全、費(fèi)用低。最重要的是冬牧種植過程中不僅能有效降低土壤中多環(huán)芳烴含量，而且可以作為綠肥經(jīng)粉碎后施入土壤為設(shè)施土壤改良提供大量有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)元素，在培肥地力、改善土壤環(huán)境質(zhì)量的同時(shí)降低常規(guī)修復(fù)過程中可能引入的次生污染問題，同時(shí)還不影響設(shè)施農(nóng)業(yè)正常生產(chǎn)；

14、3、本發(fā)明是將表面活性劑烷基糖苷施入多環(huán)芳烴污染的土壤并混合均勻后，種植冬牧。當(dāng)土壤中多環(huán)芳烴濃度為100-1000μg/kg時(shí)、種植60d后，通過表面活性劑烷基糖苷的増溶作用及冬牧的吸收、根系分泌物及根際微生物的交互作用有效去除污染土壤中多環(huán)芳烴。烷基糖苷添加量為3.0g/kg時(shí)土壤中多環(huán)芳烴削減率為40.5%，而無添加表面活性劑只種植冬牧的處理多環(huán)芳烴削減率為17.5%，無植物種植及無表面活性劑添加的對(duì)照處理多環(huán)芳烴削減率僅為3.75%。結(jié)果表明，冬牧對(duì)多環(huán)芳烴具有較強(qiáng)的耐性，烷基糖苷強(qiáng)化冬牧可以有效消減污染土壤中多環(huán)芳烴；

15、4.?本發(fā)明使用化學(xué)強(qiáng)化植物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法具有不破壞場地結(jié)構(gòu)、操作簡單、投資少、可大面積應(yīng)用、綠色環(huán)保及安全有效的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤資源的持續(xù)高效利用具有重要意義。

技術(shù)特征：

1.一種化學(xué)強(qiáng)化植物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法，其特征在于：該方法是在多環(huán)芳烴污染的設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤中添加表面活性劑烷基糖苷，并種植綠肥植物冬牧，利用表面活性劑烷基糖苷對(duì)多環(huán)芳烴的增溶作用，及冬牧的吸收、根系分泌物及微生物的聯(lián)合作用去除或顯著降低設(shè)施土壤中多環(huán)芳烴的含量；

2.按照權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)強(qiáng)化植物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法，其特征在于：在冬牧種植前，多環(huán)芳烴污染土壤中添加表面活性劑烷基糖苷并充分混勻，烷基糖苷添加量為1.0-5.0g/kg。

3.按照權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)強(qiáng)化植物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法，其特征在于：選取飽滿、成熟、無蛀的冬牧種子放于25℃±5℃清水中浸泡8-10h，然后將催芽后的冬牧種子種植在添加烷基糖苷的多環(huán)芳烴污染土壤中，覆土1.0-2.0cm。

4.按照權(quán)利要求1所述的一種化學(xué)強(qiáng)化植物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法，其特征在于：種植冬牧后，按照設(shè)施農(nóng)業(yè)常規(guī)管理方法，定期澆水、除草、除蟲，并保持田間持水量55%-75%。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及設(shè)施農(nóng)業(yè)有機(jī)污染土壤植物修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種化學(xué)強(qiáng)化植物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤的方法。在設(shè)施農(nóng)業(yè)多環(huán)芳烴污染土壤中添加表面活性劑烷基糖苷，并種植綠肥植物冬牧。利用表面活性劑的增溶作用，促進(jìn)土壤中吸附態(tài)多環(huán)芳烴向土壤溶液釋放，提高其生物可利用性，再通過冬牧生長過程中吸收、根系分泌物及微生物降解聯(lián)合作用去除或顯著降低土壤中多環(huán)芳烴含量。本發(fā)明采用一種綠肥植物，不但能修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤，而且能夠?yàn)樵O(shè)施土壤提供大量綠肥，改善設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤環(huán)境性能，有效緩解設(shè)施農(nóng)業(yè)土壤退化及連作障礙問題，保證設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)生產(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：張鴻齡,陳奕陽,石乙慧,馬國峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6