一种植物与微生物联合修复污染土壤的方法与流程

本发明涉及土壤微生物修复，尤其是指一种植物与微生物联合修复污染土壤的方法。

背景技术：

1、近些年来，随着人类生产活动的加剧，环境中的pahs含量激增。汽车尾气及工业生产均可能造成pahs环境污染，如煤、石油等矿物燃料的不完全燃烧或裂解均会向环境中源源不断的释放并输入这类有毒有害的副产物。据统计，全世界约有43000t/a的pahs由人类产生并排放至环境中，其中超过25000t/a的排放量是由中国产生，中国的城市平均每天就会产生排放密度为158kg/km2的pahs。因此，我国的pahs环境污染问题亟待进行解决。土壤是pahs累积的“汇”，有调查显示，全球有近90％的pahs都累积存在于土壤中。工业及人类生产活动排放的污水和气体，均能够通过灌溉和沉降等方式归结至土壤环境中，从而造成严重的土壤pahs污染问题。不同种类的pahs在土壤中残留的位置有所差异。

2、植物-微生物联合修复有机污染土壤技术因其成本较低、环境友好等优点已成为pahs生物修复领域的研究热点。联合修复主要基于植物和微生物的协同作用降解污染物。植物根系会分泌多种物质，这些根系分泌物进入污染土壤后，能够为土著或外源降解微生物提供养分促进降解微生物的生长，或与污染物共代谢，进而实现土壤中污染物的去除。然而，修复植物根系分泌物的作用范围局限于植物根际，且会受植物生长周期及环境因素影响发生组分和含量的变化；降解微生物进入污染土壤后也面临与土著微生物产生竞争等问题，这限制了联合修复作用的发挥。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种植物与微生物联合修复污染土壤的方法，基于植物-微生物联合作用机制的pahs污染土壤修复剂，其核心在于模拟根系分泌物和pahs降解菌群的耦合，相较常规植物-微生物联合修复技术，修复周期不受植物生长限制，土壤适应性强，应用前景广泛。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、一种植物与微生物联合修复污染土壤的方法，其特征在于：包括以下步骤：

4、s1，制备降解菌液；

5、s2，配制模拟根系分泌物；

6、s3，采用生物炭作为载体将降解菌液和模拟根系分泌物混合制备成复合土壤修复剂；

7、s4，对污染土壤施用步骤s3中制得的复合土壤修复剂，进行土壤修复。

8、优选地，步骤s1中制备降解菌液的具体方法如下：

9、s11，筛选对pahs具有高效降解潜力的菌株；

10、s12，菌株活化处理：将步骤s11中筛选出的pahs高效降解菌株分别于nb培养基内活化24h，离心10min，使用pbs缓冲液洗涤菌体，重复洗涤2次后加入同体积的pbs缓冲液将菌体重悬，以得到复配用的菌液；

11、s13，菌株复配：选取来源于pahs基质的高效降解菌株3～5株，并将上述菌株进行混合复配，构建了混合菌群；

12、s14，降解菌液制备：将s13中得到的混合菌群于nb培养基内混合活化24h，离10min以获得混合菌体，使用pbs缓冲液洗涤菌体中残留的碳源，重复洗涤2次后，加入同体积的pbs缓冲液重悬，以制备得到复合土壤修复剂所需菌液。

13、优选地，所述模拟根系分泌物由以下各组成配制而成：50mmol/l的果糖、50mmol/l的葡萄糖)、50mmol/l的蔗糖、25mmol/l的琥珀酸、25mmol/l的苹果酸、12.5mmol/l的精氨酸、12.5mmol/l的丝氨酸和12.5mmol/l的半胱氨酸，使用无菌水配制，并过0.22μm水系滤膜除菌。

14、优选地，所述模拟根系分泌物各组分的配比为：0.87-0.97gc/l的糖类组分、0.19-0.44gc/l的小分子酸类组分和0.84-1.89g c/l的氨基酸类组分；

15、其中，糖类组分包括葡萄糖：蔗糖：果糖＝1：1：1；

16、小分子酸类组分包括琥珀酸：苹果酸：柠檬酸＝1：1：1；

17、氨基酸类组分包括精氨酸：丝氨酸：缬氨酸＝1：1：1。

18、优选地，步骤s3中复合土壤修复剂的配制方法具体为：向离心管中的混合菌体沉淀中添加模拟根系分泌物溶液，使菌体充分重悬于溶液中，将溶液转移至锥形瓶，并投加灭菌生物炭，生物炭与are固液比为1：10。将锥形瓶置于摇床中振摇16h，条件为30℃，150r/min，过滤得到修复剂。

19、本发明的有益效果：

20、本发明基于植物-微生物联合作用机制，研发pahs污染土壤修复剂。针对3环phe、4环pyr和5环bap，通过多次驯化、分离与纯化，获得源于石油基质与pahs基质的专性降解微生物，将高效降解菌群和模拟根系分泌物吸附固定于生物炭载体，制备得到pahs污染土壤修复剂；基于植物-微生物联合作用机制的pahs污染土壤修复剂，其核心在于模拟根系分泌物和pahs降解菌群的耦合，相较常规植物-微生物联合修复技术，修复周期不受植物生长限制，土壤适应性强，应用前景广泛。

技术特征：

1.一种植物与微生物联合修复污染土壤的方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种植物与微生物联合修复污染土壤的方法，其特征在于：步骤s1中制备降解菌液的具体方法如下：

3.根据权利要求1所述的一种植物与微生物联合修复污染土壤的方法，其特征在于：所述模拟根系分泌物由以下各组成配制而成：50mmol/l的果糖、50mmol/l的葡萄糖)、50mmol/l的蔗糖、25mmol/l的琥珀酸、25mmol/l的苹果酸、12.5mmol/l的精氨酸、12.5mmol/l的丝氨酸和12.5mmol/l的半胱氨酸，使用无菌水配制，并过0.22μm水系滤膜除菌。

4.根据权利要求3所述的一种植物与微生物联合修复污染土壤的方法，其特征在于：所述模拟根系分泌物各组分的配比为：0.87-0.97gc/l的糖类组分、0.19-0.44gc/l的小分子酸类组分和0.84-1.89g c/l的氨基酸类组分；

5.根据权利要求1所述的一种植物与微生物联合修复污染土壤的方法，其特征在于：步骤s3中复合土壤修复剂的配制方法具体为：向离心管中的混合菌体沉淀中添加模拟根系分泌物溶液，使菌体充分重悬于溶液中，将溶液转移至锥形瓶，并投加灭菌生物炭，生物炭与are固液比为1：10。将锥形瓶置于摇床中振摇16h，条件为30℃，150r/min，过滤得到修复剂。

技术总结
本发明涉及土壤微生物修复技术领域，尤其是指一种植物与微生物联合修复污染土壤的方法，包括以下步骤：S1，制备降解菌液；S2，配制模拟根系分泌物；S3，采用生物炭作为载体将降解菌液和模拟根系分泌物混合制备成复合土壤修复剂；S4，对污染土壤施用步骤S3中制得的复合土壤修复剂，进行土壤修复。本发明基于植物‑微生物联合作用机制的PAHs污染土壤修复剂，其核心在于模拟根系分泌物和PAHs降解菌群的耦合，相较常规植物‑微生物联合修复技术，修复周期不受植物生长限制，土壤适应性强，应用前景广泛。

技术研发人员：陶晔,张井超,程燕,高燚
受保护的技术使用者：江苏普朗睿恩生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15