陰-非混合表面活性劑強化黑麥草、根際微生物來修復多環芳烴汙染農田土壤的方法
2023-05-17 08:32:01
陰-非混合表面活性劑強化黑麥草、根際微生物來修復多環芳烴汙染農田土壤的方法
【專利摘要】本發明公開了一種陰-非混合表面活性劑強化黑麥草、根際微生物來修復多環芳烴汙染農田土壤的方法，屬於汙染土壤修復【技術領域】。本發明包括如下步驟：（1）在PAHs汙染土壤表層施加低濃度（30～150mg/kg）陰-非離子混合表面活性劑；（2）種植黑麥草，生長40～60天後，收穫植物體，曬乾、轉移後集中焚燒處理；（3）通過重複上述操作，就可清除汙染土壤中PAHs，直到達到其環境安全標準。本發明的優點是採用低劑量陰-非離子混合表面活性劑增溶洗脫吸附在土壤上的PAHs，既可促進根際微生物降解PAHs，又可改善植物吸收累積PAHs，提高PAHs的修復效率，本方法技術工藝簡單、成本低、實用安全。
【專利說明】陰-非混合表面活性劑強化黑麥草、根際微生物來修復多環芳烴汙染農田土壤的方法【技術領域】[0001]本發明涉及汙染土壤修復【技術領域】，具體涉及一種陰-非混合表面活性劑強化黑麥草、根際微生物來修復多環芳烴汙染農田土壤的方法。
【背景技術】
[0002]PAHs (polycyclic aromatic hydrocarbons,英文簡稱 PAHs,中文為多環芳經)是一類土壤環境中常見的典型持久性有機汙染物，其濃度水平已從μ g/kg量級上升到mg/kg量級，其檢出率從不到20%上升到80%以上，主要農產品PAHs超標率20%左右。因此，PAHs等持久性有機物汙染農田土壤修復已成為國內外土壤與環境科學界共同關注的熱點問題之一。但迄今仍缺乏經濟有效的有機汙染農田土壤修復的實用技術，亟待解決有機汙染土壤修復的關鍵技術問題，為經濟高效修復PAHs等有機汙染農田土壤提供技術支撐。
[0003]有機汙染土壤修復技術主要有物理修復、化學修復、生物修復等方法。與物理化學修復相比，生物修復因成本低，操作簡便，不易產生新的汙染而備受青睞。在有機汙染土壤的生物修復過程中，微生物和植物通常只能吸收和降解土壤溶液中溶解態的有機汙染物，而疏水性有機汙染物水溶性很低，通常被強烈吸附在土壤上，微生物和植物對其生物可利用性低，大大限制了生物修復的效率[文獻I:Chen B L, Johnson E J, Chefetz B, Zhu LZj Xing B Sj 2005.Sorption of polar and nonpolar aromatic organic contaminantsby plant cuticular materials: role of polarity and accessibility.EnvironmentalScience and Technology, 39(16): 6138—6146.文獻 2:Collins C，Fryer M，GrossoA, 2006.Plant uptake of nonionic organic chemicals.Environmental Science andTechnology, 40(I): 45—52]。
[0004]表面活性劑因其特殊的結構和性質，在有機汙染土壤的化學修復、化學與生物相結合修復中具有很好的應用潛力。它是利用表面活性劑的增溶作用，將吸附在土壤上的有機汙染物解吸出來，並溶解到土壤溶液中，從而增加了有機汙染物從土壤表面向液相的傳質[文獻 3:Zhou W Jj Zhu L Zj 2007.Enhanced desorption of phenanthrenefrom contaminated soil using anionic-nonionic mixed surfactant.EnvironmentalPollution, 147(2): 350—357.文獻 4:Paria S，2008.Surfactant-enhancedremediation of organic contaminated soil and water.Advances in Colloid andInterface Science, 138(1): 24—58],提高了有機汙染物的生物可利用性,促進土著微生物對其的降解，並增強植物的
吸收積累，由此提高有機汙染土壤的修復效率。陰-非離子混合表面活性劑可形成混合膠束，較單一表面活性劑能更好地降低臨界膠束濃度，提高對有機物的增溶能力[文獻5:Zhu L Zj Feng S Lj 2003.Synergistic solubilization of polycyclic aromatichydrocarbons by mixed anionic-nonionic surfactants.Chemospherej 53(5): 459—467.]，同時能顯著降低土壤中陰離子表面活性劑的沉澱損失和非離子表面活性劑的吸附損失[文獻 6:Yang K, Zhu L Z, Xing B S，2006.Enhanced soil washing ofphenanthrene by mixed solutions of TX 100 and SDBS.Environmental Science andTechnology, 40(13): 4274—4280];它們能在
一定條件下能提高微生物降解PAHs的能力[文獻7 =Yu H S，Zhu L Z,
Zhou W J, 2007.Enhanced desorption and biodegradation of phenanthrene insoil-water systems with the presence of anionic—nonionic mixed surfactants.Journal of Hazardous Materials, 142(1-2): 354—361],或促進植物從水溶液中吸收累積 PAHs [文獻 8:Sun L, Zhu L Z, 2009.Effect of anionic-nonionic mixedsurfactant on ryegrass uptake of phenanthrene and pyrene from water.ChineseScience Bulletin, 54(3): 387—393]。
【發明內容】
[0005]本發明的目的針對現有技術的不足，提供一種陰-非混合表面活性劑強化黑麥草、根際微生物來修復多環芳烴汙染農田土壤的方法。該方法操作簡單、成本低廉、可大面積應用修復在PAHs汙染土壤。
[0006]本發明解決其技術問題所採用的技術方案具體包括如下步驟:
步驟1.在PAHs汙染土壤的表土層中施加SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑溶液，其投加量為每1000 g 土壤投加10~200 mg SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑；
所述的表土層深度為O~20 cm；
所述PAHs汙染土壤的表土層中施加SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑的量優選為:每1000 g 土壤投加30~150 mg SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑；所述的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活`性劑，其中的陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉(Sodium dodecyl benzene sulfonate, SDBS),非離子表面活性劑為失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚(Tween 80)。其中SDBS佔SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑質量比的20%~40% ；
步驟2.增加田間持水量至70%~80%，然後種植單年生黑麥草，種植密度根據土壤有機質含量確定，若有機質含量低於1%，則黑麥草種植密度為每平方米1500~2500株；若有機質含量高於2.5%,則黑麥草種植密度為每平方米3500~4000株；若有機質含量介於1%~2.5%之間，則黑麥草種植密度為每平方米2500~3500株；
步驟3.對種植的黑麥草進行正常的田間管理，包括澆水、施肥、除草；保持土壤含水率為田間持水量的50%~70% ；
步驟4.黑麥草經生長40~60天後，收穫其植物體，曬乾、轉移後集中焚燒處理；並檢測土壤中PAHs的含量；
步驟5.通過重複步驟f步驟4，就能清除汙染土壤中PAHs，直到達到其環境安全標準。
[0007]去除效果檢測:利用化學分析手段檢測經過處理土壤中PAHs的濃度水平。
[0008]本發明與現有技術相比，有益效果如下:
施加陰-非離子混合表面活性劑可協同增溶洗脫吸附在土壤上的PAHs，進而顯著提高黑麥草根際微生物的降解效率，同時促進黑麥草吸收累積PAHs，最終提高PAHs的修復效率。該方法技術工藝簡單、成本低、美觀安全，適用於大面積有機汙染農田土壤的治理。
[0009]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1 (a)為表面活性劑劑對黑麥草(40天後)根生物量的影響。
[0011]圖1 (b)為表面活性劑劑對黑麥草(40天後)莖葉生物量的影響。
[0012]圖2 Ca)投加系列表面活性劑種植黑麥草(40天後)土壤中菲殘留量。
[0013]圖2 (b)投加系列表面活性劑種植黑麥草(40天後)土壤中芘殘留量。
[0014]圖3 Ca)投加系列表面活性劑後黑麥草(40天後)根部菲的含量。
[0015]圖3 (b)投加系列表面活性劑後黑麥草(40天後)根部芘的含量。
【具體實施方式】
[0016]下面列舉實施例進一步闡述本發明，應理解實施例並非用於限制本發明的保護範圍。
[0017]1.1汙染土壤製備
土壤自然風乾後，每個大盆裝入25 kg，然後分別加入150 mL溶有一定濃度菲、芘的丙酮溶液。待丙酮揮發後加入9 L左右水攪拌混合均勻。將所有PAHs汙染土壤裝進攪拌機攪拌30分鐘，然後取出土樣置於大盆。第二天用攪拌機重複上述操作，然後將汙染土壤放在有無紡布的溫室架，調整土壤含水率至田間持水量的60?70%，粉碎土塊，20?25°C避光老化兩周。老化期間每三天加入適量水並攪拌均勻以保證土壤含水率在60%的田間持水量，兩周後，隨機取土壤樣品6個，檢測其中菲、芘含量分別為63.5 mg/kg和160.2 mg/kg。
[0018]實施例1.稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為10mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 0:5 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0019]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0020]實施例2
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為10mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 1:4 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0021]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0022]實施例3.稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為10mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 2:3 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0023]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0024]實施例4
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為10mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 =5:0 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0025]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0026]實施例5
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為30 mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 0:5 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0027]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0028]實施例6
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為30 mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 1:4 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。[0029]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0030]實施例7
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為30 mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 2:3 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0031]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0032]實施例8
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為30 mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 =5:0 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0033]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0034]實施例9
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為60 mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 0:5 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0035]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0036]實施例10
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為60mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 1:4 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0037]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0038]實施例11
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為60mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 2:3 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0039]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0040]實施例12
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為60 mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 =5:0 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0041]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0042]實施例13
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為100 mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 0:5 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0043]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0044]實施例14
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為100 mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 1:4 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0045]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0046]實施例15
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為100 mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 2:3 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0047]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0048]實施例16
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為100 mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 =5:0 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0049]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0050]實施例17
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為150 mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 0:5 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0051]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0052]實施例18
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為150 mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 1:4 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0053]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0054]實施例19
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為150mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 2:3 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0055]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0056]實施例20
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為150 mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 =5:0 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0057]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0058]實施例21
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為200 mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 0:5 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0059]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0060]實施例22
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為200 mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 1:4 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0061]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0062]實施例23
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為200 mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 = 2:3 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0063]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0064]實施例24
稱取約500 g (乾重)汙染土壤於乾淨的塑料薄膜(長寬各40 cm)。進一步在土壤中分別加入60 mL質量濃度為200mg/kg (濃度X體積)的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中，SDBS: Tween 80 =5:0 (質量比)。將土壤和表面活性劑充分混合，然後放在一張乾淨的無紡布上，調整土壤含水率約在60%的田間持水量，最後，將土壤充分粉碎裝進系列盆缽(直徑12 cmX高10 cm)。
[0065]黑麥草種子經篩選、誘種露白後，每個盆缽種植8簇，每簇5株。盆缽隨機擺放在溫室的長架上。盆栽期間，溫室白天溫度28?32°C，夜晚20?25°C。盆缽按需澆水以保持土壤含水率為60%的田間持水量。盆栽40天後，收取土壤。取土壤樣品時，捨棄表層土(2?3 cm),收集殘留在根周圍的土壤並充分混勻。
[0066]1.2樣品檢測
土壤樣品經冷凍乾燥後研磨混勻，取2.0 g於22 m 了離心管中，加入10 mL 二氯甲烷溶液，混勻後超聲萃取60 mirio然後3000 r / min離心15 111；[11,取1.0 mL萃取液至填有
2.5g矽膠的層析柱中淨化，先後用5 mLUO mL體積比為1:1的正己烷-二氯甲烷混合液淋洗，所有的洗脫液收集至50 mL圓底燒瓶後於40°C下旋轉蒸乾。再用5 mL甲醇定容,0.45μ m濾膜後用HPLC分析。
[0067]植物樣品冷凍乾燥後，剪碎，混勻後稱取適量至22 mL離心管中。分三次每次10mL加入體積比1:1的二氯甲烷-丙酮混合液，每次超聲萃取30 min，且收集所有萃取後溶液於50 mL圓底燒瓶中。將收集的萃取液於40°C恆溫下旋轉蒸發至幹，用2 mL正己烷潤洗後取I mL過2.5g矽膠柱(200-300目)淨化，並用15mL的二氯甲烷-正己烷混合液(體積1:1)洗脫，洗脫液收集至50mL圓底燒瓶,40°C恆溫下濃縮至幹,用甲醇定容至2mL,0.45μ m濾膜後用HPLC分析。
[0068]高效液相色譜儀測定時,色譜柱為XDB-C18柱(4.6 mmX 150 mm, 5 μπι),流動相為甲醇-水(V/V，90/10)，流速1.0 mL/min，柱溫為30°C，進樣量10 μ L ;使用螢光檢測器，其中菲、芘的螢光激發和發射波長分別為244和237 nm、360和385 nm。
[0069]結果顯示，以菲和芘為例，添加一定濃度的SDBS-Tween 80 (≤150 mg/kg)，對黑麥草種子萌發及生長階段無不良影響(圖1)，混合表面活性劑能不同程度促進黑麥草根際土壤微生物對菲芘的降解(圖2)，又可促進植物(黑麥草)吸收累積PAHs (圖3)，較單一 /無表面活性劑的處理有更好修復效果。因此，使用陰-非混合表面活性劑有助於提高黑麥草-根際微生物聯合修復PAHs汙染土壤的效率。
[0070]以上實施例僅對發明做進一步說明，而本發明的範圍不受所舉實施例局限。
【權利要求】
1.陰-非混合表面活性劑強化黑麥草、根際微生物來修復多環芳烴汙染農田土壤的方法，其特徵在於包括如下步驟: 步驟1.在PAHs汙染土壤的表土層中施加SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑溶液，其投加量為每1000 g 土壤投加10~200 mg SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑； 步驟2.增加田間持水量至70%~80%，然後種植單年生黑麥草，種植密度根據土壤有機質含量確定； 步驟3.對種植的黑麥草進行正常的田間管理，包括澆水、施肥、除草；保持土壤含水率為田間持水量的50%~70% ； 步驟4.黑麥草經生長40~60天後，收穫其植物體，曬乾、轉移後集中焚燒處理；並檢測土壤中PAHs的含量； 步驟5.通過重複步驟f步驟4，就能清除汙染土壤中PAHs，直到達到其環境安全標準。
2.如權利要求1所述的陰-非混合表面活性劑強化黑麥草、根際微生物來修復多環芳烴汙染農田土壤的方法，其特徵在於所述的表土層深度為O~20 cm。
3.如權利要求1所述的陰-非混合表面活性劑強化黑麥草、根際微生物來修復多環芳烴汙染農田土壤的方法,其特徵在於步驟I所述PAHs汙染土壤的表土層中施加SDBS-Tween80陰-非離子混合表面活性劑的量為每1000 g 土壤投加30~150 mg SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑。
4.如權利要求1所述的 陰-非混合表面活性劑強化黑麥草、根際微生物來修復多環芳烴汙染農田土壤的方法，其特徵在於所述的SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑，其中的陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉；非離子表面活性劑為失水山梨醇單油酸酯聚氧乙烯醚。
5.如權利要求1所述的陰-非混合表面活性劑強化黑麥草、根際微生物來修復多環芳烴汙染農田土壤的方法，其特徵在於所述的SDBS佔SDBS-Tween 80陰-非離子混合表面活性劑質量比的20%~40%。
6.如權利要求1所述的陰-非混合表面活性劑強化黑麥草、根際微生物來修復多環芳烴汙染農田土壤的方法，其特徵在所述的步驟2中黑麥草種植密度具體如下:若土壤有機質含量低於1%，則黑麥草種植密度為每平方米1500~2500株；若土壤有機質含量高於2.5%，則黑麥草種植密度為每平方米3500~4000株；若土壤有機質含量介於1%~2.5%之間，則黑麥草種植密度為每平方米2500~3500株。
【文檔編號】B09C1/08GK103691734SQ201310625720
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月27日 優先權日:2013年11月27日
【發明者】朱利中, 倪賀偉, 周文軍 申請人:浙江大學