[发明专利]一种生物表面活性剂强化植物—微生物共生体系的方法及其在原位修复铀污染土壤中的应用

说明书

本发明涉及一种生物表面活性剂强化植物—微生物共生体系的方法及其在原位修复铀污染土壤中的应用。以无铀污染土壤、蛭石、泥炭土为培养基质，以蓖麻为土壤宿主植物，以丛枝菌根为接种微生物，首先利用育苗装置培养蓖麻幼苗，对蓖麻种子进行丛枝菌根真菌接种，形成蓖麻幼苗—菌根真菌共生体系，再使用生物表面活性剂菌株液体对蓖麻幼苗—菌根真菌共生体系进行强化，得到一种生物表面活性剂强化功能的蓖麻幼苗—菌根真菌共生体系。将其应用于原位修复铀污染土壤中。本发明方法在原位修复铀污染土壤过程中，不仅植物长势很好，而且修复土壤后植株铀的含量高，修复效果好。

技术领域

本发明属于铀污染土壤修复领域，特别涉及一种生物表面活性剂强化植物—微生物共生体系的方法及其在原位修复铀污染土壤中的应用。

背景技术

土壤是生态环境的重要组成部分，是一个人类赖以生存的介于生物界和非生物界之间的复杂、开放的物质系统，也是一个能够支持植物、动物和微生物生长与繁殖的生物地球化学循环的储存库。随着我国核工业和核能的快速发展，铀的使用量每年仍在不断增加，由此产生的铀矿废石也很多。据不完全统计，一个年产量为10万吨的铀矿山，产生的铀矿废石的量将达到40 ~ 50万吨，其中铀的含量约为1 × 10^-4 ~ 3 × 10^-4 g/g，是正常土壤的天然本底值的4 ~ 10倍。同时，铀矿废石中的铀、钍、镭等放射性核素在各种水文地球化学的作用下，会转化为可以迁移的各种形态和价态，通过地表径流、地下渗流和淋洗，污染周边的土壤，并通过生物富集作用在人体内的积累，危害人们健康，给人类生存环境造成一定的威胁。因此，铀污染土壤的修复，是保障土壤质量的首要任务，也对实现经济社会可持续发展和保护人类健康的必要举措。

铀污染土壤修复主要有客土法、填埋法、覆盖新土法、电动修复法、堆浸去污法、钝化法和化学淋洗法等，但是这些传统的物理、化学方法处理成本较高，容易对环境造成破坏性二次污染，而且工艺流程冗长，后续处理繁琐，所生成的废物还需二次处理。植物修复法是一种利用超积累植物将铀污染土壤中的铀以离子或者化合物的形式，转移到植物体内的原位修复方法，具有操作简单、费用低廉、不造成二次污染且资源化利用等优点，逐渐引起了人们的广泛关注，具有广阔的应用前景。

然而，植物修复也有一定的局限性，如修复植物对铀的耐性有限，植物生长周期较长，外界环境因素对修复植物影响较大，一些固定态和沉淀态的铀修复植物不易吸收等。很多学者通过外加化学物质强化植物修复，效果虽然明显，但存在修复成本增加，环境风险大，外加的化学物质容易造成二次污染。

利用植物与微生物之间互利关系，探索一条既能大幅度提高植物修复铀污染土壤的效率、又能改善土壤生态环境，资源节约、环境友好且成本低廉的生物表面活性剂强化植物—微生物共生体系新方法，并能够真正实现绿色、高效、环保原位修复铀污染土壤，将具有重要的理论价值和现实意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明目的在于提供一种生物表面活性剂强化植物—微生物共生体系的方法。具体以无铀污染土壤、蛭石、泥炭土为培养基质，以蓖麻为土壤宿主植物，以丛枝菌根为接种微生物，首先利用育苗装置培养蓖麻幼苗，在填充有培养基质的泡沫漂浮孔穴育苗盆中对蓖麻种子进行丛枝菌根真菌接种，形成蓖麻幼苗—菌根真菌共生体系，再使用自制的生物表面活性剂菌株液体代替传统方法使用的化学表面活性剂，对蓖麻幼苗—菌根真菌共生体系进行强化，得到一种生物表面活性剂强化功能的蓖麻幼苗—菌根真菌共生体系，并将其应用于原位修复铀污染土壤中。具体步骤如下：

(1) 培养基质的制备

将无铀污染土壤、蛭石和泥炭土按照一定质量比进行混合，并进行灭菌处理，即可得到所需的培养基质；

(2) 生物表面活性剂菌株液体的制备