CN103098586A

CN103098586A - 吲哚乙酸在强化植物修复多环芳烃污染土壤中的应用

Info

Publication number: CN103098586A
Application number: CN2013100587957A
Authority: CN
Inventors: 徐莉; 李伟明; 胡锋; 李辉信; 刘满强; 焦加国; 陈小云; 马丽丽; 张振
Original assignee: Nanjing Agricultural University
Current assignee: Nanjing Agricultural University
Priority date: 2013-02-25
Filing date: 2013-02-25
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2033-02-25
Also published as: CN103098586B

Abstract

本发明涉及污染土壤修复技术领域，公开了吲哚乙酸在强化修复多环芳烃污染土壤中的应用。在多环芳烃污染的土壤中种植禾本科植物，并在植物生长过程中向土壤表面喷施吲哚乙酸的甲醇水溶液；经生长80~90天以后，收获植物体，低温烘干并集中处理，即可。本发明工艺简单，成本低，原位修复，对周围环境不会造成影响和破坏，且对多环芳烃等有机污染土壤的修复效果好，适用于有机污染土壤的修复。

Description

吲哚乙酸在强化植物修复多环芳烃污染土壤中的应用

技术领域

本发明属于污染土壤修复技术领域，涉及吲哚乙酸在修复多环芳烃污染土壤中的应用。

背景技术

多环芳烃（PAHs）是一类含有两个或两个以上苯环，以线状、角状或簇状排列的稠环型化合物，熔点和沸点较高，具有疏水性强、蒸气压小、辛醇-水分配系数高等特点。其来源主要包括自然界本身存在、化石燃料的不完全燃烧、有机合成材料和炼油厂生产等方面。

PAHs已被证明具有致癌、致畸、致突变的“三致”效应，对农产品安全和人类健康构成相当大的威胁。因此，PAHs污染问题已引起各国的普遍关注，美国环保署在80年代把16种未带分支的多环芳烃,确定为环境中的优先污染物,中国也把多环芳烃列入环境污染的黑名单中。荧蒽(Fluoranthene,Flu)是一种四环的多环芳烃，是美国环境保护署优先控制有机污染物黑名单中的典型代表，在环境中普遍存在。因此，如何高效修复受PAHs污染的土壤成为了国际领域研究的热点之一。

目前PAHs污染土壤的修复方法可以分为化学方法、物理方法和生物方法等。其中，生物修复，特别是植物修复，因其可在原位持续性解决环境污染，稳定地表，防止污染扩散，对环境扰动少，处理成本低，不造成二次污染，成为目前最有前景的土壤修复途径。有研究表明，黑麦草可明显促进土壤中PAHs的去除。

吲哚乙酸(IAA)作为一种植物激素，在提高植物抗逆性、促进植物根系发育和植物生长等方面发挥着非常重要的作用，并可间接调控植物根系分泌物的种类和数量，因而开始被应用于植物修复，并在重金属污染土壤的修复中得到一定的应用。但截至目前尚未见有关吲哚乙酸(IAA)用于强化植物修复多环芳烃污染土壤的报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有植物修复技术效率不高的缺陷，提供吲哚乙酸强化植物修复多环芳烃污染土壤的技术。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

吲哚乙酸强化植物修复多环芳烃污染在土壤中的应用。

（1）将吲哚乙酸溶解在甲醇溶液中，然后将甲醇溶液溶解在蒸馏水中，配置成吲哚乙酸的甲醇水溶液，其中甲醇体积含量≤1‰，并且IAA的浓度范围应为0.01-10.0mg/L(此范围IAA不会对植物产生损害)；

（2）在多环芳烃污染的土壤中种植禾本科植物（优选黑麦草），植物的种植密度为每平方米5行，每行50-60株；

（3）进行浇水、施肥等正常田间管理，并在植物生长过程中向土壤表面喷施吲哚乙酸的甲醇水溶液；在植物生长过程中向土壤表面喷施吲哚乙酸的甲醇水溶液的量为每平方米：10mg/L×20L。

（4）经生长80~90天以后，收获植物体，低温烘干并集中处理，即可。

有益效果：

本发明的优点是所采用的添加剂-吲哚乙酸本身就是一种植物激素，不仅不会对植物体造成影响，反而会有所促进植物体生长发育；而且吲哚乙酸可以间接促进植物根系分泌物种类和数量的变化，从而促进根系微生物的数量和活性，提高多环芳烃的降解效率；此外，吲哚乙酸在环境中容易分解，不会产生二次污染风险；因此该方法技术工艺简单，成本低，适用于原位修复，对周围环境不会造成影响和破坏，对多环芳烃等有机污染土壤修复效果好，适用于有机污染土壤的修复。

附图说明

图1不同处理下水培溶液中荧蒽减少率（a）和黑麦草鲜重（b）；

其中，P代表黑麦草植物，Flu代表荧蒽，IAA代表吲哚乙酸。

图2不同处理下土壤中荧蒽减少率

其中，P代表黑麦草植物，2.4代表2.4mg/kg吲哚乙酸。

图3不同处理下土壤中菲减少率

其中，P代表黑麦草植物，10代表10mg/kg吲哚乙酸。

具体实施方式

下面通过实例对本发明作进一步说明，但其并不影响本发明的保护范围。以下所使用的吲哚乙酸产品均购自sigma公司，所用禾本科植物的种子均购自江苏省农科院。

实施例1（水培实验）：

将一定质量的荧蒽污染物直接溶解在水溶液中，配制成终浓度为0.265mg/L（25℃）的荧蒽水溶液，在避光处静置备用。黑麦草（Lolium multiflorum lam）种子用10%H₂O₂浸泡半小时，待黑麦草长到10公分左右时固定在荧蒽水溶液中。共设置四个处理，分别为Flu处理（不添加IAA也不种植黑麦草）、Flu+IAA处理（只添加IAA不种植黑麦草）、Flu+P处理（只种植黑麦草不添加IAA）和Flu+P+IAA处理（既种植黑麦草液添加IAA）。8天以后采集水样和黑麦草进行测定分析，评价修复效果。

8天后，各处理培养液总荧蒽的减少率如图1（a）所示，黑麦草生物量变化如图1（b）所示。由图1（a）可见，四个处理荧蒽含量均有所降低，其中，Flu+IAA处理与Flu处理中荧蒽去除率基本持平；而Flu+P和Flu+P+IAA处理中荧蒽降解率均显著高于其它两个处理，添加IAA能有效强化黑麦草对荧蒽的去除。此外由图1（b）可以看出，添加吲哚乙酸，相比于不加IAA的植物处理，可显著提高植物根和叶的生物量。

实例2（土培实验）：

将荧蒽溶于丙酮溶剂并均匀拌入1000g土壤中，使荧蒽浓度达到200mg/kg。设置三个处理，分别为：CK处理，种植黑麦草P处理和种植黑麦草并添加2.4mg/kg IAA的P+10处理。选择均一、饱满的黑麦草种子，用蒸馏水浸种12h，选取露白一致的种子，播于P处理和P+10处理盆钵中培养，调节土壤含水量为最大持水量的60%，在温室中培养三个月。在此期间，将IAA配置成100mg/L的甲醇（甲醇含量≤1‰）水溶液均匀的喷洒于P+10处理土表，为避免IAA自然降解，采用分次加入的方法，而CK处理和P处理则添加等量的蒸馏水甲醇溶液（甲醇含量≤1‰）。90天以后，CK处理、P处理和P+10处理的土壤中荧蒽的去除率分别为21.49%、31.68%和47.94%，其中，P+10处理中荧蒽降解率显著高于CK处理和P处理（图2）。

实例3(土培实验)：

将菲的丙酮溶液添加到100g土壤中，黑暗处通风静置过夜后与400g无污染物土混匀，使菲的终浓度达到100mg/kg（25℃）。设置三个处理，分别为：CK处理，种植黑麦草的P处理和种植黑麦草并添加10mg/kgIAA的P+10处理。选择均一、饱满的黑麦草种子，用蒸馏水浸泡12h，选择均一露白的种子播于P和P+10处理，调节含水量为土壤最大持水量的60%，在培养箱中培养一个月。在此期间，将IAA配置成0.075mg/L的甲醇（甲醇含量≤1‰）水溶液均匀的喷洒于P+10处理土表，为避免IAA自然降解，采用分三次加入的方法，CK处理和P处理则添加等量的甲醇溶液。30天以后，CK处理、P处理和P+10处理的菲去除率分别为75.34%、85.80%和95.0%。其中，P+10处理菲去除率显著高于CK和P处理（图3）。

Claims

1.吲哚乙酸在修复多环芳烃污染土壤中的应用。

2.吲哚乙酸强化植物修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将吲哚乙酸溶解在甲醇溶液中，然后将吲哚乙酸的甲醇溶液溶解在蒸馏水中，配制成吲哚乙酸的甲醇水溶液，其中甲醇体积含量≤1‰，并且IAA的浓度为0.01-10.0mg/L；

（2）在多环芳烃污染的土壤中种植禾本科植物，植物的种植密度为每平方米5行，每行50-60株；

（3）进行浇水、施肥等正常田间管理，并在植物生长过程中向土壤表面喷施吲哚乙酸的甲醇水溶液；

3.根据权利要求2所述的吲哚乙酸修复多环芳烃污染土壤的方法，其特征在于所述禾本科植物为黑麦草。

4.根据权利要求2所述的吲哚乙酸修复多环芳烃污染土壤的方法，其在植物生长过程中向土壤表面喷施吲哚乙酸的甲醇水溶液的量为每平方米：10mg/L×20L。