CN105032923A - 一种利用食用菌菌糠生物修复PAHs污染土壤的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用食用菌菌糠生物修复PAHs污染土壤的方法，具体包括破碎菌棒得到菌糠，添加产酶诱导液后在适宜条件下培养，得到发酵熟成体系后以1∶1-3∶1比例加入到被PAHs污染的土壤中，通过菌糠发酵体系内木质素酶对多环芳烃的降解及体系提供的有机肥，可以实现微生物修复和植物修复的双重作用。相对于其他化学修复和物理修复手段，本方法不但成本低、无二次污染，还能提高生物学修复手段的效率。

Description

一种利用食用菌菌糠生物修复PAHs污染土壤的方法

技术领域

一种利用食用菌菌糠生物修复PAHs污染土壤的方法，具体涉及向食用菌菌糠添加产酶诱导剂对PAHs污染土壤进行修复。属于生物工程技术领域。

背景技术

多环芳烃(polycyclicaromatichydrocarbons，PAHs)，是两个或两个以上的苯环稠合在一起的一类化合物，它是环境中普遍存在的具有代表性的一类重要持久性有机污染物。这类物质由于水溶性差，对微生物生长有抑制作用，再加上其特殊而稳定的环状结构，使其难以生物利用，因而它们在环境中呈不断累积的趋势。本世纪初，各种PAHs的分子结构逐一被确定。大量研究已经证明，PAHs具有慢性毒性和致癌、致畸、致突变的“三致”作用，是环境中一类危险而需重点研究的、也是各国优先控制的污染物。PAHs由于性质稳定、难于降解，在土壤环境中呈不断积累的趋势，严重危害着土壤的生产和生态功能、农产品质量和人类健康。随着对环境中PAHs迁移、转化、污染状况及其毒性认识的加深，人们意识到环境中的PAHs的净化研究及其相应的净化新技术的开发已刻不容缓。修复土壤PAHs污染已成为国内外土壤和环境科学界共同关注的一个前沿性热点科学技术问题。

目前PAHs污染土壤的修复主要包括化学手段、物理手段和生物手段。生物修复技术是在生物降解的基础上发展起来的一种新兴的清洁技术，它是传统的生物处理方法的发展。与物理、化学修复污染土壤技术相比，它具有成本低，不破坏植物生长所需要的土壤环境，污染物氧化安全，无二次污染，处理效果好，操作简单等特点。生物修复可通过环境因素的最优化而加速自然生物降解速率，是一种高效、经济和生态可承受的清洁技术。目前，治理多环芳烃污染土壤的生物修复技术主要有两类：一类是微生物修复技术；另一类是植物修复法。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种利用食用菌菌糠生物修复PAHs污染土壤的方法，利用含有食用菌菌丝的菌棒为原料，向其中加入产酶诱导液促进食用菌对生物质原料的充分利用，进而得到木质素酶和较低碳氮比的菌糠残渣。通过菌糠发酵体系内木质素酶对酚类化合物的降解及体系提供的有机肥，可以实现微生物修复和植物修复的双重作用。大大提高生物修复手段的效率。

菌棒是指以棉籽壳、木屑、稻草、玉米芯、甘蔗渣及多种农作物秸秆、工业废料为主要原料，接种食用菌菌丝培养一段时间以后用来生产食用菌子实体或采收子实体以后剩下的棒状固态混合物。食用菌菌丝在培养基中生长时，需要产生大量的木质素酶来分解基质中的木质纤维素以获得营养。因此，收获或者尚未收获子实体的菌棒中含有大量的食用菌菌丝。菌棒的具体组成不能作为对本发明所述修复PAHs污染土壤方法的限定。

工业废料主要选自于醋糟、酒糟、造纸厂废液。

食用菌为人工培养或野生环境下可为生物食用的菌类。其生长过程中能分泌木质素酶来分解基质中的木质纤维素以获得营养。所述食用菌主要选自于蘑菇(Agaricuscampestris)、香菇(Lentinulaedodes)、茶树菇(Agrocybeaegerita)、猴头菇(Hericiumerinaceum)、凤尾菇(Pleurotussajor-caju)、双孢蘑菇(Agaricusbisporus)、木耳(Auriculariaauricula)、冬虫夏草(Cordycepssinensis)、灵芝(Ganodermalucidum)、血红密孔菌(Pycnoporussanguineus)、金耳(Tremellaaurantialba)、鲍鱼菇(Pleurotusabalonus)、平菇(Pleurotusostreatus)、金针菇(Flammulinavelutipes)、杏鲍菇(Pleurotuseryngii)、秀珍菇(Pleurotusgeesteranus)、鸡腿菇(Coprinuscomatus)、白灵菇(Pleurotusnebrodensis)、肺形侧耳(Pleurotuspulmonarius)、姬松茸(Agaricusblazei)等。

本发明的技术方案：

本发明提供了一种利用食用菌菌糠生物修复PAHs污染土壤的方法，具体包括如下步骤：菌棒的破碎处理得到菌糠；添加产酶诱导液；适宜条件下培养；将发酵熟成体系按照1∶1-3∶1的比例加入到被PAHs污染的土壤中；向混合体系中种植超积累植物。

1.破碎菌棒得到菌糠

将已经或者尚未采收子实体的菌棒除去塑料袋以后，利用粉碎机将菌棒破碎得到均匀的菌糠。

2.添加诱导产酶液

所用诱导产酶液含有木质素酶的诱导物，其他物质能为食用菌菌丝提供氮元素和微量元素，此外还能调整体系的碳氮比(C/N)和pH值，刺激菌丝二次生长。诱导产酶液通过本实验室长期反复试验得到。

一种具体的实施方式，每10kg菌糠诱导产酶液的通常加入量为10-50L，可进一步选择10-30L，当具体选择12、13、15、16、17、19、20、23、25或28L时能更有效地刺激菌糠中食用菌菌丝的二次生长，诱导木质素酶的高效表达和分泌。

3.适宜条件下培养

合适的外界培养条件可以改变食用菌菌丝的生理状态，更好地表达和分泌木质素酶，进而使生物质原料得到充分降解。

一种具体的实施方式，培养温度通常为17-36℃，可进一步选择为22-30℃，或具体选择为22、24、25、27、28、30℃。在以上温度条件下培养的时间为24-168小时，或进一步选择24、72、96、120或144小时，可以得到木质素酶含量更高、木质纤维素转化更为彻底的菌糠。

4.菌糠发酵体系与污染土壤的混合

向步骤3得到的含有大量木质素酶的发酵熟成体系中以1∶1-3∶1的比例加入到被污染的土壤中得到混合体系。利用发酵熟成体系内较高浓度的木质素酶对土壤中的酚类物质进行生物降解，每周翻动一次。

5.向混合体系接种超积累植物进行植物修复

向步骤4得到混合体系接种具有超积累作用的植物，利用植物对污染物的积累和代谢转化进行修复。

本发明的有益效果：

本发明提供了本发明提供了一种利用食用菌菌糠生物修复PAHs污染土壤的方法。是菌糠高效利用的一种新途径，既可以降低食用菌菌糠随意排放到环境引起的污染问题，又可以做到废物利用改善环境，具有很好的应用前景。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明进行进一步描述。以下实施例仅为本发明的一个具体实施例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

实施例

取1kg平菇菌棒，破碎得到菌糠后加入1.5L的产酶诱导液，在23℃下培养5天，向发酵熟成体系中加入2kg被污染的土壤，混合均匀，每周翻动一次，一个月后向混合体系内接种三十株实验室筛选得到的具有超积累作用的紫花苜蓿，种植五个月后测得土壤中生物量显著升高，多环芳烃浓度大幅下降。

Claims (6)

1.一种利用食用菌菌糠生物修复PAHs污染土壤的方法，其特点是以食用菌菌棒破碎后得到的菌糠为原料，加入产酶诱导剂，将发酵熟成体系加入到被PAHs污染的土壤中，通过菌糠发酵体系内木质素酶对酚类化合物的降解及体系提供的有机肥，可以实现微生物修复和植物修复的双重作用，该方法包括以下步骤：

a)将已经或者尚未采收子实体的菌棒除去塑料袋以后，利用粉碎机将菌棒破碎得到均匀的菌糠；

b)向所制得的菌糠中按照固液质量体积比1∶1-4的比例加入产酶诱导液，混合均匀后得到发酵体系；

c)将发酵体系在17-36℃条件下培养24-168小时，进行发酵生产木质纤维素酶；

d)得到的发酵熟成体系按照1∶1-3∶1的比例加入到被PAHs污染的土壤中。

2.一种利用食用菌菌糠生物修复PAHs污染土壤的方法，其特征在于所述的产酶诱导液配方为：以质量计，尿素为0.1～5％、硝酸铵为0.2～6％。

3.一种利用食用菌菌糠生物修复PAHs污染土壤的方法，其特征在于每10kg菌棒需要10L-40L的产酶诱导液。

4.一种利用食用菌菌糠生物修复PAHs污染土壤的方法，其特征在于培养温度是17-36℃。

5.一种利用食用菌菌糠生物修复PAHs污染土壤的方法，其特征在于培养时间是24-168小时。

6.一种利用食用菌菌糠生物修复PAHs污染土壤的方法，其特征在于发酵体系与被PAHs污染的土壤体积比是1∶1-3∶1。