[发明专利]一种生物炭-降解菌复合材料及其在修复PAEs污染土壤中的应用

说明书

本发明公开了一种生物炭‑降解菌复合材料及其在修复PAEs污染土壤中的应用。本发明制备的生物炭‑XB菌复合材料，能有效保证嗜吡啶红球菌XB菌在土壤中保持相对的稳定，提高嗜吡啶红球菌XB菌活性及其氧化能力，利用本发明的生物炭‑XB菌复合材料，可使污染土壤中DBP和DEHP的去除率分别高达94.3％和83.7％，显著高于单独使用嗜吡啶红球菌XB菌的效果，可大大降低土壤中PAEs的含量，同时减少蔬菜对PAEs的吸收累积，从而保证农产品的质量安全。

技术领域

本发明属于土壤污染修复技术领域，具体地，涉及一种降生物炭-降解菌复合材料及其在修复PAEs污染土壤中的应用。

背景技术

邻苯二甲酸酯(PAEs)又称酞酸酯，作为增塑剂被广泛应用于塑料薄膜、个人护理产品、包装材料和农药等的生产原料。近年来，农用塑料薄膜被广泛应用，到2018年，我国农用塑料薄膜使用量高达246.5万吨，PAEs很容易地从塑料薄膜中释放到环境介质中，导致农业土壤受到PAEs的污染严重，部分农田中的PAEs含量高达克/千克数量级，如新疆棉田中6种优先控制PAEs总浓度最高达1232mg/kg，其中以DBP和DEHP污染最为严重，部分土壤中的DBP和DEHP已经超过了美国的土壤控制标准；土壤中的PAEs能被蔬菜等农作物吸收累积，有调查研究发现蔬菜中也普遍检测到PAEs，含量达毫克/千克数量级，影响农作物质量安全。

由于PAEs是一种典型的内分泌干扰物，具有致畸、致癌和致突变性，其对人体健康的长期影响已经引起了全世界的关注。目前，美国环保局将包括邻苯二甲酸正二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)在内的6种PAEs化合物列为优先控制污染物。目前，微生物降解修复土壤PAEs污染是公认最可靠和最经济的技术。已有报道筛选获得PAEs降解菌可以高效甚至完全消除PAEs，然而，在现实的蔬菜栽培中使用这些降解菌，由于受多种环境因素的影响，其对PAEs的消除效率大大降低。

因此如何提高降解菌对土壤中PAEs污染物的生物利用度以提高功能微生物的修复效果，从而有效地修复PAEs污染土壤，对于保障农作物安全生产具有重要的意义。

发明内容

本发明旨在提供一种降生物炭-降解菌复合材料及其在修复PAEs污染土壤中的应用，本发明制备的生物炭-XB菌复合材料，能有效保证嗜吡啶红球菌XB菌在土壤中保持相对的稳定，避免了嗜吡啶红球菌XB菌与其他土壤微生物的竞争作用，提高嗜吡啶红球菌XB菌活性及其氧化能力，可大大降低土壤中PAEs的含量，同时减少蔬菜对PAEs的吸收累积，从而保证农产品的质量安全。

本发明的目的是提供一种生物炭-嗜吡啶红球菌XB菌复合材料。

本发明的另一目的是提供上述复合材料在降低土壤PAEs污染方面的应用。

本发明的再一目的是提供一种降低土壤PAEs污染的产品。

为了实现上述目的，本发明是通过以下方案实现的：

本发明提供了一种生物炭-嗜吡啶红球菌XB菌复合材料，所述菌剂的制备包括以下步骤：

所述复合材料的制备包括以下步骤：

S1.将嗜吡啶红球菌XB菌接种至LB固体培养基上，在恒温箱里28～37℃培养12～24h得到活化的嗜吡啶红球菌XB菌；挑取活化的嗜吡啶红球菌XB菌至LB液体培养基中，震荡培养得到嗜吡啶红球菌XB菌悬液；将菌悬液在3～5℃，4500～5000r/min离心5～10min后，用0.9～1.2％的灭菌生理盐水冲洗菌体，重悬制成菌悬液的浓度为7.5～8.0×10⁸cfu/mL的备用菌液；

S2.将稻草清洗、切段、烘干，在马弗炉中以600～800℃热解4～6h制得生物炭；生物炭冷却至室温后，用酸洗涤脱矿，再用去离子水洗涤去除残留的酸；得到的生物炭烘干、研磨过筛，再将过筛的生物炭粉末于121～130℃下灭菌20～30min，冷却至室温备用；