CN102513340B - 一种修复重金属镉污染土壤的方法 - Google Patents

Abstract

一种修复重金属镉污染土壤的方法，其特征在于，所述方法采用修复重金属镉的植物为耐镉品种烟草K326，采用的土壤螯合诱导剂为壳聚糖的盐酸溶液，活化土壤中的重金属镉的微生物为本实验室富集筛选分离到的一株菌株，三者共同作用，对重金属镉污染土壤修复；其过程为：栽培品种K326育苗，培养至三叶一心期后进行移栽；移栽植物前进行壳聚糖的填加；移栽植物前对分离筛选纯化后的菌株进行大量发酵培养，在土壤中加入处于长对数期的重金属镉的活化菌株拌土备用；烟草品种移栽后定期管理即可。本方法采用植物与微生物联合修复方法，并且在土壤中加入一定量的活化重金属的微生物，共同作用，提高修复效率，从而提高重金属污染土壤的修复效率。

Description

一种修复重金属镉污染土壤的方法

技术领域

本发明涉及环境生物修复技术方法，特别是涉及一种一种修复重金属镉污染土壤的方法。

背景技术

重金属污染土壤治理的常规方法，如换土法，化学氧化法等，植物修复是一种新兴的、高效的生物修复途径。植物修复因其具有效果好、投资省、费用低、易于管理与操作、不产生二次污染等优点日益受到人们的重视，被国际学术界公认为生态友好型原位绿色修复技术。然而，目前最具有推广价值的超积累植物常具有植株矮小、生物量低、生长缓慢和生活周期长的特点，因而修复效益低。而且通常一种植物只富集一种或两种重金属，对土壤中共存的其它金属忍耐能力差，从而限制了植物修复技术在复合污染土壤治理方面的应用。随着近几年生物修复技术的发展，微生物的代谢活动，在一定程度上改善了土壤的理化性质，促进植物根系对中重金属的吸收和累积，有助于植物的生长和降低土壤中重金属污染。利用微生物和植物分别对重金属污染进行修复的研究已经取得了一定的成效。但实践中发现单一微生物修复或植物修复都存在许多不足。但是在对重金属污染修复的传统研究中存在着多种作用机制，有些超富集植物生长量小，有些微生物的生长受到富集植物产生的根系分泌物的限制，从而使修复效果较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种修复重金属镉污染土壤的方法，本方法采用植物与微生物联合修复方法，即通过种植超富集植物，并且在土壤中加入一定量的活化重金属的微生物，共同作用，提高修复效率，从而提高重金属污染土壤的修复效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种修复重金属镉污染土壤的方法，其所述方法采用修复重金属镉的植物为耐镉品种烟草K326，采用的土壤螯合诱导剂为壳聚糖的盐酸溶液，活化土壤中的重金属镉的微生物为本实验室富集筛选分离到的一株菌株，三者共同作用，对重金属镉污染土壤修复；其过程为：栽培品种K326育苗，培养至三叶一心期后进行移栽；移栽植物前进行壳聚糖的填加；移栽植物前对分离筛选纯化后的菌株进行大量发酵培养，在土壤中加入处于生长对数期的重金属镉的活化菌株拌土备用；烟草品种移栽后定期管理即可。

所述的一种修复重金属镉污染土壤的方法，其所述的烟草栽培品种K326，置于温室中营养液漂浮培养，营养液为烟草育苗专用，其中N，P，K，Ca，Mg，B，Mo，Mn，Fe，Cu和Zn含量分别为70，31，117，76，24，0.5，0.048，0.5，0.56，0.02和0.05g·L^-1处理，待烟苗长至三叶期时，选取长势一致的4～5叶烟苗进行移栽。 

所述的一种修复重金属镉污染土壤的方法，其所述的移栽前加入微生物：加入处于生长对数期的活化重金属镉的菌株；将纯化好的菌株，加入到NB培养基，为牛肉膏0.3克；蛋白胨0.5克；葡萄糖0.5克；氯化钠0.5克；pH 7.0～7.2中，进行扩大培养，当菌株处于生长对数期时拌土备用。

所述的一种修复重金属镉污染土壤的方法，其所述的壳聚糖的填加：采用质量百分比浓度1%的壳聚糖酸溶液制备后调整pH值到中性条件拌土；1%的壳聚糖酸溶液制备：将1克壳聚糖分别溶于100毫升 0.1摩尔/升盐酸，量取834微升浓盐酸，加入蒸馏水，并定容至100毫升，磁力搅拌2h，使壳聚糖完全溶解，得到壳聚糖盐酸溶液即配即用。

所述的一种修复重金属镉污染土壤的方法，其所述的移栽后的烟草进行常规的管理；采用上述方法进行联合修复后，土壤中的镉去除率达64.2%。

本发明的优点与效果是：

1、本发明采用化学的螯合诱导剂和微生物联合作用，提高富集植物的修复效率。

2.采用大面积烟草栽培品种K326，通过一定时间的研究发现，烟草由于自身生物量较大，同时在其地下部分的富集量要远远大于在地上部分的富集量，同时该品种对镉的耐受能力非常强。

3.采用活化重金属镉的菌株可以针对单一修复的不足，采用植物和微生物联合修复的方法，明显提高植物对重金属镉的吸收，从试验结果表明，微生物与植物联合修复的效率可以使修复效率达到57.5%。

4.采用土壤螯合诱导剂后，可以缓解微生物的生长受到富集植物产生的根系分泌物的限制，从而使植物修复效率达到64.2%。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详述。

对于重金属镉污染土壤的修复方法有换土法，化学氧化法，土壤淋洗方法，生物修复等，本发明是在生物修复的方法中，针对单一微生物修复或植物修复修复的不足进行深入研究，采用植物与微生物联合修复方法，即通过种植超富集植物，并且在土壤中加入一定量的活化重金属的微生物，共同作用，从而提高一定的修复效率。同时针对有些超富集植物生长量小，有些微生物的生长受到富集植物产生的根系分泌物的限制，从而使修复效果较差的特点，为了缓解其存在的矛盾在其中也加入了一定的调节物质，即螯合诱导剂，从而提高重金属污染土壤的修复效率。本发明是采用修复重金属镉的植物为耐镉品种烟草K326，采用的土壤螯合诱导剂为壳聚糖的盐酸溶液，活化土壤中的重金属镉的微生物为本实验室富集筛选分离到的一株菌株，三者共同作用，可以对重金属镉污染土壤修复效率达到较高的水平。

举例说明：

耐镉烟草品种的种植：大面积栽培的烟草品种K326。烟草栽培品种K326，置于温室中营养液漂浮培养，营养液为烟草育苗专用，其中N，P，K，Ca，Mg，B，Mo，Mn，Fe，Cu和Zn含量分别为70，31，117，76，24，0.5，0.048，0.5，0.56，0.02和0.05g·L^-1处理，待烟苗长至三叶期时，选取长势一致的4～5叶烟苗进行移栽。 

移栽前加入微生物：加入处于生长对数期的活化重金属镉的菌株。将纯化好的菌株，加入到NB培养基（牛肉膏0.3克；蛋白胨0.5克；葡萄糖0.5克；氯化钠0.5克；pH 7.0～7.2）中，进行扩大培养，当菌株处于生长对数期时拌土备用。

壳聚糖的填加：采用质量百分比浓度1%的壳聚糖酸溶液制备后调整pH值到中性条件拌土。1%的壳聚糖酸溶液制备：将1克壳聚糖分别溶于100毫升 0.1摩尔/升盐酸（量取834微升浓盐酸，加入蒸馏水，并定容至100毫升）磁力搅拌2h，使壳聚糖完全溶解，得到壳聚糖盐酸溶液（即配即用）。

移栽后的烟草进行常规的管理即可。

采用上述方法进行联合修复后，土壤中的镉去除率达64.2%，并且在植株生长效果表现较好。壳聚糖对重金属的螯合作用，微生物的活化作用，以及富集植物的吸收作用，均可以有效地提高土壤中重金属镉污染的修复作用，从而达到较好的修复效果，提高修复效率。对重属镉具有较好修复效果的生物修复方法及筛选到适宜的生物修复组合；植物：大面积栽培的烟草品种K326。土壤螯合诱导剂：采用1%的壳聚糖盐酸酸溶液。微生物：生长对数期的活化重金属镉的芽胞杆菌属(Bacillus sp.)菌株。

本发明可以首先对所修复地进行土壤中重金属镉含量的测定，同时根据实际情况来确定修复方案。加入1%壳聚糖的量要根据污染场地实际的污染情况而定，同时壳聚糖的酸溶液要现用现配，在混合拌土前调整pH值至中性。微生物菌液的量要根据修复的面积以及具体的情况而定，选择处于生长对数期的菌株进行拌土。进行移栽后的烟草品种采用常规的烟草种植物管理即可。

Claims (1)

1.一种修复重金属镉污染土壤的方法，其特征在于，所述方法采用修复重金属镉的植物为耐镉品种烟草K326，采用的土壤螯合诱导剂为壳聚糖的盐酸溶液，活化土壤中的重金属镉的微生物为芽胞杆菌属(Bacillus sp.)菌株，三者共同作用，对重金属镉污染土壤修复；其过程为：栽培品种K326育苗，培养至三叶一心期后进行移栽；移栽植物前进行壳聚糖的填加；移栽植物前对分离筛选纯化后的菌株进行大量发酵培养，在土壤中加入处于生长对数期的重金属镉的活化菌株拌土备用；烟草品种移栽后定期管理即可；

所述的移栽前加入微生物：该微生物为处于生长对数期的活化重金属镉的芽胞杆菌属菌株；将纯化好的菌株，加入到NB培养基中，进行扩大培养，当菌株处于生长对数期时拌土备用，所述的NB培养基为牛肉膏0.3克；蛋白胨0.5克；葡萄糖0.5克；氯化钠0.5克；pH 7.0～7.2；

所述的壳聚糖的填加：采用质量百分比浓度1%的壳聚糖酸溶液制备后调整pH值到中性条件拌土；1%的壳聚糖酸溶液制备：将1克壳聚糖溶于100毫升 0.1摩尔/升盐酸，磁力搅拌2h，使壳聚糖完全溶解，得到壳聚糖盐酸溶液即配即用，其中100毫升0.1摩尔/升盐酸的配制方法为：量取834微升浓盐酸，加入蒸馏水，并定容至100毫升；

所述的烟草栽培品种K326，置于温室中营养液漂浮培养，营养液为烟草育苗专用，其中N，P，K，Ca，Mg，B，Mo，Mn，Fe，Cu和Zn含量分别为70，31，117，76，24，0.5，0.048，0.5，0.56，0.02和0.05g·L^-1，待烟苗长至三叶一心期后，选取长势一致的4～5叶烟苗进行移栽；对移栽后的烟草进行常规的管理；采用上述方法进行联合修复后，土壤中的镉去除率达64.2%。