CN109226249B - 一种重金属污染土壤生物修复剂及其修复方法 - Google Patents

一种重金属污染土壤生物修复剂及其修复方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种土壤重金属污染生物修复剂及其修复方法，生物修复剂中按原料的总质量的百分含量计，由如下原料制成：生物细菌原液5‑8％，抑菌剂1‑2％，其余为营养液。本发明通过使用微生物对重金属污染土壤进行处理，避免了对土壤造成二次污染，不影响土壤肥力，有利于后续的农作物种植，通过将微生物在重金属土壤中预先培养，可以获得适应该种土壤的微生物，通过将土壤调节酸碱度，有助于微生物在后续治理过程中能够适应土壤环境，提高了微生物的存活率，从而保证了重金属污染土壤的修复效率。

Description

一种重金属污染土壤生物修复剂及其修复方法
技术领域
本发明属于土壤修复技术领域，更具体地说，尤其涉及一种重金属污染土壤生物修复剂及其修复方法。
背景技术
土壤是人类懒以生存的自然资源，也是人类获取食物和其他再生资源的物质基础，随着工业发展和农业发展的现代化，土壤重金属污染成为主要的土壤问题，土壤重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能被微生物降解的特点，并可经水、植物等介质最终影响人类健康。
如申请号为CN201110122739.6的专利，其公开了一种重金属污染土壤的微生物修复方法，具体包括：步骤一：分离球形红细菌；步骤二：球形红细菌的培养；步骤三：球形红细菌修复重金属污染土壤。本发明提供一种重金属污染土壤的微生物修复方法可以有效改善重金属在土壤中的存在形态，并大大降低了重金属在植物积累量。上述发明提出的重金属污染土壤的微生物修复方法属于原位修复，操作简单、成本低廉、修复效果好，并且不破坏土壤肥力、对环境不存在二次污染。
但是，上述方案存在如下缺陷：上述方案中的微生物由于全部在实验室培养基条件下进行培养，无法大面积应用到户外，若直接应用到户外，微生物的生存环境发生改变，可能造成微生物难以适应自然环境而影响微生物的存活率，从而无法有效的对重金属土壤进行修复。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种重金属污染土壤生物修复剂及其修复方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种土壤重金属污染生物修复剂，按原料的总质量的百分含量计，由如下原料制成：生物细菌原液5-8％，抑菌剂1-2％，其余为营养液。
优选的，所述生物细菌原液中的微生物为球形红细菌，生物细菌原液中有效活菌数为30-50亿/g。
优选的，所述营养液中各组分按重量百分比计为：蒸馏水50-69％，乳酸6-10％，氯化钠3-8％，蛋白胨10-16％，磷酸铵5-7％，葡萄糖6-8％，抗坏血酸1-2％。
优选的，所述抑菌剂为艾草、丁香、薰衣草、迷迭香、鼠尾草和百里香等精油中的一种。
同时，本发明还公开了一种重金属污染土壤生物修复方法，具体操作步骤如下：
S1：微生物培养，称取重金属污染土壤作为球形红细菌的培养土壤，并使用酸碱度调节剂将培养土壤的PH值调节至6.8-7.2，之后将生物修复剂加入至重金属污染土壤中，混合搅拌均匀后置于烘箱中，于30-40℃条件下培养，培养3天后，开始每天对培养土壤中的微生物含量进行测定，当球形红细菌的个数达到5×107-5×109个/kg，培养结束，得微生物改性土壤，备用；
S2：土壤预处理，首先对污染土壤进行漫灌处理，漫灌结束后，使用酸碱度调节剂将重金属污染土壤的PH值调节至6.8-7.2，待土壤含水率降低至50-60％时，备用；
S3：将S1中微生物改性土壤撒入重金属污染土壤上，并对土壤进行翻耕混合，翻耕深度为20-30cm，翻耕结束后，在土壤表面铺设一层1-3cm厚的农作物秸秆；
S4：维护，将培养液与水进行混合，定期对上述土壤进行喷施，并保持重金属污染土壤的相对湿度为60-70％，持续30天，检测土壤中重金属含量，确定土壤修复程度。
优选的，所述S1中在培养球形红细菌时，使用喷雾器施加营养液，并保持培养土壤的相对湿度为60-80％。
优选的，所述S1中酸碱度调节剂包括草木灰和腐殖酸。
优选的，所述S3中微生物改性土壤的使用量为6-8kg/m2。
优选的，所述S4中培养液与水按照质量比1：50进行配置。
本发明的技术效果和优点：
本发明通过使用微生物对重金属污染土壤进行处理，避免了对土壤造成二次污染，不影响土壤肥力，有利于后续的农作物种植，通过将微生物在重金属土壤中预先培养，可以获得适应该种土壤的微生物，通过将土壤调节酸碱度，有助于微生物在后续治理过程中能够适应土壤环境，提高了微生物的存活率，从而保证了重金属污染土壤的修复效率。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种土壤重金属污染生物修复剂，按原料的总质量的百分含量计，由如下原料制成：生物细菌原液5％，抑菌剂1％，其余为营养液。
所述生物细菌原液中的微生物为球形红细菌，生物细菌原液中有效活菌数为30亿/g。
所述营养液中各组分按重量百分比计为：蒸馏水64％，乳酸6％，氯化钠5％，蛋白胨10％，磷酸铵5％，葡萄糖8％，抗坏血酸2％。
所述抑菌剂为艾草精油。
同时，本发明还公开了一种重金属污染土壤生物修复方法，具体操作步骤如下：
S1：微生物培养，称取重金属污染土壤作为球形红细菌的培养土壤，并使用酸碱度调节剂将培养土壤的PH值调节至6.8，酸碱度调节剂包括草木灰和腐殖酸，之后将生物修复剂加入至重金属污染土壤中，混合搅拌均匀后置于烘箱中，于30℃条件下培养，使用喷雾器施加营养液，并保持培养土壤的相对湿度为60％，培养3天后，开始每天对培养土壤中的微生物含量进行测定，当球形红细菌的个数达到5×107/kg，培养结束，得微生物改性土壤，备用；
S2：土壤预处理，首先对污染土壤进行漫灌处理，漫灌结束后，使用酸碱度调节剂将重金属污染土壤的PH值调节至6.8，待土壤含水率降低至50％时，备用；
S3：将S1中微生物改性土壤撒入重金属污染土壤上，微生物改性土壤的使用量为6kg/m2，并对土壤进行翻耕混合，翻耕深度为20cm，翻耕结束后，在土壤表面铺设一层1cm厚的农作物秸秆；
S4：维护，将培养液与水进行混合，培养液与水按照质量比1：50进行配置，定期对上述土壤进行喷施，并保持重金属污染土壤的相对湿度为60％，持续30天，检测土壤中重金属含量，确定土壤修复程度。
实施例2
一种土壤重金属污染生物修复剂，按原料的总质量的百分含量计，由如下原料制成：生物细菌原液7％，抑菌剂2％，其余为营养液。
所述生物细菌原液中的微生物为球形红细菌，生物细菌原液中有效活菌数为40亿/g。
所述营养液中各组分按重量百分比计为：蒸馏水64％，乳酸7％，氯化钠5％，蛋白胨11％，磷酸铵6％，葡萄糖6％，抗坏血酸1％。
所述抑菌剂为薰衣草精油。
同时，本发明还公开了一种重金属污染土壤生物修复方法，具体操作步骤如下：
S1：微生物培养，称取重金属污染土壤作为球形红细菌的培养土壤，并使用酸碱度调节剂将培养土壤的PH值调节至7.0，酸碱度调节剂包括草木灰和腐殖酸，之后将生物修复剂加入至重金属污染土壤中，混合搅拌均匀后置于烘箱中，于35℃条件下培养，使用喷雾器施加营养液，并保持培养土壤的相对湿度为70％，培养3天后，开始每天对培养土壤中的微生物含量进行测定，当球形红细菌的个数达到5×108个/kg，培养结束，得微生物改性土壤，备用；
S2：土壤预处理，首先对污染土壤进行漫灌处理，漫灌结束后，使用酸碱度调节剂将重金属污染土壤的PH值调节至7.0，待土壤含水率降低至55％时，备用；
S3：将S1中微生物改性土壤撒入重金属污染土壤上，微生物改性土壤的使用量为7kg/m2，并对土壤进行翻耕混合，翻耕深度为25cm，翻耕结束后，在土壤表面铺设一层2cm厚的农作物秸秆；
S4：维护，将培养液与水进行混合，培养液与水按照质量比1：50进行配置，定期对上述土壤进行喷施，并保持重金属污染土壤的相对湿度为65％，持续30天，检测土壤中重金属含量，确定土壤修复程度。
实施例3
一种土壤重金属污染生物修复剂，按原料的总质量的百分含量计，由如下原料制成：生物细菌原液8％，抑菌剂2％，其余为营养液。
所述生物细菌原液中的微生物为球形红细菌，生物细菌原液中有效活菌数为50亿/g。
所述营养液中各组分按重量百分比计为：蒸馏水54％，乳酸10％，氯化钠6％，蛋白胨15％，磷酸铵7％，葡萄糖7％，抗坏血酸1％。
所述抑菌剂为鼠尾草精油。
同时，本发明还公开了一种重金属污染土壤生物修复方法，具体操作步骤如下：
S1：微生物培养，称取重金属污染土壤作为球形红细菌的培养土壤，并使用酸碱度调节剂将培养土壤的PH值调节至7.2，酸碱度调节剂包括草木灰和腐殖酸，之后将生物修复剂加入至重金属污染土壤中，混合搅拌均匀后置于烘箱中，于40℃条件下培养，使用喷雾器施加营养液，并保持培养土壤的相对湿度为80％，培养3天后，开始每天对培养土壤中的微生物含量进行测定，当球形红细菌的个数达到5×109个/kg，培养结束，得微生物改性土壤，备用；
S2：土壤预处理，首先对污染土壤进行漫灌处理，漫灌结束后，使用酸碱度调节剂将重金属污染土壤的PH值调节至7.2，待土壤含水率降低至60％时，备用；
S3：将S1中微生物改性土壤撒入重金属污染土壤上，微生物改性土壤的使用量为8kg/m2，并对土壤进行翻耕混合，翻耕深度为30cm，翻耕结束后，在土壤表面铺设一层3cm厚的农作物秸秆；
S4：维护，将培养液与水进行混合，培养液与水按照质量比1：50进行配置，定期对上述土壤进行喷施，并保持重金属污染土壤的相对湿度为70％，持续30天，检测土壤中重金属含量，确定土壤修复程度。
实施例一、二、三修复30天后土壤中重金属含量表：
Figure BDA0001822669980000061
Figure BDA0001822669980000071
由上表可知：在对重金属污染土壤采用球形红细菌处理30天后，重金属Cd、Cd和Hg的含量显著下降，改善了重金属污染状况。
本发明通过使用微生物对重金属污染土壤进行处理，避免了对土壤造成二次污染，不影响土壤肥力，有利于后续的农作物种植，通过将微生物在重金属土壤中预先培养，可以获得适应该种土壤的微生物，通过将土壤调节酸碱度，有助于微生物在后续治理过程中能够适应土壤环境，提高了微生物的存活率，从而保证了重金属污染土壤的修复效率。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种重金属污染土壤生物修复剂的修复方法，其特征在于：土壤重金属污染生物修复剂，按原料的总质量的百分含量计，由如下原料制成：生物细菌原液5-8％，抑菌剂1-2％，其余为营养液；生物细菌原液中的微生物为球形红细菌，生物细菌原液中有效活菌数为30-50亿/g；所述营养液中各组分按重量百分比计为：蒸馏水50-69％，乳酸6-10％，氯化钠3-8％，蛋白胨10-16％，磷酸铵5-7％，葡萄糖6-8％，抗坏血酸1-2％；所述抑菌剂为艾草、丁香、薰衣草、迷迭香、鼠尾草和百里香精油中的一种；
重金属污染土壤生物修复方法，具体操作步骤如下：
S1：微生物培养，称取重金属污染土壤作为球形红细菌的培养土壤，并使用酸碱度调节剂将培养土壤的PH值调节至6.8-7.2，酸碱度调节剂包括草木灰和腐殖酸；之后将生物修复剂加入至重金属污染土壤中，混合搅拌均匀后置于烘箱中，于30-40℃条件下培养，培养3天后，开始每天对培养土壤中的微生物含量进行测定，当球形红细菌的个数达到5×107-5×109个/kg，培养结束，得微生物改性土壤，备用；在培养球形红细菌时，使用喷雾器施加营养液，并保持培养土壤的相对湿度为60-80％；
S2：土壤预处理，首先对污染土壤进行漫灌处理，漫灌结束后，使用酸碱度调节剂将重金属污染土壤的PH值调节至6.8-7.2，待土壤含水率降低至50-60％时，备用；
S3：将S1中微生物改性土壤撒入重金属污染土壤上，微生物改性土壤的使用量为6-8kg/m2；并对土壤进行翻耕混合，翻耕深度为20-30cm，翻耕结束后，在土壤表面铺设一层1-3cm厚的农作物秸秆；
S4：维护，将培养液与水进行混合，培养液与水按照质量比1：50进行配置；定期对上述土壤进行喷施，并保持重金属污染土壤的相对湿度为60-70％，持续30天，检测土壤中重金属含量，确定土壤修复程度。
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