CN109226254A - 一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，包括以下步骤：1）将趋磁细菌与污染土壤的表层厚20cm的土壤混合均匀，培养20‑25天；2）灌溉使其处于淹水状态，并在污染的土壤上面放置磁铁；3）20天后收集与磁铁接触的表面土壤，并用水淋洗，收取淋洗液，提取土壤中的重金属，淋洗后的土壤放回原处晾晒至疏松为止；4）往土壤中加入微生物菌种；5）种植高羊茅，一年后将高羊茅整体移除。本发明通过选用趋磁细菌，在淹水的状态下降低土壤表面的含氧量，土壤表面放置磁铁，确保趋磁细菌向土壤表面移动，而在移动的过程中可以吸附土壤中的重金属，降低重金属的积累量，方法简单可行，修复效果好。

Description

一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法
技术领域
本发明属于土壤污染治理技术领域，具体涉及一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法。
背景技术
土壤污染是由于土壤中含有的有害物质过多，超过了土壤的自净能力，从而引起了土壤的组成、结构和功能发生变化，有害物质在土壤中逐渐累积，通过“土壤→植物→人体”，或通过“土壤→水→人体”间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度。土壤重金属污染主要包括汞、镉、铅、铬和类金属砷等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌、铜、镍等元素，重金属污染元素在土壤中移动性差、滞留时间长、只能发生形态的转变和迁移，不能被微生物降解。
随着城市化、工业化进程加快，及农业集约化的发展，土壤重金属污染日益严重，已成为影响我国社会、经济发展的重要环境问题。土壤重金属污染物具有长期性、隐蔽性、表聚性和不可逆转性等特点，治理和修复难度很大。重金属元素还可通过饮用水和食物链进入人体，严重危害人类健康。Cu是生物生长发育所必需的微量营养元素之一，但过量时可造成土壤环境污染，对动植物及微生物生长产生毒害作用。
重金属污染土壤修复方法包括物理修复，化学修复和生物修复，其中植物修复是重要的生物修复技术，具有低成本、环境扰动小、二次污染少、利于景观恢复、能激发微生物等优点，近年来成为研究热点。但在重金属污染严重的区域，植物通常无法生长或者生物量过小，这限制了植物修复的应用与开展。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明设计的目的在于提供一种微生物和植物联合修复土壤的方法。
本发明通过以下技术方案加以实现：
所述的一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将趋磁细菌与污染土壤的表层厚20cm的土壤混合均匀，培养20-25天；
2）灌溉步骤1）污染的土壤，使其处于淹水状态，并在污染的土壤上面放置磁铁，使趋磁细菌由土壤深处回到土壤表面；
3）20天后收集步骤2）中与磁铁接触的表面土壤，并用水淋洗，收取淋洗液，提取土壤中的重金属，淋洗后的土壤放回原处晾晒至疏松为止；
4）往步骤3）经过处理的土壤中加入微生物菌种，混合均匀，微生物菌种包括根霉、大肠杆菌及小刺青霉的混合物，三者的重量比为根霉：大肠杆菌：小刺青霉=1:3:1；
5）在步骤1）处理过的土壤上种植高羊茅，一年后将高羊茅整体移除。
所述的一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，其特征在于步骤1）中趋磁细菌的接种比例为每平方米污染的土壤中接种6.5×1010-7.5×1010个。
所述的一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，其特征在于步骤3）中收集的土壤深度为10-15cm。
所述的一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，其特征在于步骤4）微生物菌种的添加量为占土壤质量的0.5%-1%。
所述的一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，其特征在于步骤5）高羊茅种植为高羊茅草籽散播即可。
所述的一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，其特征在于步骤5）中高羊茅生长期间可进行多次修剪，每次修剪掉的枝叶和移除的高羊茅均进行无害化处理。
所述的一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，其特征在于污染的土壤中至少含有Pb、Ni、Cu三种重金属元素。
本发明一种微生物和植物联合修复土壤的方法，通过前期选用趋磁细菌，在淹水的状态下降低土壤表面的含氧量，从而创造适合趋磁细菌生长的环境，同时土壤表面放置磁铁，确保趋磁细菌向土壤表面移动，而在移动的过程中可以有效吸附土壤中的重金属，进而降低土壤中重金属的积累量，同时使用微生物修复的方式取代化学试剂的使用，减少对环境的污染，最后采用种植植物进一步吸收土壤中的残留的重金属，方法简单可行，修复效果好。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步的详细描述，并给出具体实施方式。
一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，包括以下步骤：
1）将趋磁细菌与污染土壤的表层厚20cm的土壤混合均匀，培养20-25天，污染的土壤中至少含有Pb、Ni、Cu三种重金属元素；
2）灌溉步骤1）污染的土壤，使其处于淹水状态，并在污染的土壤上面放置磁铁，使趋磁细菌由土壤深处回到土壤表面；
3）20天后收集步骤2）中与磁铁接触的表面土壤，并用水淋洗，收取淋洗液，提取土壤中的重金属，淋洗后的土壤放回原处晾晒至疏松为止；
4）往步骤3）经过处理的土壤中加入微生物菌种，混合均匀，微生物菌种包括根霉、大肠杆菌及小刺青霉的混合物，三者的重量比为根霉：大肠杆菌：小刺青霉=1:3:1；
5）在步骤4）处理过的土壤上种植高羊茅，一年后将高羊茅整体移除。
步骤1）中趋磁细菌的接种比例为每平方米污染的土壤中接种6.5×1010-7.5×1010个。
步骤3）中收集的土壤深度为10-15cm。
步骤4）微生物菌种的添加量为占土壤质量的0.5%-1%。
步骤5）高羊茅种植为高羊茅草籽散播即可。
步骤5）中高羊茅生长期间可进行多次修剪，每次修剪掉的枝叶和移除的高羊茅均进行无害化处理。
实施例1
一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，包括以下步骤：
1）将趋磁细菌与污染土壤的表层厚20cm的土壤混合均匀，培养20-25天，污染的土壤中至少含有Pb、Ni、Cu三种重金属元素；趋磁细菌的接种比例为每平方米污染的土壤中接种6.5×1010；2）灌溉步骤1）污染的土壤，使其处于淹水状态，并在污染的土壤上面放置磁铁，使趋磁细菌由土壤深处回到土壤表面；3）20天后收集步骤2）中与磁铁接触的表面土壤，并用水淋洗，收取淋洗液，提取土壤中的重金属，淋洗后的土壤放回原处晾晒至疏松为止；收集的土壤深度为10cm；4）往步骤3）经过处理的土壤中加入微生物菌种，混合均匀，微生物菌种包括根霉、大肠杆菌及小刺青霉的混合物，三者的重量比为根霉：大肠杆菌：小刺青霉=1:3:1；微生物菌种的添加量为占土壤质量的0.5%。
实施例2
一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，包括以下步骤：
1）将趋磁细菌与污染土壤的表层厚20cm的土壤混合均匀，培养20-25天，污染的土壤中至少含有Pb、Ni、Cu三种重金属元素；趋磁细菌的接种比例为每平方米污染的土壤中接种7.0×1010；2）灌溉步骤1）污染的土壤，使其处于淹水状态，并在污染的土壤上面放置磁铁，使趋磁细菌由土壤深处回到土壤表面；3）20天后收集步骤2）中与磁铁接触的表面土壤，并用水淋洗，收取淋洗液，提取土壤中的重金属，淋洗后的土壤放回原处晾晒至疏松为止；收集的土壤深度为13cm；4）往步骤3）经过处理的土壤中加入微生物菌种，混合均匀，微生物菌种包括根霉、大肠杆菌及小刺青霉的混合物，三者的重量比为根霉：大肠杆菌：小刺青霉=1:3:1；微生物菌种的添加量为占土壤质量的0.8%。
实施例3
一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，包括以下步骤：
1）将趋磁细菌与污染土壤的表层厚20cm的土壤混合均匀，培养20-25天，污染的土壤中至少含有Pb、Ni、Cu三种重金属元素；趋磁细菌的接种比例为每平方米污染的土壤中接种7.5×1010；2）灌溉步骤1）污染的土壤，使其处于淹水状态，并在污染的土壤上面放置磁铁，使趋磁细菌由土壤深处回到土壤表面；3）20天后收集步骤2）中与磁铁接触的表面土壤，并用水淋洗，收取淋洗液，提取土壤中的重金属，淋洗后的土壤放回原处晾晒至疏松为止；收集的土壤深度为15cm；4）往步骤3）经过处理的土壤中加入微生物菌种，混合均匀，微生物菌种包括根霉、大肠杆菌及小刺青霉的混合物，三者的重量比为根霉：大肠杆菌：小刺青霉=1:3:1；微生物菌种的添加量为占土壤质量的1%。
试验例
选取某厂房周边的地块，经测试含有汞、镉、铅、铬、锌、铜、镍等多种重金属元素，将该地块划分面积相同的四块，按照实施例1进行处理后的地块为试验例1、按照实施例2进行处理后的地块为试验例2、按照实施例3进行处理的地块为试验例3，不进行任何处理的地块为对照例。
对上述各试验地块，在外界条件相同的情况下，分别点播相同数量的质量良好的高羊茅草籽，为了便于统计和查看实验效果，试验例1-3和对照例的地块均分别种植200粒高羊茅草籽，采用相同的种植密度，种植情况见表1。
表1
序号 播种8天发芽数 播种8天发芽数 播种60天成活数
试验例1 92 178 170
试验例2 97 182 175
试验例3 99 193 187
对照例 15 23 13
从上表可以看出，经过本申请处理后的土壤，其发芽率和成活率均远远高于未经处理的土壤。而修复方法中高羊茅的种植，主要在于吸附土壤中残存的重金属污染物，尤其是对重金属铜的吸附。

Claims (7)

1.一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将趋磁细菌与污染土壤的表层厚20cm的土壤混合均匀，培养20-25天；
2）灌溉步骤1）污染的土壤，使其处于淹水状态，并在污染的土壤上面放置磁铁，使趋磁细菌由土壤深处回到土壤表面；
3）20天后收集步骤2）中与磁铁接触的表面土壤，并用水淋洗，收取淋洗液，提取土壤中的重金属，淋洗后的土壤放回原处晾晒至疏松为止；
4）往步骤3）经过处理的土壤中加入微生物菌种，混合均匀，微生物菌种包括根霉、大肠杆菌及小刺青霉的混合物，三者的重量比为根霉：大肠杆菌：小刺青霉=1:3:1；
5）在步骤4）处理过的土壤上种植高羊茅，一年后将高羊茅整体移除。
2.如权利要求1所述的一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，其特征在于步骤1）中趋磁细菌的接种比例为每平方米污染的土壤中接种6.5×1010-7.5×1010个。
3.如权利要求1所述的一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，其特征在于步骤3）中收集的土壤深度为10-15cm。
4.如权利要求1所述的一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，其特征在于步骤4）微生物菌种的添加量为占土壤质量的0.5%-1%。
5.如权利要求1所述的一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，其特征在于步骤5）高羊茅种植为高羊茅草籽散播即可。
6.如权利要求1所述的一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，其特征在于步骤5）中高羊茅生长期间可进行多次修剪，每次修剪掉的枝叶和移除的高羊茅均进行无害化处理。
7.如权利要求1所述的一种微生物和植物联合修复污染土壤的方法，其特征在于污染的土壤中至少含有Pb、Ni、Cu三种重金属元素。
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