CN111589856A - 一种微生物修复重金属土壤的处理方法 - Google Patents

一种微生物修复重金属土壤的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及土壤修复技术领域，具体是公开了一种微生物修复重金属土壤的处理方法，将重金属污染土壤的表层土壤犁翻，采用大水漫灌的方式通过水管道给土壤供水，待水全部浸透土壤并高出土壤10cm以上时，停止供水，等待2‑3天，抽干土壤上部的水，得到预处理后的表层土壤；播种万寿菊种子，播后1周出苗，待苗长到5厘米高时，移栽至完成营养化的土壤内；在万寿菊幼苗移栽到土壤的同时向万寿菊幼苗的根部喷淋混合菌液，混合菌侵染植物根部，形成菌根化植物。本发明克服了现有技术的不足，采用根际微生物与植物向配合，提升重金属的吸收、转移的能力，对于植物体内重金属的资源化、预防二次污染的发生、以及植物材料的回收利用等具有重要作用。

Description

一种微生物修复重金属土壤的处理方法
技术领域
本发明涉及土壤修复技术领域，具体属于一种微生物修复重金属土壤的处理方法。
背景技术
土壤环境对于陆地生态***平衡至关重要。近年来，多种环境压力导致了土壤退化严重，如盐渍化、侵蚀、污染造成的土壤***破坏。重金属污染已经成为最严重的环境问题之一，重金属污染来源广泛，包括采矿，冶炼，电镀和化学加工等人为活动。重金属具有难以降解、容易积累、毒性较大等特点，随着食物链，生物蓄积和生物放大对人类健康构成严重威胁。部分重金属对植物，动物和人类的损害是不可逆转，包括生长和发育迟缓以及致癌或心血管疾病等。因此，实现土壤重金属的修复对于生态安全以及人类健康至关重要。
目前，治理土壤重金属污染方法包括化学法、生物修复法，其中生物修复法包括植物修复、微生物修复和动物修复。植物修复法是利用植物对土壤污染物的吸收、挥发、转化、降解、固定作用而去除土壤中污染物的修复技术。目前已经发现很多植物可同时对多种重金属有富集能力，但植物修复方法效果不显著、见效慢、修复效果不稳定，再加上受到气候、土壤环境的限制，使得这些植物的重金属积累量有限，从而在其应用上受到限制。
发明内容
本发明的目的是提供了一种微生物修复重金属土壤的处理方法，克服了现有技术的不足，采用根际微生物与植物向配合，提升重金属的吸收、转移的能力，对于植物体内重金属的资源化、预防二次污染的发生、以及植物材料的回收利用等具有重要作用。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种微生物修复重金属土壤的处理方法，具体包括以下步骤：
(1)土壤预处理：将重金属污染土壤的离地表面25-30公分深的表层土壤犁翻，在重金属污染土壤的周围设置围墙，围墙的高度高出土壤30-40cm，围墙上进一步连接水管道，采用大水漫灌的方式通过水管道给土壤供水，待水全部浸透土壤并高出土壤10cm以上时，停止供水，等待2-3天，抽干土壤上部的水后将土壤晾晒至湿润状态，得到预处理后的表层土壤；
(2)土壤营养化处理：在土壤中施入有机肥后，引入蚯蚓，期间每天浇水，土壤的含水量保持在15-25％，持续1-2个月；
(3)植物栽种：选择在3月下旬至4月上旬在露地苗床播种万寿菊种子，播后1周出苗，待苗长到5厘米高时，移栽至完成营养化的土壤内；
(4)微生物接种：在万寿菊幼苗移栽到土壤的同时向万寿菊幼苗的根部喷淋浓度为(4.0-8.0)×107CFU/mL的混合菌液，混合菌侵染植物根部，形成菌根化植物；然后每周浇一次水；生长90-100天进行去除重金属污染土壤中的重金属。
进一步，所述混合菌液包括盾巨孢囊霉菌、巨孢囊霉菌、放线菌和厚壁菌，其按照1：(0.5-0.8)：(1-1.6)：(0.8-1.2)的比例混合。
进一步，所述步骤(3)中万寿菊幼苗倾斜30-45度埋入土壤表层3-5cm深度种植，株距为20-35cm，行距为20-28cm。
进一步，所述万寿菊种子由15％-20％的H2O2消毒处理，然后蒸馏水洗涤浸泡12-15h，选择籽粒饱满且不下沉的种子。
进一步，所述步骤(4)中每株万寿菊幼苗喷淋的混合菌液的体积为20-40ml。
进一步，所述步骤(2)中有机肥为含有氮、磷、钾养分的肥料，其中氮、磷、钾的重量比是12:9:9，且每亩土壤施加有机肥80kg。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
本发明所述一种微生物修复重金属土壤的处理方法，采用根际微生物与植物向配合，提升重金属的吸收、转移的能力，对于植物体内重金属的资源化、预防二次污染的发生、以及植物材料的回收利用等具有重要作用；
在重金属胁迫下，根际微生物分泌的植物生长素，如吲哚乙酸、赤霉素、细胞***素、脱落酸等，能够促进植物细胞***、种子萌发、根系生长，刺激植物根系生长，增加根系对重金属离子的吸收面积，从而能有效提高植物重金属累积量；
根际促生菌分泌的有机酸，如酒石酸、草酸、琥珀酸等，能与重金属离子结合改变土壤中重金属的存在形态，富集根际周围的矿质营养元素，促进植物生长和对重金属离子的吸收和转运，从而提高了植物的修复效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明不仅限于这些实例，在为脱离本发明宗旨的前提下，所为任何改进均落在本发明的保护范围之内。
一种微生物修复重金属土壤的处理方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)土壤预处理：将重金属污染土壤的离地表面25-30公分深的表层土壤犁翻，在重金属污染土壤的周围设置围墙，围墙的高度高出土壤30-40cm，围墙上进一步连接水管道，采用大水漫灌的方式通过水管道给土壤供水，待水全部浸透土壤并高出土壤10cm以上时，停止供水，等待2-3天，抽干土壤上部的水后将土壤晾晒至湿润状态，得到预处理后的表层土壤；
(2)土壤营养化处理：在土壤中施入有机肥，有机肥为含有氮、磷、钾养分的肥料，其中氮、磷、钾的重量比是12:9:9，且每亩土壤施加有机肥80kg，引入蚯蚓，期间每天浇水，土壤的含水量保持在15-25％，持续1-2个月；
(3)植物栽种：选择在3月下旬至4月上旬在露地苗床播种万寿菊种子，选用由15％-20％的H2O2消毒处理，然后蒸馏水洗涤浸泡12-15h，选择籽粒饱满且不下沉的种子，播后1周出苗，待苗长到5厘米高时，移栽至完成营养化的土壤内，万寿菊幼苗倾斜30-45度埋入土壤表层3-5cm深度种植，株距为20-35cm，行距为20-28cm；
(4)微生物接种：在万寿菊幼苗移栽到土壤的同时向万寿菊幼苗的根部喷淋浓度为(4.0-8.0)×107CFU/mL的混合菌液，每株万寿菊幼苗喷淋的混合菌液的体积为20-40ml，所述混合菌液包括盾巨孢囊霉菌、巨孢囊霉菌、放线菌和厚壁菌，其按照1：(0.5-0.8)：(1-1.6)：(0.8-1.2)的比例混合，混合菌侵染植物根部，形成菌根化植物；然后每周浇一次水；生长90-100天进行去除重金属污染土壤中的重金属。
通过上述微生物配合植物处理重金属污染土壤，能够有效的去除土壤中的五种重金属，能够适应不同的土壤环境，有较强的恶劣环境适应能力，效果显著，见效快。
下面列举几个详细的实施例来进行说明：
实施例1
本实施例采用的混合菌液中盾巨孢囊霉菌、巨孢囊霉菌、放线菌和厚壁菌按照1：0.5：1：0.8的比例混合，其浓度为4×107CFU/mL，每株万寿菊幼苗喷淋的混合菌液的体积为40ml。
按照上述组分和浓度对重金属污染的土壤进行处理，6个月后对土壤中的各类重金属进行检测，符合国家土壤环境质量标准一级标准，其结果见表1：
表1实施例1土壤处理结果统计表
Figure BDA0002541776860000051
实施例2
本实施例采用的混合菌液中盾巨孢囊霉菌、巨孢囊霉菌、放线菌和厚壁菌按照1：0.8：1：1的比例混合，其浓度为4×107CFU/mL，每株万寿菊幼苗喷淋的混合菌液的体积为40ml。
按照上述组分和浓度对重金属污染的土壤进行处理，6个月后对土壤中的各类重金属进行检测，符合国家土壤环境质量标准一级标准，其结果见表2：
表2实施例2土壤处理结果统计表
Figure BDA0002541776860000061
实施例3
本实施例采用的混合菌液中盾巨孢囊霉菌、巨孢囊霉菌、放线菌和厚壁菌按照1：0.8：1.6：1.2的比例混合，其浓度为4×107CFU/mL，每株万寿菊幼苗喷淋的混合菌液的体积为40ml。
按照上述组分和浓度对重金属污染的土壤进行处理，6个月后对土壤中的各类重金属进行检测，符合国家土壤环境质量标准一级标准，其结果见表3：
表3实施例3土壤处理结果统计表
Figure BDA0002541776860000071
实施例4
本实施例采用的混合菌液中盾巨孢囊霉菌、巨孢囊霉菌、放线菌和厚壁菌按照1：0.5：1：0.8的比例混合，其浓度为6×107CFU/mL，每株万寿菊幼苗喷淋的混合菌液的体积为30ml。
按照上述组分和浓度对重金属污染的土壤进行处理，6个月后对土壤中的各类重金属进行检测，符合国家土壤环境质量标准一级标准，其结果见表4：
表4实施例4土壤处理结果统计表
Figure BDA0002541776860000072
Figure BDA0002541776860000081
实施例5
本实施例采用的混合菌液中盾巨孢囊霉菌、巨孢囊霉菌、放线菌和厚壁菌按照1：0.5：1：0.8的比例混合，其浓度为8×107CFU/mL，每株万寿菊幼苗喷淋的混合菌液的体积为20ml。
按照上述组分和浓度对重金属污染的土壤进行处理，6个月后对土壤中的各类重金属进行检测，符合国家土壤环境质量标准一级标准，其结果见表5：
表5实施例5土壤处理结果统计表
Figure BDA0002541776860000082
对比例1
本对比例中不向万寿菊幼苗的根部施加混合菌液，其他处理方法与实施例1均相同，6个月后对土壤中的各类重金属进行检测，符合国家土壤环境质量标准一级标准，其结果见表6：
表6对比例1土壤处理结果统计表
Figure BDA0002541776860000091
以上内容仅仅是对本发明构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种微生物修复重金属土壤的处理方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)土壤预处理：将重金属污染土壤的离地表面25-30公分深的表层土壤犁翻，在重金属污染土壤的周围设置围墙，围墙的高度高出土壤30-40cm，围墙上进一步连接水管道，采用大水漫灌的方式通过水管道给土壤供水，待水全部浸透土壤并高出土壤10cm以上时，停止供水，等待2-3天，抽干土壤上部的水后将土壤晾晒至湿润状态，得到预处理后的表层土壤；
(2)土壤营养化处理：在土壤中施入有机肥后，引入蚯蚓，期间每天浇水，土壤的含水量保持在15-25％，持续1-2个月；
(3)植物栽种：选择在3月下旬至4月上旬在露地苗床播种万寿菊种子，播后1周出苗，待苗长到5厘米高时，移栽至完成营养化的土壤内；
(4)微生物接种：在万寿菊幼苗移栽到土壤的同时向万寿菊幼苗的根部喷淋浓度为(4.0-8.0)×107CFU/mL的混合菌液，混合菌侵染植物根部，形成菌根化植物；然后每周浇一次水；生长90-100天进行去除重金属污染土壤中的重金属。
2.根据权利要求1所述的一种微生物修复重金属土壤的处理方法，其特征在于：所述混合菌液包括盾巨孢囊霉菌、巨孢囊霉菌、放线菌和厚壁菌，其按照1：(0.5-0.8)：(1-1.6)：(0.8-1.2)的比例混合。
3.根据权利要求1所述的一种微生物修复重金属土壤的处理方法，其特征在于：所述步骤(3)中万寿菊幼苗倾斜30-45度埋入土壤表层3-5cm深度种植，株距为20-35cm，行距为20-28cm。
4.根据权利要求1所述的一种微生物修复重金属土壤的处理方法，其特征在于：所述万寿菊种子由15％-20％的H2O2消毒处理，然后蒸馏水洗涤浸泡12-15h，选择籽粒饱满且不下沉的种子。
5.根据权利要求1所述的一种微生物修复重金属土壤的处理方法，其特征在于：所述步骤(4)中每株万寿菊幼苗喷淋的混合菌液的体积为20-40ml。
6.根据权利要求1所述的一种微生物修复重金属土壤的处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中有机肥为含有氮、磷、钾养分的肥料，其中氮、磷、钾的重量比是12:9:9，且每亩土壤施加有机肥80kg。
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