CN112226234A - 用于重金属污染的土壤修复剂及其制备、使用方法 - Google Patents

用于重金属污染的土壤修复剂及其制备、使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于重金属污染的土壤修复剂及其制备、使用方法，属于土壤修复技术领域，以解决重金属污染土壤治理过程中成本高、处理效果差的问题。该土壤修复剂的原料包括：复合菌剂、复合生物酶；土壤修复剂的制备方法包括培养复合菌剂、配置复合生物酶、配置混合物料、发酵酶解步骤；土壤修复剂的使用重量为土壤重量的0.5‑1%。本发明的制备方法能够最大程度的保证原料之间的配合效果，使得最终产出土壤修复剂除了可以修复重金属污染，还兼具清洁功能，同时提高土壤活性；使用方便快捷，具有经济、生态双重效益；具有极大的推广前景。

Description

用于重金属污染的土壤修复剂及其制备、使用方法
技术领域
本发明属于土壤修复技术领域，具体涉及一种用于重金属污染的土壤修复剂及其制备、使用方法。
背景技术
据环境保护部和国土资源部2014年公布的《全国土壤污染状况调查公报》显示：全国环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃土壤环境问题突出。工矿业、农业等人为活动以及土壤环境背景值高是造成土壤污染或超标的主要原因。
全国土壤污染总的超标率为16.1％，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2％、2.3％、1.5％和1.1％。污染类型以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小，无机污染物超标点数占全国超标点位的82.8％。
目前普遍的污染方式为重金属污染，主要污染物为镉、镍、铜、砷、汞、铅等。土壤重金属污染来源广泛，包括采矿、冶炼、化工、制革、染料等工业三废及汽车尾气排放、农药和化肥的大量使用、污水灌溉、污泥和城市垃圾的农用等产生和排放重金属污染物进入地表水、地下水和大气中后，这些重金属又最终汇集于土壤中，导致土壤中重金属含量过高，造成土壤重金属污染，而重金属在土壤中的污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性的特点，其在作物的可食部位过量积累后，通过食物链传递给人或动物，对人类健康带来严重危害，因此对土壤中金属污染的治理刻不容缓。
从根本上说，污染土壤修复的主要途径可包括为：（1）改变污染物在土壤中的存在形态或同土壤的结合方式，降低其在环境中的可迁移性与生物可利用性，即稳定化；（2）降低土壤中有毒物质的浓度。
围绕这两种途径产生了不同的治理措施和方法：即工程治理措施(改土法、电化法、冲洗络合法)和农艺调控措施(调高pH值、调节EH、增施有机肥、离子拮抗)。用工程治理土壤重金属污染，对于污染重、面积小的土壤具有治理效果明显、迅速的优点，但对于污染面积大、程度较轻而范围较广的农田污染土壤，则需要消耗大量的人力和财力，并容易导致土壤结构的破坏和土壤肥力的下降。因此，开发一种低成本、简单、高效和环境友好的土壤修复剂具有重要意义。
而市场上的土壤修复剂大致分为化学修复剂和复合修复剂，化学修复剂只能针对重金属进行修复，但一般重金属污染的土壤伴生着盐碱化、较为贫瘠，单独的化学修复剂施用后，还需对土壤进行翻耕施肥；而复合修复剂在化学修复剂基础上添加了一些具有肥力的原料，较受认可的是化学修复剂与生物有机肥的组合，形成的复合修复剂；但国内市场大量的生物有机肥中的菌剂、腐熟剂、菌肥等微生物产品，都是单纯应用到正常土壤中，没有考虑解决菌种在受污染土壤中、以及受污染土壤在修复过程中的生存，使用的菌种较为单一，即使有两三种菌的简单混合，在特殊土壤环境的适应性方面，是远远不够的，如果菌种在施用后无法解决生存问题，那么复合修复剂中重要的用于解决改善土壤肥力、提质增效的预期就全是空谈，所以，如何对菌种进行科学配伍，使其在在受污染土壤中、以及受污染土壤在修复过程中可以很好的适应、生存，是复合修复剂同时实现重金属污染修复和提升土壤肥力的关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于重金属污染的土壤修复剂，以解决现有土壤修复剂土壤治理过程中成本高、处理效果单一的问题。
本发明的另一个目的在于提供上述用于重金属污染的土壤修复剂及其制备和使用方法，以解决现有土壤修复剂发酵周期长、难控制发酵程度、使用修复周期长的问题。
为了解决以上问题，本发明技术方案为：
用于重金属污染的土壤修复剂，该土壤修复剂的原料包括：复合菌剂、复合生物酶；该复合菌剂包括：蜡状芽孢杆菌菌剂15-20重量份、铜绿色假单胞菌菌剂20-25重量份、保加利亚乳杆菌菌剂15-20重量份、嗜酸乳酸菌菌剂15-20重量份、巴斯德杆菌菌剂15-20重量份，食爬虫假单胞菌15-20重量份；该复合生物酶包括：固体淀粉酶10-15重量份、固体漆酶10-15重量份、固体纤维素酶25-35重量份、固体脲酶20-25份和固体植酸酶20-25重量份。
进一步的，本土壤修复剂的原料还包括混合物料；该混合物料包括：凹凸棒粉60-75重量份、植物素15-25重量份、畜禽粪15-20重量份、硫酸铵5-10重量份。
进一步的，土壤修复剂中复合菌剂、复合生物酶、混合物料的重量比率为：0.5%：0.03%：1。
进一步的，畜禽粪便为猪粪、羊粪、禽粪的任意一种或任意组合，畜禽粪便含水量为20-35%。
进一步的，植物素包括豆粕、麸皮、米糠、菜籽粕的任意一种或任意组合。
进一步的，土壤修复剂中含有水分，水分含量为水分含量为20%-30%。
以上用于重金属污染的土壤修复剂的制备方法，该方法为以下步骤：
步骤A、培养复合菌剂；
保加利亚乳杆菌培养基配方为：葡萄糖5.3g-5.6g，蛋白胨0.8g-1.1g，磷酸氢二钾0.4g-0.7g，蒸馏水100mL，PH值6.4-6.6；118℃灭菌15min；以2%的接种量接种，37℃恒温培养24h；
蜡状芽孢杆菌培养基配方为：可溶性淀粉2.5%-3.5%、豆饼粉1.5%-2.5%、磷酸氢二钾0.25%-0.35%、MgSO4·7H2O0.01%-0.03%和CaCl20.01%-0.02%；pH7.2,培养温度25℃,转速250r/min,接种量7%；
铜绿色假单胞菌培养基配方为：明胶胨15.5g-16.5g，胰蛋白胨9.0g-11.0g，K2SO49.5g-10.6g，MgCl21.2g-1.6g，溴化十六烷基三甲胺0.15g-0.25g，蒸馏水1000mL；PH7.1±0.2，121℃灭菌15min；于36℃±1℃下培养40-48h；
嗜酸乳酸菌培养基配方为：玉米浆3%-5%，牛肉膏1-2%，乳糖0.5%-1.5%；34℃培养20h；
巴斯德杆菌培养基配方为：甘露醇38g-44g、大豆蛋白胨22g-28g、氯化铵2.0g-3.5g、氯化钠9.5g-10.5g,蒸馏水1000mL；pH为8.0，最适培养条件为温度30℃,摇床转速200r/min,接种量4.0%(V/V),装瓶量75mL/250mL；
食爬虫假单胞菌培养基配方为：明胶胨15.5g-16.5g，胰蛋白胨9g-11g，K2SO49.5g-10.6g，MgCl21.2g-1.6g，溴化十六烷基三甲胺0.15g-0.25g，蒸馏水1000mL；最终pH7.1±0.2；
步骤B、配置复合生物酶；
按重量份分别取固体淀粉酶10-15份、固体漆酶10-15份、固体纤维素酶25-35份、固体脲酶20-25份和固体植酸酶20-25份，将各组分混合，制得复合生物酶；
步骤C、配置混合物料；
按重量份分别取凹凸棒粉60-75份、植物素15-25份、畜禽粪15-20份、硫酸铵5-10份，用动力混合器干混合均匀，成混合物料；
步骤D、加水配置土壤修复剂原材料；
取重量为混合物料重量0.03%的复合生物酶和0.5%的复合菌剂，将所取的复合生物酶和复合菌剂加入混合物料；加适量水，用动力混合器充分混匀，混匀后物料中的水分含量应保持30%-40%之间，形成土壤修复剂的原材料；
步骤E、发酵酶解；
将步骤D中所得土壤修复剂的原材料倒入发酵池中进行酶解发酵，连续酶解发酵21-25天后，温度开始下降，待温度降低到低于45℃，酶解发酵完成，得到土壤修复剂。
进一步的，步骤E中控制土壤修复剂原材料内部酶解发酵温度在45℃-60℃，当土壤修复剂的原材料内部温度超过60℃时，翻堆降温。
进一步的，将土壤修复剂与重金属污染的土壤通过翻耕混合均匀，25-30天后即完成重金属污染土壤的修复。
以上土壤修复剂的使用重量为土壤重量的0.5-1%。
本发明的有益效果如下：
（1）本发明利用复合菌剂与复合生物酶的生物作用，其中复合生物菌可以分解土壤中的多种矿物质，释放出氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、硼、铜、锌、钼、氯等植物必需的20多种中微量元素及硅酸镁铝、草炭酸、硅酸等植物所需养分，增加土地肥力，同时激活土壤的自我调节功能，形成一个健康的营养循环供应体系，达到健康的生态土壤，保证了植物生长处于最佳状态；在酶解发酵过程中添加复合生物酶，其目的是破解有机物细胞及组织结构，将粗纤维、木质素、半纤维、蛋白质等大分子物质分解成便于微生物吸收利用的小分子有机物，可促进微生物吸附和分解功能，从而缩短制备时的发酵时间；同时,此过程降低或去除有机废弃物及土壤中的重金属离子，完成土壤修复，使土壤种植作物免受重金属污染的影响。
（2）本发明修复剂中复合菌剂中的微生物对重金属具有很强的亲合性，重金属离子进入细胞后，可分布在细胞内的不同部位，细胞体内可合成金属硫蛋白(MT)，金属硫蛋白是一种具有强烈亲和性的低分子量的蛋白质，它对重金属具有富集和抑制毒性的作用；同时，本发明修复剂中复合菌剂中的微生物通过向胞外周围环境释放无机和有机酸可以扰乱金属元素的化学形态，细胞外有机化合物中含有具多功能团分子结构的低分子量有机物,其可以改变可溶性金属离子的形态,使它们沉淀下来；
具体品类而言，铜绿色假单胞菌、食爬虫假单胞菌对镉（Cd）、铅（Pb）、锌（Zn）具有很强的富集作用；铜绿色假单胞菌同时还能把Hg2+还原成Hg,形成无害蒸气挥发至大气而减轻离子态汞对土壤环境的毒性；蜡状芽孢杆菌、保加利亚乳杆菌、巴斯德杆菌对镉（Cd）、镍（Ni）、钴（Co）具有很强的富集作用；嗜酸乳酸菌可氧化二价铁和低价硫等；
同时辅以本发明配方中的五种酶，对上述过程起到催化作用，保证施用后复合菌剂与复合生物酶能在污染的土壤中适应并生存，也就能够保证凹凸棒、植物素、畜禽粪、硫酸铵等土壤修复剂常见的组分充分发挥其基础作用，并与复合菌剂与复合生物酶一起产生协同作用，同时达到高效修复重金属污染和快速提升土壤肥力的显著效果。
（3）本发明修复剂通过离子交换作用将有益的离子释放出去，把重金属离子吸收到凹凸棒里，有害的重金属元素失去了活性，被阻止向农作物转移，降低重金属活性，提高土壤生产能力。
（4）与传统修复剂制备机理及其效果相比，本发明制备方法简单、原料易得性好、成本低、制备简易，具有极高的推广应用价值。
（5）本发明的制备方法能够最大程度的保证原料之间的配合效果，使得最终产出土壤修复剂除了可以修复重金属污染，还兼具清洁功能，同时提高土壤活性；使用方便快捷，在酶解过程和释放出养分过程中，复合生物酶都担当了重要角色，在进入土壤后，通过分解、络合、共价修饰等协同作用，释放出土壤中被固定的磷、钾、钙、铁等元素供作物吸收，为农田提供营养元素，大大降低化学肥料的使用量,极大的降低了土壤修复的成本，具有经济、生态双重效益；进而使农民更加乐意使用能种植出真正意义绿色产品的土壤修复剂，具有极大的推广前景。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
因此，以下对本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。
实施例1
一、按如下步骤制备本实施例所述的用于重金属污染的土壤修复剂。
步骤A、培养复合菌剂；
保加利亚乳杆菌培养基：葡萄糖5.43g，蛋白胨0.98g，磷酸氢二钾0.59g，蒸馏水100mL，PH值6.4-6.6；118℃灭菌15min；以2%的接种量接种，37℃恒温培养24h；
蜡状芽孢杆菌培养基：可溶性淀粉3.0%、豆饼粉2.0%、磷酸氢二钾0.3%、MgSO4·7H2O0.02%和CaCl20.01%；pH7.2,培养温度25℃,转速250r/min,接种量7%。
铜绿色假单胞菌培养基：明胶胨16.0g，胰蛋白胨10.0g，K2SO410.0g，MgCl21.4g，琼脂15g，溴化十六烷基三甲胺0.2g，蒸馏水1000mL；PH7.1±0.2，121℃灭菌15min；于36℃±1℃下培养40-48h。
嗜酸乳酸菌培养基：玉米浆3%，牛肉膏1%，乳糖1%；34℃培养20h。
巴斯德杆菌培养基：甘露醇40g、大豆蛋白胨25g、氯化铵3g、氯化钠10g,蒸馏水1000mL；pH为8.0，最适培养条件为温度30℃,摇床转速200r/min,接种量4.0%(V/V),装瓶量75mL/250mL。
食爬虫假单胞菌培养基：配方(每升)：明胶胨16.0g，胰蛋白胨10.0g，K2SO410.0g，MgCl21.4g，溴化十六烷基三甲胺0.2g；最终pH7.1±0.2。
步骤B、配置复合生物酶；
按重量份分别取固体淀粉酶12份、固体漆酶13份、固体纤维素酶30份、固体脲酶23份和固体植酸酶22份，将各组分混合，制得复合生物酶。
二、配置本实施例所述的用于重金属污染的土壤修复剂的混合物料；
按重量份分别取凹凸棒粉68份、植物素20份、畜禽粪18份、硫酸铵8份，用动力混合器干混合均匀，成混合物料。
三、制备本实施例所述的用于重金属污染的土壤修复剂的原材料；
取重量为混合物料重量0.03%的复合生物酶和0.5%的复合菌剂，将所取的复合生物酶和复合菌剂加入混合物料；加适量水，用动力混合器充分混匀，混匀后物料中的水分含量应保持30%-40%左右，形成土壤修复剂的原材料。
四、制备本实施例所述的用于重金属污染的土壤修复剂；
将上述土壤修复剂的原材料倒入发酵池中进行酶解发酵，连续酶解发酵21-25天后，温度开始下降，待温度降低到低于45℃，酶解发酵完成，得到土壤修复剂，这一过程中，控制土壤修复剂的原材料内部酶解发酵温度在45℃-60℃，当土壤修复剂原材料内部温度超过60℃时，翻堆降温。
五、使用本实施例所述的用于重金属污染的土壤修复剂
（1）试验室修复过程：
试验土壤采集自某尾矿库重金属污染区域，该区域土壤表层中的重金属含量高于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618-2018)的农用地土壤污染风险管制值，具体数据参见表1。
根据污染的实际情况进行修复。
根据故土废物《浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)采用翻转振荡器对土壤进行浸出试验，检测修复前和修复后的土壤重金属浓度；在上述试验同时做一组不使用土壤修复剂的空白实验，保持同样的试验条件，作为对照组。
试验组：称取500g过10目的供试验用的重金属污染风干土样，土壤修复剂的施用量按照干土重量的1%，（折合成大田用量为150kg/亩），将修复剂与供试土壤充分混匀后，放入塑料杯中，加入122mL去离子水，整个实验过程模拟保持田间持水量约为70%，塑料杯上用保鲜膜封口并开小孔，放入恒温培养箱中，保持温度为25℃。
一起培养30天后，取出土壤，再次测定试验土壤中的重金属离子--铜、镉、锌、铅和砷的含量，结果见表1。
表1实验室土壤修复前后各重金属离子含量比对表
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE001
表1示出了：试验室按量使用本实施例的土壤修复剂后，重金属离子浓度均有了显著降低，可见本实施例的土壤修复剂具有显著的重金属污染的土壤修复效果。
（2）大田修复过程：
选用位于兰州新区的试验田一，该试验田土壤表层中的重金属含量高于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618-2018)的农用地土壤污染风险管制值，具体数据参见表1。
根据污染的实际情况进行修复。
试验组：根据对试验田水分测定，在试验田中按150kg/亩使用土壤修复剂，（其施用量折合为干土重量的1%），使用后翻耕15cm-25cm，整个实验过程一定注意保水，保持田间持水量约为70%，用塑料大棚配合保持温度为25℃±3℃左右。
在上述试验田旁同时做一组不使用土壤修复剂的空白实验，保持同样的试验条件，作为对照组。
一起修复45天后，采用随机抽样取土壤样品缩分，烘干过筛制样后再次测定试验土壤中的重金属离子--铜、镉、锌、铅和砷的含量，结果见表2。
表2大田土壤修复前后重金属离子类型及养分含量比对表
Figure 28591DEST_PATH_IMAGE002
表2示出了：在大田按量使用本实施例的土壤修复剂后，重金属离子浓度均也有了显著降低，肥效有了显著提升，可见本实施例的土壤修复剂具有显著的重金属污染的土壤修复效果的同时还能显著提升土壤中肥力相关的相关营养成分，进一步显著改善重金属污染的土壤的可耕种性。
结合试验室试验与大田试验效果可见，本实施例土壤修复剂具有很稳定的修复效果，且在大田使用过程简单易行，兼具肥效，具有优异的推广前景。
实施例2
一、按如下步骤制备本实施例所述的用于重金属污染的土壤修复剂。
步骤A、培养复合菌剂；
保加利亚乳杆菌培养基配方为：葡萄糖5.3g，蛋白胨0.8g，磷酸氢二钾0.4g，蒸馏水100mL，PH值6.4；118℃灭菌15min；以2%的接种量接种，37℃恒温培养24h。
蜡状芽孢杆菌培养基配方为：可溶性淀粉2.5%、豆饼粉1.5%、磷酸氢二钾0.25%、MgSO4·7H2O0.01%和CaCl20.01%；pH7.2,培养温度25℃,转速250r/min,接种量7%。
铜绿色假单胞菌培养基配方为：明胶胨15.5g，胰蛋白胨9.0g，K2SO49.5gg，MgCl21.2g，溴化十六烷基三甲胺0.15gg，蒸馏水1000mL；PH7.1±0.2，121℃灭菌15min；于36℃±1℃下培养40h。
嗜酸乳酸菌培养基配方为：玉米浆3%，牛肉膏1%，乳糖0.5%；34℃培养20h。
巴斯德杆菌培养基配方为：甘露醇38g、大豆蛋白胨22g、氯化铵2.0g、氯化钠9.5g,蒸馏水1000mL；pH为8.0，最适培养条件为温度30℃,摇床转速200r/min,接种量4.0%(V/V),装瓶量75mL/250mL。
食爬虫假单胞菌培养基配方为：明胶胨15.5g，胰蛋白胨9g，K2SO49.5g，MgCl21.2g，溴化十六烷基三甲胺0.15g，蒸馏水1000mL；最终pH7.1±0.2。
二、配置本实施例所述的用于重金属污染的土壤修复剂的混合物料；
按重量份分别取凹凸棒粉60份、植物素15份、畜禽粪15份、硫酸铵5份，用动力混合器干混合均匀，成混合物料。
三、制备本实施例所述的用于重金属污染的土壤修复剂的原材料；
取重量为混合物料重量0.03%的复合生物酶和0.5%的复合菌剂，将所取的复合生物酶和复合菌剂加入混合物料；加适量水，用动力混合器充分混匀，混匀后物料中的水分含量应保持30%-40%左右，形成土壤修复剂的原材料。
四、制备本实施例所述的用于重金属污染的土壤修复剂；
将上述土壤修复剂的原材料倒入发酵池中进行酶解发酵，连续酶解发酵21-25天后，温度开始下降，待温度降低到低于45℃，酶解发酵完成，得到土壤修复剂，这一过程中，控制土壤修复剂的原材料内部酶解发酵温度在45℃-60℃，当土壤修复剂原材料内部温度超过60℃时，翻堆降温。
五、使用本实施例所述的用于重金属污染的土壤修复剂
（1）试验室修复过程：
试验土壤采集自某尾矿库重金属污染区域，该区域土壤表层中的重金属含量高于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618-2018)的农用地土壤污染风险管制值，具体数据参见表3。
根据污染的实际情况进行修复。
根据故土废物《浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)采用翻转振荡器对土壤进行浸出试验，检测修复前和修复后的土壤重金属浓度；在上述试验同时做一组不使用土壤修复剂的空白实验，保持同样的试验条件，作为对照组。
试验组：称取500g过10目的供试验用的重金属污染风干土样，土壤修复剂的施用量按照干土重量的1%，（折合成大田用量为150kg/亩），将修复剂与供试土壤充分混匀后，放入塑料杯中，加入122mL去离子水，整个实验过程模拟保持田间持水量约为70%，塑料杯上用保鲜膜封口并开小孔，放入恒温培养箱中，保持温度为25℃。
一起培养30天后，取出土壤，再次测定试验土壤中的重金属离子--铜、镉、锌、铅和砷的含量，结果见表3。
表3实验室土壤修复前后各重金属离子含量比对表
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE003
表1示出了：试验室按量使用本实施例的土壤修复剂后，重金属离子浓度均有了显著降低，可见本实施例的土壤修复剂具有显著的重金属污染的土壤修复效果。
（2）大田修复过程：
选用位于兰州新区的试验田二，该试验田土壤表层中的重金属含量高于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618-2018)的农用地土壤污染风险管制值，具体数据参见表3。
根据污染的实际情况进行修复。
试验组：根据对试验田水分测定，在试验田中按150kg/亩使用土壤修复剂，（其施用量折合为干土重量的1%），使用后翻耕15cm-25cm，整个实验过程一定注意保水，保持田间持水量约为70%，用塑料大棚配合保持温度为25℃±3℃左右。
在上述试验田旁同时做一组不使用土壤修复剂的空白实验，保持同样的试验条件，作为对照组。
一起修复45天后，采用随机抽样取土壤样品缩分，烘干过筛制样后再次测定试验土壤中的重金属离子--铜、镉、锌、铅和砷的含量，结果见表4。
表4大田土壤修复前后重金属离子类型及养分含量比对表
Figure 309181DEST_PATH_IMAGE004
表4示出了：在大田按量使用本实施例的土壤修复剂后，重金属离子浓度均也有了显著降低，肥效有了显著提升，可见本实施例的土壤修复剂具有显著的重金属污染的土壤修复效果的同时还能显著提升土壤中肥力相关的相关营养成分，进一步显著改善重金属污染的土壤的可耕种性。
结合试验室试验与大田试验效果可见，本实施例土壤修复剂具有很稳定的修复效果，且在大田使用过程简单易行，兼具肥效，具有优异的推广前景。
实施例3
一、按如下步骤制备本实施例所述的用于重金属污染的土壤修复剂。
步骤A、培养复合菌剂；
保加利亚乳杆菌培养基配方为：葡萄糖5.6g，蛋白胨1.1g，磷酸氢二钾0.7g，蒸馏水100mL，PH值6.6；118℃灭菌15min；以2%的接种量接种，37℃恒温培养24h。
蜡状芽孢杆菌培养基配方为：可溶性淀粉3.5%、豆饼粉2.5%、磷酸氢二钾0.35%、MgSO4·7H2O0.03%和CaCl20.02%；pH7.2,培养温度25℃,转速250r/min,接种量7%。
铜绿色假单胞菌培养基配方为：明胶胨16.5g，胰蛋白胨11.0g，K2SO410.6g，MgCl21.6g，溴化十六烷基三甲胺0.25g，蒸馏水1000mL；PH7.1±0.2，121℃灭菌15min；于36℃±1℃下培养48h。
嗜酸乳酸菌培养基配方为：玉米浆5%，牛肉膏2%，乳糖1.5%；34℃培养20h。
巴斯德杆菌培养基配方为：甘露醇44g、大豆蛋白胨28g、氯化铵3.5g、氯化钠10.5g,蒸馏水1000mL；pH为8.0，最适培养条件为温度30℃,摇床转速200r/min,接种量4.0%(V/V),装瓶量75mL/250mL。
食爬虫假单胞菌培养基配方为：明胶胨16.5g，胰蛋白胨11g，K2SO410.6g，MgCl21.6g，溴化十六烷基三甲胺0.25g，蒸馏水1000mL；最终pH7.1±0.2。
二、配置本实施例所述的用于重金属污染的土壤修复剂的混合物料；
按重量份分别取凹凸棒粉75份、植物素25份、畜禽粪20份、硫酸铵10份，用动力混合器干混合均匀，成混合物料。
三、制备本实施例所述的用于重金属污染的土壤修复剂的原材料；
取重量为混合物料重量0.03%的复合生物酶和0.5%的复合菌剂，将所取的复合生物酶和复合菌剂加入混合物料；加适量水，用动力混合器充分混匀，混匀后物料中的水分含量应保持30%-40%左右，形成土壤修复剂的原材料。
四、制备本实施例所述的用于重金属污染的土壤修复剂；
将上述土壤修复剂的原材料倒入发酵池中进行酶解发酵，连续酶解发酵21-25天后，温度开始下降，待温度降低到低于45℃，酶解发酵完成，得到土壤修复剂，这一过程中，控制土壤修复剂的原材料内部酶解发酵温度在45℃-60℃，当土壤修复剂原材料内部温度超过60℃时，翻堆降温。
五、使用本实施例所述的用于重金属污染的土壤修复剂
（1）试验室修复过程：
试验土壤采集自某尾矿库重金属污染区域，该区域土壤表层中的重金属含量高于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618-2018)的农用地土壤污染风险管制值，具体数据参见表1。
根据污染的实际情况进行修复。
根据故土废物《浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)采用翻转振荡器对土壤进行浸出试验，检测修复前和修复后的土壤重金属浓度；在上述试验同时做一组不使用土壤修复剂的空白实验，保持同样的试验条件，作为对照组。
试验组：称取500g过10目的供试验用的重金属污染风干土样，土壤修复剂的施用量按照干土重量的1%，（折合成大田用量为150kg/亩），将修复剂与供试土壤充分混匀后，放入塑料杯中，加入122mL去离子水，整个实验过程模拟保持田间持水量约为70%，塑料杯上用保鲜膜封口并开小孔，放入恒温培养箱中，保持温度为25℃。
一起培养30天后，取出土壤，再次测定试验土壤中的重金属离子--铜、镉、锌、铅和砷的含量，结果见表5。
表5实验室土壤修复前后各重金属离子含量比对表
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE005
表5示出了：试验室按量使用本实施例的土壤修复剂后，重金属离子浓度均有了显著降低，可见本实施例的土壤修复剂具有显著的重金属污染的土壤修复效果。
（2）大田修复过程：
选用位于兰州新区的试验田三，该试验田土壤表层中的重金属含量高于《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准》(GB15618-2018)的农用地土壤污染风险管制值，具体数据参见表5。
根据污染的实际情况进行修复。
试验组：根据对试验田水分测定，在试验田中按150kg/亩使用土壤修复剂，（其施用量折合为干土重量的1%），使用后翻耕15cm-25cm，整个实验过程一定注意保水，保持田间持水量约为70%，用塑料大棚配合保持温度为25℃±3℃左右。
在上述试验田旁同时做一组不使用土壤修复剂的空白实验，保持同样的试验条件，作为对照组。
一起修复45天后，采用随机抽样取土壤样品缩分，烘干过筛制样后再次测定试验土壤中的重金属离子--铜、镉、锌、铅和砷的含量，结果见表6。
表6大田土壤修复前后重金属离子类型及养分含量比对表
Figure 151235DEST_PATH_IMAGE006
表6示出了：在大田按量使用本实施例的土壤修复剂后，重金属离子浓度均也有了显著降低，肥效有了显著提升，可见本实施例的土壤修复剂具有显著的重金属污染的土壤修复效果的同时还能显著提升土壤中肥力相关的相关营养成分，进一步显著改善重金属污染的土壤的可耕种性。
结合试验室试验与大田试验效果可见，本实施例土壤修复剂具有很稳定的修复效果，且在大田使用过程简单易行，兼具肥效，具有优异的推广前景。
受限于说明书篇幅，仅列举具有代表性的3个实施例，但本发明土壤修复剂在兰州新区试验田及榆中试验田中，对于重金属污染的土壤的改良均取得了优异的成果，经改良的试验田已经全部投入耕种，用于相关公司有机肥的肥效的测试用田。

Claims (10)

1.用于重金属污染的土壤修复剂，其特征在于：该土壤修复剂的原料包括：复合菌剂、复合生物酶；
所述复合菌剂包括：蜡状芽孢杆菌菌剂15-20重量份、铜绿色假单胞菌菌剂20-25重量份、保加利亚乳杆菌菌剂15-20重量份、嗜酸乳酸菌菌剂15-20重量份、巴斯德杆菌菌剂15-20重量份，食爬虫假单胞菌15-20重量份；
所述复合生物酶包括：固体淀粉酶10-15重量份、固体漆酶10-15重量份、固体纤维素酶25-35重量份、固体脲酶20-25份和固体植酸酶20-25重量份。
2.如权利要求1所述的用于重金属污染的土壤修复剂，其特征在于：还包括混合物料；
所述混合物料包括：凹凸棒粉60-75重量份、植物素15-25重量份、畜禽粪15-20重量份、硫酸铵5-10重量份。
3.如权利要求2所述的用于重金属污染的土壤修复剂，其特征在于：所述土壤修复剂中复合菌剂、复合生物酶、混合物料的重量比率为：0.5%：0.03%：1。
4.如权利要求2所述的用于重金属污染的土壤修复剂，其特征在于：畜禽粪便为猪粪、羊粪、禽粪的任意一种或任意组合，畜禽粪便含水量为20-35%。
5.如权利要求2所述的用于重金属污染的土壤修复剂，其特征在于：植物素包括豆粕、麸皮、米糠、菜籽粕的任意一种或任意组合。
6.如权利要求3-5中任一项所述的用于重金属污染的土壤修复剂，其特征在于：所述土壤修复剂中含有水分，水分含量为20%-30%。
7.如权利要求6所述的用于重金属污染的土壤修复剂的制备方法，其特征在于：
该方法为以下步骤：
步骤A、培养复合菌剂；
保加利亚乳杆菌培养基配方为：葡萄糖5.3g-5.6g，蛋白胨0.8g-1.1g，磷酸氢二钾0.4g-0.7g，蒸馏水100mL，PH值6.4-6.6；118℃灭菌15min；以2%的接种量接种，37℃恒温培养24h；
蜡状芽孢杆菌培养基配方为：可溶性淀粉2.5%-3.5%、豆饼粉1.5%-2.5%、磷酸氢二钾0.25%-0.35%、MgSO4·7H2O0.01%-0.03%和CaCl20.01%-0.02%；pH7.2,培养温度25℃,转速250r/min,接种量7%；
铜绿色假单胞菌培养基配方为：明胶胨15.5g-16.5g，胰蛋白胨9.0g-11.0g，K2SO49.5g-10.6g，MgCl21.2g-1.6g，溴化十六烷基三甲胺0.15g-0.25g，蒸馏水1000mL；PH7.1±0.2，121℃灭菌15min；于36℃±1℃下培养40-48h；
嗜酸乳酸菌培养基配方为：玉米浆3%-5%，牛肉膏1-2%，乳糖0.5%-1.5%；34℃培养20h；
巴斯德杆菌培养基配方为：甘露醇38g-44g、大豆蛋白胨22g-28g、氯化铵2.0g-3.5g、氯化钠9.5g-10.5g,蒸馏水1000mL；pH为8.0，最适培养条件为温度30℃,摇床转速200r/min,接种量4.0%(V/V),装瓶量75mL/250mL；
食爬虫假单胞菌培养基配方为：明胶胨15.5g-16.5g，胰蛋白胨9g-11g，K2SO49.5g-10.6g，MgCl21.2g-1.6g，溴化十六烷基三甲胺0.15g-0.25g，蒸馏水1000mL；最终pH7.1±0.2；
步骤B、配置复合生物酶；
按重量份分别取固体淀粉酶10-15份、固体漆酶10-15份、固体纤维素酶25-35份、固体脲酶20-25份和固体植酸酶20-25份，将各组分混合，制得复合生物酶；
步骤C、配置混合物料；
按重量份分别取凹凸棒粉60-75份、植物素15-25份、畜禽粪15-20份、硫酸铵5-10份，用动力混合器干混合均匀，成混合物料；
步骤D、加水配置土壤修复剂原材料；
取重量为混合物料重量0.03%的复合生物酶和0.5%的复合菌剂，将所取的复合生物酶和复合菌剂加入混合物料；加适量水，用动力混合器充分混匀，混匀后物料中的水分含量应保持30%-40%之间，形成土壤修复剂的原材料；
步骤E、发酵酶解；
将步骤D中所得土壤修复剂的原材料倒入发酵池中进行酶解发酵，连续酶解发酵21-25天后，温度开始下降，待温度降低到低于45℃，酶解发酵完成，得到土壤修复剂。
8.如权利要求7所述的用于重金属污染的土壤修复剂的制备方法，其特征在于：步骤E中控制土壤修复剂原材料内部酶解发酵温度在45℃-60℃，当土壤修复剂的原材料内部温度超过60℃时，翻堆降温。
9.如权利要求8所述的用于重金属污染的土壤修复剂的使用方法，其特征在于：将土壤修复剂与重金属污染的土壤通过翻耕混合均匀，25-30天后即完成重金属污染土壤的修复。
10.如权利要求9所述的用于重金属污染的土壤修复剂的使用方法，其特征在于：所述的土壤修复剂的使用重量为土壤重量的0.5-1%。
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