CN112745858A - 一种持久性有机污染物污染场地修复剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种持久性有机污染物污染场地修复剂及其制备方法，涉及环境污染治理技术领域。本发明包括土壤修复片，成分为固定剂、吸附剂和修复菌种。本发明通过利用微生物的降解能力，基于原位修复技术制备出针对性强的土壤修复片，便于携带的同时，还能有效避免在土壤中流失；其中修复菌种通过固定剂包埋固定，再被吸附剂所吸附，与片状结构相互配合，具有高效的固定稳定能力；通过利用基因工程技术和分子杂交技术，将污染场地现有菌、临近水环境菌和目标土壤菌的对应基因相互结合，构成一种能够降解污染场地和临近水环境有机污染物，且能够将污染场地修复到目标环境的杂交菌种，具有高度的针对性和目的性。

Description

一种持久性有机污染物污染场地修复剂及其制备方法
技术领域
本发明属于环境污染治理技术领域，特别是涉及一种持久性有机污染物污染场地修复剂及其制备方法。
背景技术
土壤污染物大致可分为无机污染物和有机污染物两大类，其中有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3,4-苯并芘以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累通过“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，就是土壤污染。
现有技术中对于受到污染后的土壤修复有很多种措施，大致可分为物理修复、化学修复和生物修复，其中修复速度最快同时对土壤也相对健康的最常用的修复方法就是生物修复中的微生物修复技术；然而微生物修复技术中无论是原位修复还是异位修复，相对于其他的修复方法而言，其修复剂往往容易随水分而流失，因此难以保证长久地时效性，从而仅能暂时性修复，修复能力相对较低；对此，我们设计一种持久性有机污染物污染场地修复剂及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种持久性有机污染物污染场地修复剂及其制备方法，解决现有的土壤修复剂因易流失而影响修复能力和增加修复成本的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种持久性有机污染物污染场地修复剂，包括土壤修复片，所述土壤修复片包括固定剂、吸附剂和修复菌种，所述修复菌种包裹于固定剂内部，所述固定剂和修复菌种吸附于吸附剂内部，即其主要构造为利用固定剂将修复菌种包裹固定，在将包裹固定后的复合结构由吸附剂所吸附，并压实成土壤修复片。
一种持久性有机污染物污染场地修复剂的制备方法，主要包括以下几个步骤：
步骤一、目标菌种的选取和修复菌种的制备；
步骤二、修复菌种的培养，即对修复菌种进行扩增培养，便于批量生产；
步骤三、修复菌种的固定化处理和土壤修复片的制备，能够有效避免修复剂在实际使用时随水分流失的现象；
步骤四、土壤修复片的异位微生物修复试验检测，通过异位修复试验来检测土壤修复片的实际使用效果，同时还能对其适用环境进行检测；
所述步骤一中目标菌种的选取来源包括有机污染物污染场地的现有菌群、目标土壤环境菌群和污染场地临近水环境菌群；所述目标土壤的环境为污染场地的修复目的环境，主要以目标土壤环境菌群为基础，使修复菌种具有降解污染地带和临近水环境中有机污染物的能力，并最终实现达到目标土壤的修复能力；
所述步骤四中异位微生物修复试验的试验环境为污染场地土壤反应堆，能够针对性地控制相关反应变量，对修复剂的修复能力进行检测。
进一步地，所述步骤一主要包括以下几个步骤：
步骤S1、分别从污染场地、目标土壤环境和污染场地临近水环境中取样；
步骤S2、利用微生物培养技术分别从步骤S1中的三种环境筛选出生长活性最强的A菌、B菌和C菌，其中A菌为污染场地现有菌种，B菌为目标土壤环境菌种，C菌为污染场地临近水环境菌种；
步骤S3、利用基因工程技术A菌和C菌的基因提取并制作遗传信息片段，主要将A菌和C菌种降解有机污染物的基因提取剪切为遗传信息片段，再利用PCR技术将遗传信息片段扩增；
步骤S4、将步骤S3中制备的遗传信息片段***B菌并进行传代培养出修复菌种，其中可通过基因探针进行观察检测相关基因的表达状态和结果，以便筛选。
进一步地，所述步骤二中修复菌种的培养为步骤S4中修复菌种的筛选，主要通过控制多组培养环境培养并从中选取最优菌种，培养环境主要为污染场地土壤、目标土壤环境和污染场地临近水源之间的不同配比构成的混合组分。
进一步地，所述步骤三主要包括以下几个步骤：
步骤SS1、取步骤三中的最优菌种的培养菌液，向内加入固定剂利用包埋法对修复菌种进行第一步固定化处理，包埋处理能够保证菌种的活性；
步骤SS2、取步骤SS1中第一步固定化处理后形成的悬浊液，向内加入吸附剂对包埋的菌球进行吸附固定，能够有效避免修复菌种在实际工作时随水分流失；
步骤SS3、将步骤SS2中吸附固定后的悬浊液进行过滤，取底层菌泥，注入对应模板后压实冻干，其中模板结构应根据土壤修复片的实际结构制作。
进一步地，所述固定剂为海藻酸钠，所述吸附剂为硅藻土，其中海藻酸钠作固定剂，主要因为其取材方便，成本低，且能够将修复菌种完全包裹；硅藻土作吸附剂的主要原因在于其内部孔隙较大，能够将包埋菌球同时吸附入内。
进一步地，所述步骤四中异位微生物修复试验的控制条件包括水分、温度、氧气含量和pH值，通过控制变量法模拟不同的工作环境，并利用培养过程中的传代培养增强其降解能力。
进一步地，所述步骤二和步骤S2的菌种筛选标准均为微生物的生长繁殖速率和代谢反应速率。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过利用微生物的降解能力，基于原位修复技术制备出针对性强的土壤修复片，便于携带的同时，还能有效避免在土壤中流失；其中修复菌种通过固定剂包埋固定，再被吸附剂所吸附，与片状结构相互配合，具有高效的固定稳定能力；
另一方面，本发明通过利用基因工程技术和分子杂交技术，将污染场地现有菌、临近水环境菌和目标土壤菌的对应基因相互结合，构成一种能够降解污染场地和临近水环境有机污染物，且能够将污染场地修复到目标环境的杂交菌种，具有高度的针对性和目的性。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明为一种持久性有机污染物污染场地修复剂，包括土壤修复片，土壤修复片包括固定剂、吸附剂和修复菌种，修复菌种包裹于固定剂内部，固定剂和修复菌种吸附于吸附剂内部，即其主要构造为利用固定剂将修复菌种包裹固定，在将包裹固定后的复合结构由吸附剂所吸附，并压实成土壤修复片。
一种持久性有机污染物污染场地修复剂的制备方法，主要包括以下几个步骤：
步骤一、目标菌种的选取和修复菌种的制备；
步骤二、修复菌种的培养，即对修复菌种进行扩增培养，便于批量生产；
步骤三、修复菌种的固定化处理和土壤修复片的制备，能够有效避免修复剂在实际使用时随水分流失的现象；
步骤四、土壤修复片的异位微生物修复试验检测，通过异位修复试验来检测土壤修复片的实际使用效果，同时还能对其适用环境进行检测；
步骤一中目标菌种的选取来源包括有机污染物污染场地的现有菌群、目标土壤环境菌群和污染场地临近水环境菌群；目标土壤的环境为污染场地的修复目的环境，主要以目标土壤环境菌群为基础，使修复菌种具有降解污染地带和临近水环境中有机污染物的能力，并最终实现达到目标土壤的修复能力；
步骤四中异位微生物修复试验的试验环境为污染场地土壤反应堆，能够针对性地控制相关反应变量，对修复剂的修复能力进行检测。
优选地，步骤一主要包括以下几个步骤：
步骤S1、分别从污染场地、目标土壤环境和污染场地临近水环境中取样；
步骤S2、利用微生物培养技术分别从步骤S1中的三种环境筛选出生长活性最强的A菌、B菌和C菌，其中A菌为污染场地现有菌种，B菌为目标土壤环境菌种，C菌为污染场地临近水环境菌种；
步骤S3、利用基因工程技术A菌和C菌的基因提取并制作遗传信息片段，主要将A菌和C菌种降解有机污染物的基因提取剪切为遗传信息片段，再利用PCR技术将遗传信息片段扩增；
步骤S4、将步骤S3中制备的遗传信息片段***B菌并进行传代培养出修复菌种，其中可通过基因探针进行观察检测相关基因的表达状态和结果，以便筛选。
优选地，步骤二中修复菌种的培养为步骤S4中修复菌种的筛选，主要通过控制多组培养环境培养并从中选取最优菌种，培养环境主要为污染场地土壤、目标土壤环境和污染场地临近水源之间的不同配比构成的混合组分。
优选地，步骤三主要包括以下几个步骤：
步骤SS1、取步骤三中的最优菌种的培养菌液，向内加入固定剂利用包埋法对修复菌种进行第一步固定化处理，包埋处理能够保证菌种的活性；
步骤SS2、取步骤SS1中第一步固定化处理后形成的悬浊液，向内加入吸附剂对包埋的菌球进行吸附固定，能够有效避免修复菌种在实际工作时随水分流失；
步骤SS3、将步骤SS2中吸附固定后的悬浊液进行过滤，取底层菌泥，注入对应模板后压实冻干，其中模板结构应根据土壤修复片的实际结构制作。
优选地，固定剂为海藻酸钠，吸附剂为硅藻土，其中海藻酸钠作固定剂，主要因为其取材方便，成本低，且能够将修复菌种完全包裹；硅藻土作吸附剂的主要原因在于其内部孔隙较大，能够将包埋菌球同时吸附入内。
优选地，步骤四中异位微生物修复试验的控制条件包括水分、温度、氧气含量和pH值，通过控制变量法模拟不同的工作环境，并利用培养过程中的传代培养增强其降解能力。
优选地，步骤二和步骤S2的菌种筛选标准均为微生物的生长繁殖速率和代谢反应速率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种持久性有机污染物污染场地修复剂，包括土壤修复片，其特征在于：所述土壤修复片包括固定剂、吸附剂和修复菌种，所述修复菌种包裹于固定剂内部，所述固定剂和修复菌种吸附于吸附剂内部。
2.一种持久性有机污染物污染场地修复剂的制备方法，其特征在于，主要包括以下几个步骤：
步骤一、目标菌种的选取和修复菌种的制备；
步骤二、修复菌种的培养；
步骤三、修复菌种的固定化处理和土壤修复片的制备；
步骤四、土壤修复片的异位微生物修复试验检测；
所述步骤一中目标菌种的选取来源包括有机污染物污染场地的现有菌群、目标土壤环境菌群和污染场地临近水环境菌群；所述目标土壤的环境为污染场地的修复目的环境；
所述步骤四中异位微生物修复试验的试验环境为污染场地土壤反应堆。
3.根据权利要求2所述的一种持久性有机污染物污染场地修复剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一主要包括以下几个步骤：
步骤S1、分别从污染场地、目标土壤环境和污染场地临近水环境中取样；
步骤S2、利用微生物培养技术分别从步骤S1中的三种环境筛选出生长活性最强的A菌、B菌和C菌，其中A菌为污染场地现有菌种，B菌为目标土壤环境菌种，C菌为污染场地临近水环境菌种；
步骤S3、利用基因工程技术A菌和C菌的基因提取并制作遗传信息片段；
步骤S4、将步骤S3中制备的遗传信息片段***B菌并进行传代培养出修复菌种。
4.根据权利要求2所述的一种持久性有机污染物污染场地修复剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二中修复菌种的培养为步骤S4中修复菌种的筛选，主要通过控制多组培养环境培养并从中选取最优菌种。
5.根据权利要求2所述的一种持久性有机污染物污染场地修复剂的制备方法，其特征在于，所述步骤三主要包括以下几个步骤：
步骤SS1、取步骤三中的最优菌种的培养菌液，向内加入固定剂利用包埋法对修复菌种进行第一步固定化处理；
步骤SS2、取步骤SS1中第一步固定化处理后形成的悬浊液，向内加入吸附剂对包埋的菌球进行吸附固定；
步骤SS3、将步骤SS2中吸附固定后的悬浊液进行过滤，取底层菌泥，注入对应模板后压实冻干。
6.根据权利要求1所述的一种持久性有机污染物污染场地修复剂的制备方法，其特征在于，所述固定剂为海藻酸钠，所述吸附剂为硅藻土。
7.根据权利要求2所述的一种持久性有机污染物污染场地修复剂的制备方法，其特征在于，所述步骤四中异位微生物修复试验的控制条件包括水分、温度、氧气含量和pH值。
8.根据权利要求3所述的一种持久性有机污染物污染场地修复剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二和步骤S2的菌种筛选标准均为微生物的生长繁殖速率和代谢反应速率。
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