CN102049412A - 一种修复土壤重金属污染的生物复合制剂 - Google Patents

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王婷
张彦峰
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Abstract

本发明公开了一种固定土壤重金属生物复合制剂，作为修复农田重金属污染的一种固定技术。将枯草芽孢杆菌菌悬液加入工业废物生产的经济肥料-诺沃肥，并添加一定量的腐殖酸，用于降低农作物对土壤重金属的吸收。本生物复合制剂的特点是环境友好，兼具固定重金属和改良农田的效果。枯草芽孢杆菌可以吸附土壤中的重金属元素，降低土壤中重金属的移动性和生物可利用性；诺沃肥含有丰富的营养物质，不仅可以提高土壤有机质含量，使作物增产，还可以提供微生物生长所需的多种营养物质，改善微生物生境，提高微生物固定重金属的效率；腐殖酸本身具有吸附固定重金属的能力，并可以调节诺沃肥带来的碱性，使混合物pH趋于中性。生物复合制剂对重金属的固定效果最高可达90％以上，优于单独固定剂。

Description

一种修复土壤重金属污染的生物复合制剂 
技术领域
本发明涉及制造一种高效新型生物复合制剂用于农田重金属污染的修复和治理。 
技术背景
进入土壤中的重金属不能被微生物降解，可以在土壤中不断积累，被生物富集并最终通过食物链进入人体，危害人类的健康。但是研究结果表明，土壤中重金属总量并不能很好的反映重金属的向农作物富集的趋势，只有一部分形态的重金属具有生物有效性。因此，可以通过改变重金属的形态，降低重金属的生物有效性，降低其向作物的富集，降低其对人体健康带来的风险。向土壤中加入某些制剂可以改变重金属的形态，降低重金属的生物有效性，达到降低重金属危害的目的，成为重金属固定技术，特别适用于具有中低重金属污染程度农田的修复。 
微生物修复技术具有环境友好、高的经济性等特点而倍受欢迎。请简单阐述微生物固定重金属的能力和机理土壤微生物本身及其代谢产物都能吸附和积累重金属。微生物对重金属的生物积累主要有胞外络合作用、胞外沉淀作用以及胞内积累三种形式。微生物通过带电荷的细胞表面吸附重金属离子，或通过摄取必要的营养元素主动吸收重金属离子，将重金属离子富集在细胞表面或内部。因此，微生物制剂可以替代传统的化学制剂对土壤中的重金属起到固定作用。枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)是环境中较为常见的一种细菌，有很多研究表明，枯草芽孢杆菌可以通过表面配合作用形成表面金属配合物，对重金属进行固定。 
很多现场修复的结果表明，微生物修复技术经常表现为效率低下，引入的外来高效菌不能有效繁殖。这是因为待修复的现场往往不具有微生物繁殖需要营养、水分等条件，造成其功能不能有效发挥。因此，在加入微生物制剂的同时，加入其所需的营养物质，可以提高为生物修复的效率。但是加入纯的营养物质使生物修复的成本提高。诺沃肥(NovoGro)为诺维信(中国)生物技术有限公司生产酶制剂的发酵残渣制成的农业基质肥，含有丰富的有机质和微生物残体。NovoGro作为一种有机肥料，可以提高土壤的有机质含量，改变土壤性质，对农作物具有显著的增产作用；把它用作微生物修复的复合配方，可以改善微生物的生境，增强微生物对土壤重金属的固定效率。 
由于诺沃肥具有高碱性，因而添加腐殖酸，以避免诺沃肥的高碱性对植物生长的影响，使pH值趋于中性，同时腐殖酸本身也为一种肥料，利于植物和微生物的生长；腐植酸本身具有很多络合基团，对重金属也有吸附和配合作用。 
发明内容
本发明提供一种新型高效土壤重金属固定剂，为生物复合制剂，成本低廉、环境风险小、无需停耕、显著降低农作物对重金属的吸收。 
其配方如下，将枯草芽孢杆菌菌悬液加入诺沃肥中，并添加腐殖酸，其添加量分别为： 
诺沃肥20g/kg； 
腐殖酸20g/kg； 
枯草芽孢杆菌20mL/kg(1010CFU/mL)。 
将该复合制剂直接施用于农田土壤，施用量视农田重金属污染程度而定，推荐施用量为1-5％。 
经实验室小试与盆栽实验，以及田间试验表明，虽然枯草芽孢杆菌在溶液中可大量吸附重金属，但是在土壤中并不能起到降低重金属有效态的作用。只有与诺沃肥同时施用，才能有效繁殖，并降低重金属的有效态。添加腐殖酸以调节诺沃肥的高碱性，同时也可为微生物生长提供一定的营养物质。复合制剂对重金属的固定效果远远高于单独施用诺沃肥的固定效果，如图1所示。 
将以上复合制剂用作土壤改良剂，可以增强农田重金属的生物固定作用，减少土壤中重金属的移动性和生物可利用性。盆栽试验及农田现场试验结果显示，该复合改良剂对土壤重金属污染有着高效的修复能力，改良效果最高可达90％以上，见图2。 
附图说明
图1为添加镉的处理中胡萝卜地上部和地下部的含镉量变化图 
图2为不同改良剂处理下植物可食部分中Cd分含量变化图。

Claims (4)

1.一种固定土壤重金属复合生物制剂，兼具改良土壤和固定农田重金属，降低植物对重金属吸收的功能。
2.权利1中的复合生物制剂的配方为枯草芽孢杆菌、利用工业生产废物诺沃肥、腐殖酸按照一定比例混合，其特征在于各组分的重量比例为：
诺沃肥20g/kg
腐殖酸20g/kg
枯草芽孢杆菌20mL/kg(1010CFU/mL)。
3.农田施用量可按照农田重金属污染程度确定，推荐施用量为权利要求1中所述复合改良剂与农田土壤的重量百分比为1-5％。
4.权力要求2中的诺沃肥为诺维信(中国)生物技术有限公司生产酶制剂的发酵残渣制成的农业基质肥，含有丰富的有机质和微生物残体。 
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