CN104959374A - 一种富集水稻田中重金属镉含量的生物制剂合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种富集水稻田中重金属镉含量的生物制剂合成方法，属于重金属土壤生态修复技术领域。本发明的生物制剂通过注射入水浮莲根部，促进水浮莲根部对微污染重金属镉的富集作用，随着水浮莲迅速地繁殖，有效地控制了水稻田土壤中镉的污染，避免了因水稻富集土壤中重金属镉给人体带来的危害。根据研究和实例结果反馈，本发明最终使其镉在水浮莲中的富集因子可达到10000以上，同时镉的去除率高达99.6％以上。

Description

一种富集水稻田中重金属镉含量的生物制剂合成方法

技术领域

本发明涉及一种富集水稻田中重金属镉含量的生物制剂合成方法，属于重金属土壤生态修复技术领域。

背景技术

镉作为一种有毒的重金属，对于农作物的污染日益严重，农田污染面积日益扩大，在社会上面已经引起了重视。镉除了会引起人和动物的急、慢性中毒外，还具有强大的致癌作用，近年来由于工业大量施用化肥、农药等原因，导致农田重金属污染加剧，稻米重金属安全日益突出，根据农业部稻米及制品质量监督检测部门对水稻安全普查结果表明，稻米的质量安全问题之一是镉超标，超标率超过了25％，一些污染地区的稻米含镉含量高达0.5～1.3mg/kg，远远超过了我国谷物中镉的最高许可含量0.3mg/kg，已经威胁到了食物安全和人体健康。

例如在湖南郴州，一家工厂附近的村庄至少有230名儿童被查出重金属超标；在湖南浏阳郊区，由一家化工厂排污引发的镉污染事件，造就了一大批奇形怪状的“变脸”果蔬，完全不能食用；在土壤重金属污染日趋严重的长三角地区，已经发现“镉米”、“铅米”、“镉米”。在2009年，广州发生过毒大米事件，导致很多人中毒住院，危及人身安全，所以说重金属的污染对于处于食物链末端的人来说是危害尤甚，因此，有效地去除水稻中的重金属镉是一件迫在眉睫的事情。

目前，重金属污染修复技术主要包括植物修复技术和微生物淋洗法。首先植物修复是一种利用自然生长植物或遗传培育植物修复重金属土壤污染技术的总称。根据其作用过程和机理,可分为植物稳定、植物提取和植物挥发三种方法。其中，植物稳定是利用耐重金属植物降低重金属在土壤中的迁移性，从而减少重金属被淋滤到地下水或通过空气扩散进一步造成环境污染的可能性。然而,植物稳定并没有彻底清除土壤中的重金属，没有从根本上解决重金属的污染问题；其次的植物提取是指利用重金属超积累植物从土壤中富集一种或几种重金属，将其转移并存贮至可收割的部分,经收割后进行集中处理。但是,超积累植物对金属具有选择性,其它的金属对植物的生长有影响,很难进行机械操作,因而不适用于大面积污染土壤的修复；最后的植物挥发是利用植物的吸收、积累和挥发减少土壤中的一些挥发性污染物,主要是指金属元素Hg和非金属元素Se。这种方法对于土壤修复而言,不失为一种有潜力的技术,但却将土壤中的污染物转移到了大气中,具有很大的环境风险。另外的微生物淋洗法是通过往土壤重加入对重金属具有富集作用的微生物菌群，将重金属洗涤出来，这种方法不仅成本高，而且对大面积的土壤由于生物的洗淋难以收集，实际操作起来说非常困难的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前水稻田镉污染面积大、土壤中含量较低，目前普遍所采用的植物修复技术仅是降低镉在土壤中的迁移性，并没有彻底清除土壤中镉的含量，而提出的一种合成植物吸收生物制剂的方法，该生物制剂通过注射入水浮莲根部，促进水浮莲根部对微污染重金属镉的富集作用，随着水浮莲迅速地繁殖，有效地控制了水稻田土壤中镉的污染，避免了因水稻富集土壤中重金属镉给人体带来的危害。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

(1)取6～15g鸡血藤茎粉碎后加入20～25mL乙醇加热回流，回流2次，每次2～3小时，合并提取液后浓缩蒸干；

(2)再加入乙酸乙酯25～45mL，超声振荡25～30min后提取液体，并将提取液蒸干后加入甲醇8～12mL溶解；

(3)在上述混合溶液中再加入6～10mL鸡冠血混合均匀，在离心力的作用下分离得到清液；

(4)将分离后得到的清液用针孔注入到水浮莲根部，每片水浮莲的注射量为2～3mL；

(5)收集60～90片注射过药剂的水浮莲，去根晒干后碾碎成粉末；

(6)在上述粉末中加入15～20mL乙酸乙酯，抽提4～5h后得到抽提液；

(7)将上述抽提液置于60mL具塞比色管中，在70℃～80℃恒温水溶放置1～2h，加入5～6g琼脂、2～3g蛋白质混合均匀后转移到120mL的容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.06～0.12μm的滤膜过滤除菌；

(8)在过滤除菌后的抽提液中加入氯化钠0.2～0.4g，调节pH值为7.0～8.0于130℃下灭菌25～35min，冷却至室温后再与浓度为0.06mol/L的磷酸二氢钠溶液2～3mL混合25～30min，在-4℃～8℃下保存备用。

本发明的应用方法：在种植水稻前，将收过庄稼后的水稻田土地翻新，用水灌溉，水深达到12～18cm，保证pH值为7.2～8.2情况下，用针孔注入4～6mL配制的生物制剂到水浮莲根部，时间为3天，每天注射1次，按每亩水稻田中放置5～10片水浮莲为宜，随着水浮莲在水中繁殖、富集，最后检测水稻中镉的含量。

本发明的有益效果是：

(1)利用生物作为吸附材料，使得吸附材料成本得到了降低；

(2)促进了物质表面的极性性能，提高了吸附能力，从而提高了对于水稻中镉的去除率；

(3)对于环境友好，没有任何的二次污染产生。

具体实施方式

首先取6～15g鸡血藤茎粉碎后加入20～25mL乙醇加热回流，回流2次，每次2～3小时，合并提取液后浓缩蒸干；再加入乙酸乙酯25～45mL，超声振荡25～30min后提取液体，并将提取液蒸干后加入甲醇8～12mL溶解；然后在上述混合溶液中再加入6～10mL鸡冠血混合均匀，在离心力的作用下分离得到清液；接下来将分离后得到的清液用针孔注入到水浮莲根部，每片水浮莲的注射量为2～3mL；之后收集60～90片注射过药剂的水浮莲，去根晒干后碾碎成粉末；在上述粉末中加入15～20mL乙酸乙酯，抽提4～5h后得到抽提液；将上述抽提液置于60mL具塞比色管中，在70℃～80℃恒温水溶放置1～2h，加入5～6g琼脂、2～3g蛋白质混合均匀后转移到120mL的容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.06～0.12μm的滤膜过滤除菌；在过滤除菌后的抽提液中加入氯化钠0.2～0.4g，调节pH值为7.0～8.0于130℃下灭菌25～35min，冷却至室温后再与浓度为0.06mol/L的磷酸二氢钠溶液2～3mL混合25～30min，在-4℃～8℃下保存备用。

在种植水稻前，将收过庄稼后的水稻田土地翻新，用水灌溉，水深达到12～18cm，保证pH值为7.2～8.2情况下，用针孔注入4～6mL配制的生物制剂到水浮莲根部，时间为3天，每天注射1次，按每亩水稻田中放置5～10片水浮莲为宜，随着水浮莲在水中繁殖、富集，最后检测水稻中镉的含量。

实例1

首先取6g鸡血藤茎粉碎后加入20mL乙醇加热回流，回流2次，每次2小时，合并提取液后浓缩蒸干；再加入乙酸乙酯25mL，超声振荡25min后提取液体，并将提取液蒸干后加入甲醇8mL溶解；然后在上述混合溶液中再加入6mL鸡冠血混合均匀，在离心力的作用下分离得到清液；接下来将分离后得到的清液用针孔注入到水浮莲根部，每片水浮莲的注射量为2mL；之后收集60片注射过药剂的水浮莲，去根晒干后碾碎成粉末；在上述粉末中加入15mL乙酸乙酯，抽提4h后得到抽提液；将上述抽提液置于60mL具塞比色管中，在70℃恒温水溶放置1h，加入5g琼脂、2g蛋白质混合均匀后转移到120mL的容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.06μm的滤膜过滤除菌；在过滤除菌后的抽提液中加入氯化钠0.2g，调节pH值为7.0于130℃下灭菌25min，冷却至室温后再与浓度为0.06mol/L的磷酸二氢钠溶液2mL混合25min，在-4℃下保存备用。

在种植水稻前，将收过庄稼后的水稻田土地翻新，用水灌溉，水深达到12cm，保证pH值为7.2情况下，用针孔注入4mL配制的生物制剂到水浮莲根部，时间为3天，每天注射1次，按每亩水稻田中放置5片水浮莲为宜，随着水浮莲在水中繁殖、富集，最后检测水稻中镉的含量。

本实例中最后得到一种富集水稻田中重金属镉含量的生物制剂，其镉在水浮莲中的富集因子可达到10000，镉的去除率高达99.6％。

实例2

首先取10g鸡血藤茎粉碎后加入23mL乙醇加热回流，回流2次，每次2.5小时，合并提取液后浓缩蒸干；再加入乙酸乙酯30mL，超声振荡28min后提取液体，并将提取液蒸干后加入甲醇10mL溶解；然后在上述混合溶液中再加入8mL鸡冠血混合均匀，在离心力的作用下分离得到清液；接下来将分离后得到的清液用针孔注入到水浮莲根部，每片水浮莲的注射量为2.5mL；之后收集80片注射过药剂的水浮莲，去根晒干后碾碎成粉末；在上述粉末中加入18mL乙酸乙酯，抽提4.5h后得到抽提液；将上述抽提液置于60mL具塞比色管中，在75℃恒温水溶放置1.5h，加入5.5g琼脂、2.5g蛋白质混合均匀后转移到120mL的容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.09μm的滤膜过滤除菌；在过滤除菌后的抽提液中加入氯化钠0.3g，调节pH值为7.2于130℃下灭菌30min，冷却至室温后再与浓度为0.06mol/L的磷酸二氢钠溶液2.5mL混合28min，在6℃下保存备用。

在种植水稻前，将收过庄稼后的水稻田土地翻新，用水灌溉，水深达到16cm，保证pH值为7.8情况下，用针孔注入5mL配制的生物制剂到水浮莲根部，时间为3天，每天注射1次，按每亩水稻田中放置8片水浮莲为宜，随着水浮莲在水中繁殖、富集，最后检测水稻中镉的含量。

本实例中最后得到一种富集水稻田中重金属镉含量的生物制剂，其镉在水浮莲中的富集因子可达到20000，镉的去除率高达99.7％。

实例3

首先取15g鸡血藤茎粉碎后加入25mL乙醇加热回流，回流2次，每次3小时，合并提取液后浓缩蒸干；再加入乙酸乙酯45mL，超声振荡30min后提取液体，并将提取液蒸干后加入甲醇12mL溶解；然后在上述混合溶液中再加入10mL鸡冠血混合均匀，在离心力的作用下分离得到清液；接下来将分离后得到的清液用针孔注入到水浮莲根部，每片水浮莲的注射量为3mL；之后收集90片注射过药剂的水浮莲，去根晒干后碾碎成粉末；在上述粉末中加入20mL乙酸乙酯，抽提5h后得到抽提液；将上述抽提液置于60mL具塞比色管中，在80℃恒温水溶放置2h，加入6g琼脂、3g蛋白质混合均匀后转移到120mL的容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.12μm的滤膜过滤除菌；在过滤除菌后的抽提液中加入氯化钠0.4g，调节pH值为8.0于130℃下灭菌35min，冷却至室温后再与浓度为0.06mol/L的磷酸二氢钠溶液3mL混合30min，在8℃下保存备用。

在种植水稻前，将收过庄稼后的水稻田土地翻新，用水灌溉，水深达到18cm，保证pH值为8.2情况下，用针孔注入6mL配制的生物制剂到水浮莲根部，时间为3天，每天注射1次，按每亩水稻田中放置10片水浮莲为宜，随着水浮莲在水中繁殖、富集，最后检测水稻中镉的含量。

本实例中最后得到一种富集水稻田中重金属镉含量的生物制剂，其镉在水浮莲中的富集因子可达到30000,，镉的去除率高达99.8％。

Claims (1)

1.一种富集水稻田中重金属镉含量的生物制剂合成方法，其特征在于：

(1)取6～15g鸡血藤茎粉碎后加入20～25mL乙醇加热回流，回流2次，每次2～3小时，合并提取液后浓缩蒸干；

(2)再加入乙酸乙酯25～45mL，超声振荡25～30min后提取液体，并将提取液蒸干后加入甲醇8～12mL溶解；

(3)在上述混合溶液中再加入6～10mL鸡冠血混合均匀，在离心力的作用下分离得到清液；

(4)将分离后得到的清液用针孔注入到水浮莲根部，每片水浮莲的注射量为2～3mL；

(5)收集60～90片注射过药剂的水浮莲，去根晒干后碾碎成粉末；

(6)在上述粉末中加入15～20mL乙酸乙酯，抽提4～5h后得到抽提液；

(7)将上述抽提液置于60mL具塞比色管中，在70℃～80℃恒温水溶放置1～2h，加入5～6g琼脂、2～3g蛋白质混合均匀后转移到120mL的容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.06～0.12μm的滤膜过滤除菌；

(8)在过滤除菌后的抽提液中加入氯化钠0.2～0.4g，调节pH值为7.0～8.0于130℃下灭菌25～35min，冷却至室温后再与浓度为0.06mol/L的磷酸二氢钠溶液2～3mL混合25～30min，在-4℃～8℃下保存备用。