CN105016475A - 一种富集水稻田中重金属汞含量的生物制剂合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种富集水稻田中重金属汞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。本发明涉及一种富集水稻田中重金属汞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汞的富集作用，随着水浮莲迅速地繁殖，有效地控制了水稻田土壤中汞的污染，避免了因水稻富集土壤中重金属汞给人体带来的危害。根据研究和实例结果反馈，本发明最终使其汞在水浮莲中的富集因子可达到12000以上，同时汞的去除率高达99.7％以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种富集水稻田中重金属汞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
汞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。汞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汞超标，超标率超过了20％，一些污染地区的稻米含汞含量高达0.4～1.2mg/kg，远远超过了我国谷物中汞的最高许可含量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250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汞污染事件，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“汞米”、“铅米”、“汞米”。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汞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化学淋洗法、重金属钝化法和电化学法。首先化学淋洗法是指采用化学药剂如表面活性剂、酸洗剂等将土壤重的重金属淋洗出来后再进行废水处理，这种方法成本高，而且将新的污染物带入土壤，成为新的污染源，土壤的物理结构也会受到很大的影响；其次的重金属钝化法是指通过在污染土壤中加入海泡石、钙镁磷肥等钝化剂从而使水溶性重金属离子转化为氢氧化物而降低其生物活性，但是通过这种方法只是暂时地、短暂的掩盖了重金属污染问题；最后的电化学法是在土壤中通过电流作用使得水溶性重金属离子富集到阴极表面，但是该技术只能够小范围操作，因为电流作用距离太小，实际污染面积太大，这种技术难以实施，而且成本非常大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前水稻田汞污染面积大、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汞在土壤中的迁移性，并没有彻底清除土壤中汞的含量，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汞的富集作用，随着水浮莲迅速地繁殖，有效地控制了水稻田土壤中汞的污染，避免了因水稻富集土壤中重金属汞给人体带来的危害。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
(1)取5～10g金钢藤茎粉碎后加入15～25mL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30～50mL，超声振荡20～30min后提取液体，并将提取液蒸干后加入甲醇5～10mL溶解；
(3)在上述混合溶液中再加入5～10mL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50～100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10～20mL乙酸乙酯，抽提5～6h后得到抽提液；
(7)将上述抽提液置于50mL具塞比色管中，在68℃～78℃恒温水溶放置1～2h，加入3～5g琼脂、1～3g蛋白质混合均匀后转移到100mL的容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.05～0.1μm的滤膜过滤除菌；
(8)在过滤除菌后的抽提液中加入氯化钠0.1～0.3g，调节pH值为7.0～8.0于120℃下灭菌30～35min，冷却至室温后再与浓度为0.05mol/L的磷酸二氢钠溶液1～3mL混合20～30min，在-5℃～10℃下保存备用；
(9)把制得的抽提液加入到水浮莲培育水池中，加入水池中的清水量与水浮莲持平。
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15～17cm，保证pH值为6.2～7.2情况下，用针孔注入5～7mL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8～12片水浮莲为宜，随着水浮莲在水中繁殖、富集，最后检测水稻中汞的含量。
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汞的去除率；
(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5～10g金钢藤茎粉碎后加入15～25mL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30～50mL，超声振荡20～30min后提取液体，并将提取液蒸干后加入甲醇5～10mL溶解；然后在上述混合溶液中再加入5～10mL鸡冠血混合均匀，在离心力的作用下分离得到清液；之后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；接下来收集50～100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10～20mL乙酸乙酯，抽提5～6h后得到抽提液；随后将上述抽提液置于50mL具塞比色管中，在68℃～78℃恒温水溶放置1～2h，加入3～5g琼脂、1～3g蛋白质混合均匀后转移到100mL的容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.05～0.1μm的滤膜过滤除菌；在过滤除菌后的抽提液中加入氯化钠0.1～0.3g，调节pH值为7.0～8.0于120℃下灭菌30～35min，冷却至室温后再与0.05mol/L的磷酸二氢钠溶液1～3mL混合20～30min，在-5℃～10℃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15～17cm，保证pH值为6.2～7.2情况下，用针孔注入5～7mL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8～12片水浮莲为宜，随着水浮莲在水中繁殖、富集，最后检测水稻中汞的含量。
实例1
首先取5g金钢藤茎粉碎后加入15mL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30mL，超声振荡20min后提取液体，并将提取液蒸干后加入甲醇5mL溶解；然后在上述混合溶液中再加入5mL鸡冠血混合均匀，在离心力的作用下分离得到清液；之后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；接下来收集50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10mL乙酸乙酯，抽提5h后得到抽提液；随后将上述抽提液置于50mL具塞比色管中，在68℃恒温水溶放置1h，加入3g琼脂、1g蛋白质混合均匀后转移到100mL的容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.05μm的滤膜过滤除菌；在过滤除菌后的抽提液中加入氯化钠0.1g，调节pH值为7.0于120℃下灭菌30min，冷却至室温后和浓度为0.05mol/L的磷酸二氢钠溶液1mL混合20min，在-5℃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15cm，保证pH值为6.2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，最后检测水稻中汞的含量。
本实例中最后得到一种富集水稻田中重金属汞含量的生物制剂，其汞在水浮莲中的富集因子可达到12000，汞的去除率高达99.7％。
实例2
首先取8g金钢藤茎粉碎后加入20mL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40mL，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7mL鸡冠血混合均匀，在离心力的作用下分离得到清液；之后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；接下来收集70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5.5h后得到抽提液；随后将上述抽提液置于50mL具塞比色管中，在70℃恒温水溶放置1.5h，加入3.5g琼脂、2g蛋白质混合均匀后转移到100mL的容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.08μm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7.5于120℃下灭菌32min，冷却至室温后再与0.05mol/L的磷酸二氢钠溶液2mL混合25min，在7℃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7.0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，最后检测水稻中汞的含量。
本实例中最后得到一种富集水稻田中重金属汞含量的生物制剂，其汞在水浮莲中的富集因子可达到15000，汞的去除率高达99.8％。
实例3
首先取10g金钢藤茎粉碎后加入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50mL，超声振荡30min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10mL鸡冠血混合均匀，在离心力的作用下分离得到清液；之后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；接下来收集100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6h后得到抽提液；随后将上述抽提液置于50mL具塞比色管中，在78℃恒温水溶放置2h，加入5g琼脂、3g蛋白质混合均匀后转移到mL的容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.1μm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8.0于120℃下灭菌35min，冷却至室温后再与0.05mol/L的磷酸二氢钠溶液3mL混合30min，在10℃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17cm，保证pH值为7.2情况下，用针孔注入7mL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12片水浮莲为宜，随着水浮莲在水中繁殖、富集，最后检测水稻中汞的含量。
本实例中最后得到一种富集水稻田中重金属汞含量的生物制剂，其汞在水浮莲中的富集因子可达到20000，汞的去除率高达99.9％。
Claims (1)
1.一种富集水稻田中重金属汞含量的生物制剂合成方法，其特征在于：
(1)取5～10g金钢藤茎粉碎后加入15～25mL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30～50mL，超声振荡20～30min后提取液体，并将提取液蒸干后加入甲醇5～10mL溶解；
(3)在上述混合溶液中再加入5～10mL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50～100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10～20mL乙酸乙酯，抽提5～6h后得到抽提液；
(7)将上述抽提液置于50mL具塞比色管中，在68℃～78℃恒温水溶放置1～2h，加入3～5g琼脂、1～3g蛋白质混合均匀后转移到100mL的容量瓶中，用乙酸乙酯定容，再用0.05～0.1μm的滤膜过滤除菌；
(8)在过滤除菌后的抽提液中加入氯化钠0.1～0.3g，调节pH值为7.0～8.0于120℃下灭菌30～35min，冷却至室温后再与浓度为0.05mol/L的磷酸二氢钠溶液1～3mL混合20～30min，在-5℃～10℃下保存备用。
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