CN109628324A - 一种镉污染的生物修复剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于土壤重金属污染治理技术领域，尤其是涉及一种镉污染的生物修复剂及制备方法。本发明提供了一种针对镉污染的生物修复方法，该方法选用的复合菌液中，杂色曲霉内含几丁质、甲壳素、壳多糖为主要成分的细胞壁可以吸附镉离子，降低镉毒性；苏云金杆菌可作为微生物原低毒杀虫剂，嗜热侧孢霉能够改良土壤，增加土壤肥力；此外，本方法中使用的蚓激酶和蚓激粪，能吸收土壤中的镉，从而降低土壤中镉的比例，达到修复污染土壤的目的，本方法还加入了硅藻土、贝壳粉、甘蓝菜和花椰菜的废弃根茎叶，它们作为吸附剂可以有效的吸收高浓度的镉，而且成本低，容易获得。

Description

一种镉污染的生物修复剂及制备方法
技术领域
本发明属于土壤重金属污染治理技术领域，尤其是涉及一种镉污染的生物修复剂及制备方法。
背景技术
镉对土壤的污染，主要通过两种形式，一是工业废气中的镉随风向四周扩散，经自然沉降，蓄积于工厂周围土壤中，另一种方式是含镉工业废水灌溉农田，使土壤受到镉的污染。土壤镉离子含量超标引发的土壤环境污染会对环境中原有生物种群数量、种群结构、生物活性以及食物链结构等发生影响，从而危及原有生态平衡。土壤镉污染时土壤环境中的一些敏感生物种会消失，对植物生长有益的环境微生物的活性会受到抑制，土壤活力下降，可导致植物生产力下降。近年来，我国遭受搁污染的农业土地面积有不断增长的趋势，镉污染的报道时有发生，如“镉麦”、“镉大米”等。
目前，我国有关镉污染的治理研究方法主要有物理、化学和生物方法等。物理方法主要是排土、客土，深耕翻土等传统方法，该法虽然效果明显，但需要耗费大量资金且容易引起二次污染。化学方法主要是通过在土壤里添加化学试剂、改良剂，改变土壤的pH值等理化性质，使土壤中的镉发生氧化还原反应，以此降低镉的生物有效性，但该法容易使镉再度活化，而且仅适用于污染不太严重的地区。生物方法主要是通过微生物或动植物的代谢活动，以吸附和富集为主要方式达到降低土壤中镉含量的目的，但该法的操作复杂，实际效果也并不理想。
发明内容
本发明旨在提供一种镉污染的生物治理方法。
本发明提供的方法能够对镉污染的土壤进行有效的治理和修复。
本发明所采用的苏云金杆菌的保藏编号为CGMCC1.2737，杂色曲霉的保藏编号为CGMCC3.15654,；
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种镉污染的生物修复剂及制备方法，其特征在于，该修复剂包括：复合菌剂10％-15％、蚓激酶10％-15％、蚓激粪20％-25％、贝壳粉15％-20％、硅藻土20％-25％、花椰菜和甘蓝的废弃根茎叶10％-15％。
进一步的，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)制备复合菌剂，该复合菌剂包括：杂色曲霉、嗜热侧孢霉、苏云金杆菌；
(2)将上述复合菌剂添加到被污染的土壤中，搅拌均匀后，培养30-35天；
(3)培养完成后，加入蚓激酶和蚓激粪，搅拌均匀；
(4)最后加入贝壳粉、硅藻土，花椰菜和甘蓝的废弃根茎叶。
进一步的，所述的修复剂包括：复合菌剂12％、蚓激酶15％、蚓激粪20％、贝壳粉20％、硅藻土21％，花椰菜和甘蓝的废弃根茎叶12％。
进一步的，所述的复合菌剂包括：杂色曲霉、嗜热侧孢霉和苏云金杆菌。
进一步的，步骤(1)所述的制备复合菌剂的方法为：将杂色曲霉、嗜热侧孢霉和苏云金杆菌分别单独接种培养，然后将培养后的菌液按一定比例混合，制备成复合菌液。
采用上述技术方案，本发明具有的有益效果为：
1.该治理方法选用的复合菌液中，杂色曲霉属于半知菌类，内含几丁质、甲壳素和壳多糖为主要成分的细胞壁可以吸附镉离子，降低镉毒性；苏云金杆菌可作为微生物原低毒杀虫剂，嗜热侧孢霉能够改良土壤，增加土壤肥力。
2.该治理方法选用的蚓激酶和蚓激粪，可以降低污染土壤中的镉的比例，达到修复污染土壤的目的，且比使用蚯蚓的治理效果更好。
3.该治理方法选用的硅藻土、贝壳粉、甘蓝菜和花椰菜的废弃根茎叶可以吸收高浓度的镉，而且成本低，容易获得。
具体实施方式
以下具体说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。本领域的技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围的前提下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
1.制备复合菌剂：
1)配制营养琼脂培养基，包含牛肉膏4g/L、蛋白陈10g/L、氯化钠5g/L、琼脂20g/L；将苏云金杆菌接种在营养琼脂平板上，28℃条件下培养8-12小时，从营养琼脂平板上将活化好的苏云金杆菌用无菌生理盐水洗涤，制成菌悬液；将菌悬液接种至种子培养基上，28℃条件下培养8-12小时，得到种子液，种子培养基包含：蔗糖5g/L、豆粉10g/L、磷酸二氢钾1g/L、硫酸锌0.1g/L；再将种子液接种至发酵培养基中发酵，制得苏云金杆菌发酵液，发酵培养基包括：葡萄糖20g/L、豆粕粉10g/L、硫酸氨10g/L、磷酸氢二钾2g/L、磷酸二氢钾1g/L、氯化钠1g/L、硫酸镁0.5g/L；
2)杂色曲霉菌液的制备方式与1)中苏云金杆菌发酵液的制备方式相同；
3)配置琼脂糖培养基，包含：去皮马铃薯200g/L，葡萄糖20g/L，琼脂15g/L，将嗜热侧孢霉接种于该培养基上，在45℃条件下培养4-8小时，将活化好的嗜热侧孢霉用无菌生理盐水洗涤，制成菌悬液；
4)将制得的苏云金杆菌菌液、杂色曲霉菌液、嗜热侧孢霉菌液按照如下比例混合制成复合菌液，杂色曲霉7％、嗜热侧孢霉2％、苏云金杆菌3％；
2.加入复合菌液后，充分搅拌，培养30-35天，然后加入其它生物原料，包括：蚓激酶15％、蚓激粪20％、贝壳粉20％、硅藻土21％、花椰菜和甘蓝的废弃根茎叶12％。
实施例2
按照实施例1的菌液的制备方法，将制得的苏云金杆菌菌液、杂色曲霉菌液、嗜热侧孢霉菌液按照如下比例混合制成复合菌液，杂色曲霉10％、嗜热侧孢霉3％、苏云金杆菌2％；其他生物原料还包括：蚓激酶10％、蚓激粪25％、贝壳粉15％、硅藻土25％、花椰菜和甘蓝的废弃根茎叶10％。
实施例3
按照实施例1的菌液的制备方法，将制得的苏云金杆菌菌液、杂色曲霉菌液、嗜热侧孢霉菌液按照如下比例混合制成复合菌液，杂色曲霉5％、嗜热侧孢霉5％、苏云金杆菌5％；其他生物原料还包括：蚓激酶12％、蚓激粪22％、贝壳粉16％、硅藻土20％、花椰菜和甘蓝的废弃根茎叶15％。
实施例4修复效果测试
取某电镀工厂附近土壤作为受试样本，首先对该土壤进行处理，破碎，去除污染土壤中植物根系和大石块等杂质，然后将土壤分成6份，进行水稻盆栽试验。设不加任何处理的空白对照作为对比例1；在实施例1的处理方法基础上，去除复合菌剂，作为对比例2；在实施例1的处理方法基础上，去除蚓激酶蚓激粪，作为对比例3；使用上述实施例1-3以及对比例1-3中的修复剂按照1％的质量比加入到相应水稻盆栽中，180天成熟后，对水稻不同部位的镉含量进行测定，结果如表1所示：
表1.不同生物原料对重金属污染土壤的处理结果
通过上述处理结果可以看出，实施例1-3修复镉污染的效果明显好于没做任何处理的空白对照对比例1，在3种处理配方中，实施例1的效果最好，地上部分减少了94.4％，地下部分减少了91.8％。此外，对比例2中未加入复合菌剂，地上部分减少了仅43.2％，地下部分仅减少了66.2％。对比例3中未加入蚓激酶和蚓激粪，地上部分仅减少了39.7％，地下部分仅减少了59.0％。因此加入复合菌剂和蚓激酶蚓激粪可有效的修复镉污染，达到治理镉污染的目的。

Claims (5)

1.一种镉污染的生物修复剂及制备方法，其特征在于，该修复剂包括：复合菌剂10％-15％、蚓激酶10％-15％、蚓激粪20％-25％、贝壳粉15％-20％、硅藻土20％-25％、花椰菜和甘蓝的废弃根茎叶10％-15％。
2.根据权利要求1所述的一种镉污染的生物修复剂及制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：
(1)制备复合菌剂，该复合菌剂包括：杂色曲霉、嗜热侧孢霉、苏云金杆菌；
(2)将上述复合菌剂添加到被污染的土壤中，搅拌均匀后，培养30-35天；
(3)培养完成后，加入蚓激酶和蚓激粪，搅拌均匀；
(4)最后加入贝壳粉、硅藻土，花椰菜和甘蓝的废弃根茎叶。
3.根据权利要求1所述的一种镉污染的生物修复剂及制备方法，其特征在于，所述的修复剂包括：复合菌剂12％、蚓激酶15％、蚓激粪20％、贝壳粉20％、硅藻土21％，花椰菜和甘蓝的废弃根茎叶12％。
4.根据权利要求1所述的一种镉污染的生物修复剂及制备方法，其特征在于，所述的复合菌剂包括：杂色曲霉、嗜热侧孢霉和苏云金杆菌。
5.根据权利要求2所述的一种镉污染的生物修复剂及制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的制备复合菌剂的方法为：将杂色曲霉、嗜热侧孢霉和苏云金杆菌分别单独接种培养，然后将培养后的菌液按一定比例混合，制备成复合菌液。
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