CN113980685A - 一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂及其制备方法和应用，属于土壤污染治理技术领域。本发明包括以下重量份的原料制备而成：腐植酸30‑50份、凹凸棒土15‑25份、沼渣15‑20份、尿素10‑15份、固体发酵微生物菌剂5‑10份、稳定剂1‑3份、硫酸亚铁0.5‑1.5份。本发明土壤调理剂可有效降低土壤中六价铬含量，增加土壤营养物质含量，调节土壤理化性质，微生物的复配使用，在调节土壤环境的同时，可提升作物抗病能力，提升作物产量和品质；且安全环保无污染，除铬效率高，使用方便，特别适合铬污染土壤的治理，具有广阔的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于土壤污染治理技术领域，具体涉及一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂及其制备方法和应用。
背景技术
由于农药化肥的大量使用、重金属矿物的开采冶炼生产以及污水灌溉等等原因导致很多农田受重金属污染严重。农田重金属最常见的重金属污染物为铬，严重影响食品安全。
重金属之一-铬的毒性与其形态存在极大关系，普遍认为，六价铬的毒性是三价铬的百倍倍。对人体而言，六价铬的毒害作用表现在以下方面。一是对皮肤的损害，会导致铬性皮炎、皮肤溃疡及皮疹；二是对呼吸道的损害，空气中的铬在肺中的吸收率很高，铬的吸入可引发鼻中隔溃疡、穿孔、鼻粘膜萎缩及呼吸系统癌症等；三是对肠胃道的损害，六价铬的摄入会导致严重的肾脏、肝脏等器官损伤，引起肌肉痉挛、胃炎、胃溃疡甚至死亡；四是对眼睛的损害，主要症状是引起眼皮、眼角膜的溃疡；五是六价铬是国际公认的三种致癌金属物之一，铬盐厂工人得肺癌的几率是普通人的很多倍。
随着近年来环保意识的逐渐增强，农田重金属污染修复工作也大量开展，农田重金属修复主要存在两个趋势：首先是采用钝化修复技术将农田中的重金属钝化避免农作物对重金属的富集进而确保食品安全。在重金属污染的土壤中施加某些具有离子吸附特性的钝化剂可实现重金属钝化解毒修复功效，其中石灰、粘土矿物、生物炭等材料因具有调节土壤pH、吸附钝化重金属等特性而成为重金属污染农田修复的主要材料，但其使用量过大、潜在二次污染风险也不容乐观。
另一种是采用修复植物富集技术将农田中的重金属吸附至修复植物中，并对修复植物进行无害化处理进而彻底的消除农田重金属的污染杜绝隐患。但是此修复技术采用的修复植物进行吸收富集农田土壤中的重金属耗时较长，且对于铬的清除效果并不理想，严重影响经济效益。
目前现有技术对于除铬的技术手段，均存在的效率不高，功能单一的问题，如何在高效除铬的同时，同时改善土壤环境，提升经济效益和社会效益是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供一种高效土壤除铬调理剂，在有效去除土壤六价铬的同时，改善土壤结构，调节土壤生态环境。
为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂，包括以下重量份的原料制备而成：腐植酸30-50份、凹凸棒土15-25份、沼渣15-20份、尿素10-15份、固体发酵微生物菌剂5-10份、稳定剂1-3份、硫酸亚铁0.5-1.5份；固体发酵微生物菌剂是由考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌剂等质量混合得到。
进一步的，本发明考克氏菌菌株(Kocuria)购自中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学校内，保藏编号为CCTCC AB 206106。
进一步的，本发明蜡样芽胞杆菌菌株(Bacillus)购自中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学校内，保藏编号为CCTCC HB 20081035。
进一步的，所述固体发酵微生物菌剂的制备方法为：将考克氏菌菌株和蜡样芽胞杆菌菌株按照5％的接种量分别接种到液体培养基中，在28-30℃条件下摇床转速200rpm培养24h，得发酵种子液；将发酵种子液按照2％接种量接种于发酵培养基中，30℃、160r·min-1、振荡培养48h，获得发酵菌液；将载体和发酵菌液按照质量体积1∶3的比例将发酵菌液加入载体中，200r·min-1、30℃振荡混合均匀，放入30℃恒温培养箱中发酵48h，再在50℃恒温干燥，分别制得考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌剂，等质量混合后得到固体发酵微生物菌剂。
更进一步的，所述液体培养基的组成为：酵母膏5.0g、蛋白胨10.0g、NaCl 10.0g、蒸馏水1000mL，pH 7.0。所述发酵培养基的组成为：蔗糖2.5g、蛋白胨5.0g、MgSO4 5.0g、蒸馏水1000mL，pH 7.5。
进一步的，所述载体为改性硅藻土，其制备方法为：
(1)将硅藻土进行球磨，球料质量比10-15:1，球磨时间1-3h；
(2)将30-50gNaOH加入到200ml蒸馏水中，再加入30mL丙烯酸，3-5g步骤(1)所得硅藻土，2mLN，N-亚甲基双丙烯酰胺溶液，2mL过硫酸铵溶液均匀混合；磁力搅拌在60-75℃下反应12-24h，反应后，将产物在50wt％浓度的乙醇中浸泡过夜后充分干燥，将干燥后的固体粉碎过80目筛得改性硅藻土。
进一步的，球磨转速为200-300转/分钟。
进一步的，所述稳定剂为壳聚糖和/或γ-聚谷氨酸。
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备改性硅藻土；
(2)制备固体发酵微生物菌剂；
(3)按比例称取各原料，充分干燥并混合均匀后加入到气流粉碎机中，细度控制200-300目，后经过造粒，得到固体颗粒土壤调理剂，方便使用。
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂的应用，应用于铬污染土壤中六价铬的固定和还原。
本发明调理剂的用量为100-200kg/亩。
对于铬污染土壤，现在主要的修复方法有电动修复法、化学还原法和微生物修复法。其中微生物修复法是一种环境友好、低成本的治理技术，具有较好的发展前景。
然而单一的微生物除铬效率差，除铬稳定性不高，而同时，活性微生物在直接释放到铬污染的土壤中后，其极易受到复杂土壤环境的消极影响，导致生物活性降低，除铬无法持续而有效的进行，这也是生物除铬调理剂无法实际推广应用的根本原因所在。
因此，本发明首先复配除铬菌株考克氏菌和根际促生菌株蜡样芽胞杆菌，两者等比例复配后，呈现增强的除铬效果，同时将微生物菌剂负载于制备的有机凝胶中，一方面有效的保护微生物菌剂不受恶劣土壤环境的影响，保护其生物活性，另一方面也可以实现土壤重金属的吸附，辅助活性微生物发挥作用，一举两得。
有益效果
(1)本发明土壤调理剂可有效降低土壤中六价铬含量，增加土壤营养物质含量，调节土壤理化性质，微生物的复配使用，在调节土壤环境的同时，可提升作物抗病能力，提升作物产量和品质；
(2)本发明土壤调理剂安全环保无污染，用量少，除铬效率高，使用方便，特别适合铬污染土壤的治理，具有广阔的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明实施例3种植前后土壤XRD衍射图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但不限于此。
实施例1
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂，包括以下重量份的原料制备而成：腐植酸30份、凹凸棒土15份、沼渣15份、尿素10份、固体发酵微生物菌剂5份、稳定剂1份、硫酸亚铁0.5份；固体发酵微生物菌剂是由考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌剂等质量混合得到。
本实施例考克氏菌菌株(Kocuria)购自中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学校内，保藏编号为CCTCC AB 206106。
本实施例蜡样芽胞杆菌菌株(Bacillus)购自中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学校内，保藏编号为CCTCC HB 20081035。
所述固体发酵微生物菌剂的制备方法为：将考克氏菌菌株和蜡样芽胞杆菌菌株按照5％的接种量分别接种到液体培养基中，在28-30℃条件下摇床转速200rpm培养24h，得发酵种子液；将发酵种子液按照2％接种量接种于发酵培养基中，30℃、160r·min-1、振荡培养48h，获得发酵菌液；将载体和发酵菌液按照质量体积1∶3的比例将发酵菌液加入载体中，200r·min-1、30℃振荡混合均匀，放入30℃恒温培养箱中发酵48h，再在50℃恒温干燥，分别制得考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌剂，等质量混合后得到固体发酵微生物菌剂。
所述液体培养基的组成为：酵母膏5.0g、蛋白胨10.0g、NaCl 10.0g、蒸馏水1000mL，pH 7.0。所述发酵培养基的组成为：蔗糖2.5g、蛋白胨5.0g、MgSO4 5.0g、蒸馏水1000mL，pH 7.5。
所述载体为改性硅藻土，其制备方法为：
(1)将硅藻土进行球磨，球料质量比10:1，球磨时间1h；
(2)将30gNaOH加入到200ml蒸馏水中，再加入30mL丙烯酸，3g步骤(1)所得硅藻土，2mLN，N-亚甲基双丙烯酰胺溶液，2mL过硫酸铵溶液均匀混合；磁力搅拌在6℃下反应12h，反应后，将产物在50wt％浓度的乙醇中浸泡过夜后充分干燥，将干燥后的固体粉碎过80目筛得改性硅藻土。
球磨转速为200转/分钟。
所述稳定剂为壳聚糖。
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备改性硅藻土；
(2)制备固体发酵微生物菌剂；
(3)按比例称取各原料，充分干燥并混合均匀后加入到气流粉碎机中，细度控制200-300目，后经过造粒，得到固体颗粒土壤调理剂，方便使用。
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂的应用，应用于铬污染土壤中六价铬的固定和还原。
本实施例调理剂的用量为100-200kg/亩。
铬在土壤中最常见的化合物是以三价和六价形态存在，而六价铬其在土壤中活性较高，与三价铬相比更容易被植物吸收，而且还会通过食物链影响人类健康。三价铬相比六价铬，三价铬流动性小，对环境的危害较弱。因此，土壤铬污染主要是指六价铬污染。
因此，本发明所有实施例除铬主要是指去除土壤中的六价铬。
实施例2
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂，包括以下重量份的原料制备而成：腐植酸40份、凹凸棒土20份、沼渣18份、尿素13份、固体发酵微生物菌剂8份、稳定剂2份、硫酸亚铁1份；固体发酵微生物菌剂是由考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌剂等质量混合得到。
本实施例考克氏菌菌株(Kocuria)购自中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学校内，保藏编号为CCTCC AB 206106。
本实施例蜡样芽胞杆菌菌株(Bacillus)购自中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学校内，保藏编号为CCTCC HB 20081035。
所述固体发酵微生物菌剂的制备方法为：将考克氏菌菌株和蜡样芽胞杆菌菌株按照5％的接种量分别接种到液体培养基中，在28-30℃条件下摇床转速200rpm培养24h，得发酵种子液；将发酵种子液按照2％接种量接种于发酵培养基中，30℃、160r·min-1、振荡培养48h，获得发酵菌液；将载体和发酵菌液按照质量体积1∶3的比例将发酵菌液加入载体中，200r·min-1、30℃振荡混合均匀，放入30℃恒温培养箱中发酵48h，再在50℃恒温干燥，分别制得考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌剂，等质量混合后得到固体发酵微生物菌剂。
所述液体培养基的组成为：酵母膏5.0g、蛋白胨10.0g、NaCl 10.0g、蒸馏水1000mL，pH 7.0。所述发酵培养基的组成为：蔗糖2.5g、蛋白胨5.0g、MgSO4 5.0g、蒸馏水1000mL，pH 7.5。
所述载体为改性硅藻土，其制备方法为：
(1)将硅藻土进行球磨，球料质量比15:1，球磨时间1-3h；
(2)将50gNaOH加入到200ml蒸馏水中，再加入30mL丙烯酸，5g步骤(1)所得硅藻土，2mLN，N-亚甲基双丙烯酰胺溶液，2mL过硫酸铵溶液均匀混合；磁力搅拌在75℃下反应24h，反应后，将产物在50wt％浓度的乙醇中浸泡过夜后充分干燥，将干燥后的固体粉碎过80目筛得改性硅藻土。
球磨转速为300转/分钟。
所述稳定剂为γ-聚谷氨酸。
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备改性硅藻土；
(2)制备固体发酵微生物菌剂；
(3)按比例称取各原料，充分干燥并混合均匀后加入到气流粉碎机中，细度控制200-300目，后经过造粒，得到固体颗粒土壤调理剂，方便使用。
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂的应用，应用于铬污染土壤中六价铬的固定和还原。
本实施例调理剂的用量为100-200kg/亩。
实施例3
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂，包括以下重量份的原料制备而成：腐植酸50份、凹凸棒土25份、沼渣20份、尿素15份、固体发酵微生物菌剂10份、稳定剂3份、硫酸亚铁1.5份；固体发酵微生物菌剂是由考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌剂等质量混合得到。
本实施例考克氏菌菌株(Kocuria)购自中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学校内，保藏编号为CCTCC AB 206106。
本实施例蜡样芽胞杆菌菌株(Bacillus)购自中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学校内，保藏编号为CCTCC HB 20081035。
所述固体发酵微生物菌剂的制备方法为：将考克氏菌菌株和蜡样芽胞杆菌菌株按照5％的接种量分别接种到液体培养基中，在28-30℃条件下摇床转速200rpm培养24h，得发酵种子液；将发酵种子液按照2％接种量接种于发酵培养基中，30℃、160r·min-1、振荡培养48h，获得发酵菌液；将载体和发酵菌液按照质量体积1∶3的比例将发酵菌液加入载体中，200r·min-1、30℃振荡混合均匀，放入30℃恒温培养箱中发酵48h，再在50℃恒温干燥，分别制得考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌剂，等质量混合后得到固体发酵微生物菌剂。
所述液体培养基的组成为：酵母膏5.0g、蛋白胨10.0g、NaCl 10.0g、蒸馏水1000mL，pH 7.0。所述发酵培养基的组成为：蔗糖2.5g、蛋白胨5.0g、MgSO4 5.0g、蒸馏水1000mL，pH 7.5。
所述载体为改性硅藻土，其制备方法为：
(1)将硅藻土进行球磨，球料质量比10-15:1，球磨时间1-3h；
(2)将50gNaOH加入到200ml蒸馏水中，再加入30mL丙烯酸，5g步骤(1)所得硅藻土，2mLN，N-亚甲基双丙烯酰胺溶液，2mL过硫酸铵溶液均匀混合；磁力搅拌在75℃下反应24h，反应后，将产物在50wt％浓度的乙醇中浸泡过夜后充分干燥，将干燥后的固体粉碎过80目筛得改性硅藻土。
球磨转速为300转/分钟。
所述稳定剂为壳聚糖。
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备改性硅藻土；
(2)制备固体发酵微生物菌剂；
(3)按比例称取各原料，充分干燥并混合均匀后加入到气流粉碎机中，细度控制200-300目，后经过造粒，得到固体颗粒土壤调理剂，方便使用。
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂的应用，应用于铬污染土壤中六价铬的固定和还原。
本实施例调理剂的用量为100-200kg/亩。
对比例1
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂，包括以下重量份的原料制备而成：腐植酸50份、凹凸棒土25份、沼渣20份、尿素15份、固体发酵微生物菌剂10份、稳定剂3份、硫酸亚铁1.5份；固体发酵微生物菌剂是由考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌剂等质量混合得到。
本对比例考克氏菌菌株(Kocuria)购自中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学校内，保藏编号为CCTCC AB 206106。
本对比例蜡样芽胞杆菌菌株(Bacillus)购自中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学校内，保藏编号为CCTCC HB 20081035。
所述固体发酵微生物菌剂的制备方法为：将考克氏菌菌株和蜡样芽胞杆菌菌株按照5％的接种量分别接种到液体培养基中，在28-30℃条件下摇床转速200rpm培养24h，得发酵种子液；将发酵种子液按照2％接种量接种于发酵培养基中，30℃、160r·min-1、振荡培养48h，获得发酵菌液；将载体和发酵菌液按照质量体积1∶3的比例将发酵菌液加入载体中，200r·min-1、30℃振荡混合均匀，放入30℃恒温培养箱中发酵48h，再在50℃恒温干燥，分别制得考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌剂，等质量混合后得到固体发酵微生物菌剂。
更进一步的，所述液体培养基的组成为：酵母膏5.0g、蛋白胨10.0g、NaCl 10.0g、蒸馏水1000mL，pH 7.0。所述发酵培养基的组成为：蔗糖2.5g、蛋白胨5.0g、MgSO4 5.0g、蒸馏水1000mL，pH 7.5。
所述载体为普通硅藻土。
所述稳定剂为壳聚糖。
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备固体发酵微生物菌剂；
(2)按比例称取各原料，充分干燥并混合均匀后加入到气流粉碎机中，细度控制200-300目，后经过造粒，得到固体颗粒土壤调理剂，方便使用。
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂的应用，应用于铬污染土壤中六价铬的固定和还原。
本对比例调理剂的用量为100-200kg/亩。
本对比例除使用普通市售硅藻土外，其余均同实施例3。
对比例2
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂，包括以下重量份的原料制备而成：腐植酸50份、凹凸棒土25份、沼渣20份、尿素15份、固体发酵微生物菌剂10份、稳定剂3份、硫酸亚铁1.5份；固体发酵微生物菌剂是由考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌剂等质量混合得到。
本对比例考克氏菌菌株(Kocuria)购自中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学校内，保藏编号为CCTCC AB 206106。
所述固体发酵微生物菌剂的制备方法为：将考克氏菌菌株按照5％的接种量分别接种到液体培养基中，在28-30℃条件下摇床转速200rpm培养24h，得发酵种子液；将发酵种子液按照2％接种量接种于发酵培养基中，30℃、160r·min-1、振荡培养48h，获得发酵菌液；将载体和发酵菌液按照质量体积1∶3的比例将发酵菌液加入载体中，200r·min-1、30℃振荡混合均匀，放入30℃恒温培养箱中发酵48h，再在50℃恒温干燥，制得考克氏菌剂，将考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌菌粉等质量混合后得到固体发酵微生物菌剂。
本对比例蜡样芽胞杆菌菌粉采用市售商品菌粉。
所述液体培养基的组成为：酵母膏5.0g、蛋白胨10.0g、NaCl 10.0g、蒸馏水1000mL，pH 7.0。所述发酵培养基的组成为：蔗糖2.5g、蛋白胨5.0g、MgSO4 5.0g、蒸馏水1000mL，pH 7.5。
所述载体为改性硅藻土，其制备方法为：
(1)将硅藻土进行球磨，球料质量比10-15:1，球磨时间1-3h；
(2)将50gNaOH加入到200ml蒸馏水中，再加入30mL丙烯酸，5g步骤(1)所得硅藻土，2mLN，N-亚甲基双丙烯酰胺溶液，2mL过硫酸铵溶液均匀混合；磁力搅拌在75℃下反应24h，反应后，将产物在50wt％浓度的乙醇中浸泡过夜后充分干燥，将干燥后的固体粉碎过80目筛得改性硅藻土。
球磨转速为300转/分钟。
所述稳定剂为壳聚糖。
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备改性硅藻土；
(2)制备固体发酵微生物菌剂；
(3)按比例称取各原料，充分干燥并混合均匀后加入到气流粉碎机中，细度控制200-300目，后经过造粒，得到固体颗粒土壤调理剂，方便使用。
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂的应用，应用于铬污染土壤中六价铬的固定和还原。
本对比例调理剂的用量为100-200kg/亩。
本对比例调理剂中固体发酵微生物菌剂除使用普通市售蜡样芽胞杆菌菌粉外，其余均同实施例3。
对比例3
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂，包括以下重量份的原料制备而成：腐植酸50份、凹凸棒土25份、沼渣20份、尿素15份、固体发酵微生物菌剂10份、稳定剂3份、硫酸亚铁1.5份；固体发酵微生物菌剂是由考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌剂等质量混合得到。
本对比例考克氏菌菌株(Kocuria)购自中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学校内，保藏编号为CCTCC AB 206106。
本对比例蜡样芽胞杆菌菌株(Bacillus)购自中国典型培养物保藏中心，地址：湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学校内，保藏编号为CCTCC HB 20081035。
所述固体发酵微生物菌剂的制备方法为：将考克氏菌菌株和蜡样芽胞杆菌菌株按照5％的接种量分别接种到液体培养基中，在28-30℃条件下摇床转速200rpm培养24h，得发酵种子液；将发酵种子液按照2％接种量接种于发酵培养基中，30℃、160r·min-1、振荡培养48h，获得发酵菌液；将载体和发酵菌液按照质量体积1∶3的比例将发酵菌液加入载体中，200r·min-1、30℃振荡混合均匀，放入30℃恒温培养箱中发酵48h，再在50℃恒温干燥，分别制得考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌剂，按照质量比1：0.5混合后得到固体发酵微生物菌剂。
所述液体培养基的组成为：酵母膏5.0g、蛋白胨10.0g、NaCl 10.0g、蒸馏水1000mL，pH 7.0。所述发酵培养基的组成为：蔗糖2.5g、蛋白胨5.0g、MgSO4 5.0g、蒸馏水1000mL，pH 7.5。
所述载体为改性硅藻土，其制备方法为：
(1)将硅藻土进行球磨，球料质量比10-15:1，球磨时间1-3h；
(2)将50gNaOH加入到200ml蒸馏水中，再加入30mL丙烯酸，5g步骤(1)所得硅藻土，2mLN，N-亚甲基双丙烯酰胺溶液，2mL过硫酸铵溶液均匀混合；磁力搅拌在75℃下反应24h，反应后，将产物在50wt％浓度的乙醇中浸泡过夜后充分干燥，将干燥后的固体粉碎过80目筛得改性硅藻土。
球磨转速为300转/分钟。
所述稳定剂为壳聚糖。
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备改性硅藻土；
(2)制备固体发酵微生物菌剂；
(3)按比例称取各原料，充分干燥并混合均匀后加入到气流粉碎机中，细度控制200-300目，后经过造粒，得到固体颗粒土壤调理剂，方便使用。
一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂的应用，应用于铬污染土壤中六价铬的固定和还原。
本对比例调理剂的用量为100-200kg/亩。
本对比例除到固体发酵微生物菌剂中考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌剂是按照质量比1：0.5混合，其余均同实施例3。
对比例4
本对比例除到固体发酵微生物菌剂中考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌剂是按照质量比1：2混合，其余均同实施例3。
试验验证
使用盆栽模拟试验进行验证，取本地未受污染的正常耕地土壤，经自然风干，将大颗粒土壤进行研磨，过10目筛备用，土壤含水率为5.7％，pH值为7.1，原始Cr(IV)含量为1.03mg·kg，有机质为2.5％，过氧化氢酶8.14mL/g，脲酶2.58mg/g，碱性磷酸酶3.04mg/g。
将一定量的K2Cr2O7(分析纯)溶解于去离子水中，搅拌均匀，适当调节，配制成铬浓度为50mg·kg-1左右的土壤，平衡30d，备用。
将平衡好的土壤平均分装到塑料花盆中，每盆中的土壤质量为5kg；按照土壤质量分数0.5％左右分别加入本发明实施例1-3以及对比例1-4所得土壤调理剂，每盆的加入量相等，混匀。每个试验组设三次重复，性能测定取平均值。
选取饱满、大小一致的生菜种子浸种、催芽后均匀种植于上述花盆中，每盆定植5棵，间隔均匀，随机置于室内自然光下生长，100-120d后收获。植物收获后经自来水和超纯水洗净，将植株105℃杀青15min，75℃烘干，研磨，待用。植物铬质量分数经微波消解，用石墨炉原子吸收光谱法测定。
土壤中总Cr测定参照标准HJ491-2009；Cr(IV)测定参照标准HJ1082-2019及GB/T15555.4-1995；利用XRD衍射分析仪分析Cr(Ⅵ)土壤的晶体结构；富集系数＝植物某元素的含量/该元素在土壤中含量。
土壤酶活性的测定：过氧化氢酶活性采用高锰酸钾滴定法测定；脲酶活性采用苯酚钠-次氯酸钠比色法测定；碱性磷酸酶活性采用磷酸苯二钠比色法测定。
性能测试结果如表1所示：
表1盆栽试验结果
从表1数据可以看出，本发明土壤调理剂一方面可以明显提升土壤生物酶含量，同时降低土壤中六价铬含量，另一方面可以有效减少六价铬在生菜植株体内的富集，降低六价铬的生物富集度。而改变了参数的对比例1-4，各项指标均呈现不同程度的下降。这可能是由于，改变了载体的对比例1，其无法高效的发挥载体作用，对于微生物菌剂的保护作用下降，对于发酵活性产物的吸附作用也减弱所导致的。而改变了菌剂组成的2-4，菌种组成的改变和比例关系的改变均会影响菌种间的相互协同相互增效的作用关系，造成整体效果的下降。在本发明实施例配方和工艺下，所得调理剂可以很好的发挥除铬效率。
从XRD图谱图1也可以看出，以实施例3为例，在原始土壤中，铬主要是以K2Cr2O7的形式存在，其衍射峰出现在26.5°和29.5°左右，而在收获时土壤主要是以三价铬(24.5°、36.5°、55.1°)的形式存在，六价铬的衍射峰很微弱，说明六价铬的含量已经处于比较低水平。
需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。
Claims (7)
1.一种修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂，其特征在于，包括以下重量份的原料制备而成：腐植酸30-50份、凹凸棒土15-25份、沼渣15-20份、尿素10-15份、固体发酵微生物菌剂5-10份、稳定剂1-3份、硫酸亚铁0.5-1.5份；固体发酵微生物菌剂是由考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌剂等质量混合得到。
2.根据权利要求1所述修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂，其特征在于，所述固体发酵微生物菌剂的制备方法为：将考克氏菌菌株和蜡样芽胞杆菌菌株按照5％的接种量分别接种到液体培养基中，在28-30℃条件下摇床转速200rpm培养24h，得发酵种子液；将发酵种子液按照2％接种量接种于发酵培养基中，30℃、160r·min-1、振荡培养48h，获得发酵菌液；将载体和发酵菌液按照质量体积1∶3的比例将发酵菌液加入载体中，200r·min-1、30℃振荡混合均匀，放入30℃恒温培养箱中发酵48h，再在50℃恒温干燥，分别制得考克氏菌剂和蜡样芽胞杆菌剂，等质量混合后得到固体发酵微生物菌剂。
3.根据权利要求2所述修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂，其特征在于，所述载体为改性硅藻土，其制备方法为：
(1)将硅藻土进行球磨，球料质量比10-15:1，球磨时间1-3h；
(2)将30-50gNaOH加入到200ml蒸馏水中，再加入30mL丙烯酸，3-5g步骤(1)所得硅藻土，2mLN，N-亚甲基双丙烯酰胺溶液，2mL过硫酸铵溶液均匀混合；磁力搅拌在60-75℃下反应12-24h，反应后，将产物在50wt％浓度的乙醇中浸泡过夜后充分干燥，将干燥后的固体粉碎过80目筛得改性硅藻土。
4.根据权利要求3所述修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂，其特征在于，球磨转速为200-300转/分钟。
5.根据权利要求1所述修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂，其特征在于，所述稳定剂为壳聚糖和/或γ-聚谷氨酸。
6.一种权利要求1-5任意一项所述修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备改性硅藻土；
(2)制备固体发酵微生物菌剂；
(3)按比例称取各原料，充分干燥并混合均匀后加入到气流粉碎机中，细度控制200-300目，后经过造粒，得到固体颗粒土壤调理剂，方便使用。
7.一种权利要求1-5任意一项所述修复土壤铬污染的生物活性土壤调理剂的应用，其特征在于，应用于铬污染土壤中六价铬的固定和还原。
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