CN115843485A - 铁尾矿基质的生物改良方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铁尾矿基质的生物改良方法及应用。其中，生物改良方法包括以下步骤：S1，选择藻类品种；S2，将藻类接种到铁尾矿基质上进行藻类结皮；S3，对接种后的铁尾矿基质进行养护管理。应用本发明的技术方案，利用藻类和较少水分在铁尾矿基质表面进行藻类结皮。选择适应性强、耐贫瘠、耐寒、耐旱的藻类，改善铁尾矿基质的理化性质，提高土壤生态环境的复杂性。通过藻类结皮以减少铁尾矿基质的表面扬尘，增加土壤含水量，提高尾矿基质中有机质和土壤养分含量，提高土壤结构的稳定性。该方法简单易行，可操作性强，且利用天然生物资源，不会对生态造成其他污染，可以有效改善尾矿基质理化性质。
Description
技术领域
本发明涉及矿山生态修复、土壤环境改良技术领域，具体而言，涉及一种铁尾矿基质的生物改良方法及应用。
背景技术
恢复再利用是当前有效处理尾矿的方法之一，不仅可以降低矿业开发对生态环境的破坏程度，同时也保护了人员的安全健康。目前尾矿废弃地的整治措施主要有生物修复法、物理修复法和化学修复法。
当前，尾矿基质改良技术主要包括尾矿表面覆盖表土、物理改良、化学改良和生物改良法等。覆盖表土是尾矿生态修复常用且有效的措施之一，可避免大面积扬尘，同时使尾矿库成为可耕作场地。物理改良技术主要包括挖松紧实土壤、深耕矿地、整理土表层等措施来改良尾矿基质；化学改良技术主要通过添加化学物质改良土壤酸碱度、电导率等化学性质来提高土壤肥力。生物改良技术即引入生物和微生物(如蚯蚓)等。如今，接种菌技术也应用到了矿山废弃地中，菌根真菌增加了活性微生物菌群，改善了植物根际周围的土壤微环境，从而促进植物生长。
但这些技术方法在实际应用上都有不同程度的困难和缺点。覆盖表土、物理改良等方法工作量较大，且目前大多矿区位于较偏僻地段，周围土地稀少，取土困难，受环境条件限制，花费较大，应用条件受限时并不是良好的改良选择。化学改良方法，即添加土壤改良剂(化学与和生物改良剂)，大多针对矿区土壤性质，进行针对性添加，可改善土壤结构，但其针对性突出，但其改良效果与土壤改良剂用量呈显著正相关，同时其化学物质和污泥等生物改良剂的添加在一定程度上将有毒有害物质带入土壤，如重金属、病原微生物、有机污染物等，对土壤-植物系统、地表-地下水产生危害。
铁尾矿是我国大宗固体废弃物的重要组成部分，铁尾矿的堆积带来了一系列环境和安全影响。铁尾矿基质的土壤机械组成的粒径较小且营养元素含量低，有机质、氮、磷、钾等元素含量较少，极端贫瘠且结构不良，不能满足植物正常生长所需肥力。同时，铁尾矿基质稳定性较差，重金属等有害物质极易通过扬尘或雨水径流等方式发生释放和转移，进而污染大气环境、水环境及空气环境，因此亟需对其进行改良。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种铁尾矿基质的生物改良方法及应用，以解决现有技术中的铁尾矿基质修复效果差的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种铁尾矿基质的生物改良方法，包括以下步骤：S1，选择藻类品种；S2，将藻类接种到铁尾矿基质上进行藻类结皮；S3，对接种后的铁尾矿基质进行养护管理。
进一步地，上述S1包括：选择念珠藻并对念珠藻进行分级培养。
进一步地，上述分级培养包括：一级培养、二级培养或三级培养中任意两种或多种；优选地，分级培养包括一级培养、二级培养和三级培养。
进一步地，上述念珠藻进行分级培养的培养基为BG11培养基。
进一步地，上述一级培养包括：取无菌环境下的BG11培养基母液50-80g/L于培养瓶中，稀释至1000mL，接种密度5-25×104cell/ml，取新鲜的藻液按照2-5％体积比接种到培养基中；培养3-5天后，藻细胞密度达50×104-350×104cell/mL，进行二级培养；优选地，培养瓶容量为200-300ml；优选地，一级培养的光照强度为1500-3500lx，一级培养的光暗比为12h：12h，一级培养的温度为25-32℃。
进一步地，上述二级培养包括：取一级培养所得的培养物，分装入2-3L的装有BG11培养基的培养瓶中进行恒温通气培养；培养7-10天后，藻细胞密度达80×104-400×104cell/mL，进行三级培养；优选地，在每个培养瓶中，一级培养所得培养物按1：10-15的比例接种到BG11培养基中；优选地，二级培养的光照强度为1500-3500lx，二级培养的光暗比为12h：12h，二级培养的温度为25-32℃，二级培养的通气量为500-700mL/d。
进一步地，上述三级培养包括：取二级培养所得的培养物，分装入10L-20L的装有BG11培养基的塑料大桶中进行通气培养；培养5-7天后，藻细胞密度达50×104-400×104cell/mL，即得念珠藻悬液；优选地，在每个塑料大桶中，二级培养所得的培养物按1∶50-55的比例接种到BG11培养基中；优选地，三级培养的光照条件为自然光照，室内培养。三级培养的通气量为3.5-5L/d，采用连续通气。
进一步地，上述S2中藻类为念珠藻，S2中采用喷洒方式将念珠藻的悬液喷洒到铁尾矿土基质表面进行藻类结皮；其中，念珠藻的悬液通过将念珠藻置于培养液中得到；优选地，念珠藻的悬液中念珠藻的体积分数为1-2％；优选地，念珠藻的悬液的喷施量为300-500mg·DW/m2。
进一步地，上述S3中的养护管理包括：从接种开始30天内，对接种后的铁尾矿基质进行浇水养护与看护管理；优选地，每日浇水量约为1-1.5L/m2。
为了实现上述目的，根据本发明的第二个方面，提供了上述方法在铁尾矿基质土壤修复中的应用。
应用本发明的技术方案，利用藻类和较少水分在铁尾矿基质表面进行藻类结皮。选择适应性强、耐贫瘠、耐寒、耐旱的藻类，改善铁尾矿基质的理化性质，提高土壤生态环境的复杂性。通过藻类结皮以减少铁尾矿基质的表面扬尘，增加土壤含水量，提高尾矿基质中有机质和土壤养分含量，提高土壤结构的稳定性。该方法简单易行，可操作性强，且利用天然生物资源，不会对生态造成其他污染，可以有效改善尾矿基质理化性质。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
如背景技术所提到的，对于现有的铁尾矿基质的修复方法的主要问题在于铁尾矿基质粒径较小、营养元素含量低且稳定性差，极端贫瘠且结构不良，不能满足植物正常生长所需肥力。使得现有技术对其修复效果较差，同时存在应用条件复杂，多会引入二次化学污染的情况。因此，在本申请中发明人通过选择用藻类对铁尾矿基质进行修复，以达到高效的土壤修复效果。通过将藻类进行悬浮培养制得藻类悬浮液，将其通过喷洒方式与待修复的铁尾矿基质进行藻类结皮，使得待修复的铁尾矿基质的表面形成一层藻类结皮。进而减少土壤表面扬尘，增加土壤含水量，提高尾矿基质中有机质和土壤养分含量，提高土壤结构的稳定性。该方法简单易行，可操作性强，且利用天然生物资源，资金投入较低，不会对生态造成其他污染，可以有效改善尾矿基质理化性质。
本发明的第一种典型的实施方式中，提供了一种铁尾矿基质的生物改良方法，包括以下步骤：S1，选择藻类品种；S2，将藻类接种到铁尾矿基质上进行藻类结皮；S3，对接种后的铁尾矿基质进行养护管理。
本发明的上述铁尾矿基质的生物改良方法通过选择适合该种铁尾矿基质的藻类，对其进行培养后在待修复的铁尾矿基质表面进行藻类结皮，后续对进行结皮的铁尾矿基质进行养护管理，以确保待修复的铁尾矿基质可以形成藻类结皮，进而增加含水量，提高土壤有机质(尤其是全N含量)与生态复杂性，进而稳定土壤的结构，使得铁尾矿基质得到高效的修复。
在上述步骤S1中，藻种的选择可以在现有种类基础上进行筛选得到。本申请中通过筛选发现，选择念珠藻进行上述藻类结皮修复效果最好。念珠藻较其他藻类而言具有适应性强、耐贫瘠、耐寒、耐旱的特性，其较强的抗逆能力可以使其在条件恶劣的环境下生长，同时念珠藻有较强的固氮作用，可改善贫瘠土壤的营养条件，适用于修复稳定性差、粒径小、营养物质缺乏的铁尾矿基质。因而在本申请一种优选的实施例中，上述步骤S1包括：选择念珠藻并对念珠藻进行分级培养。
在上述的分级培养中，具体包括：一级培养、二级培养或三级培养中任意两种或多种。对藻类进行分级培养可以在较短的时间内获得大量所需的可以利用的藻类，使得通过分级培养得到的藻类处于生长代谢旺盛的时期，对于后续其发挥自身生化功能对铁尾矿基质进行修复提供有力的质量保障。进行分级培养的培养容量逐步呈十倍的放大关系进行扩大，为念珠藻的生长提供足够的生长环境与营养条件。同时可以保证所利用的藻类在遗传物质上的一致性，避免所用的藻类的遗传物质的变化。在本申请一种优选的实施例中，上述分级培养包括一级培养、二级培养和三级培养。
在上述的念珠藻分级培养中，所用的培养基为BG11培养基。BG11培养基为常用的进行蓝绿藻培养的培养基类型。因而，任何能够起到相同作用的BG11培养基均可适用于本申请。在本申请一种优选的实施例中，上述BG11培养基为硝酸钠(1.500g/L)、磷酸氢二钾(0.040g/L)、硫酸镁(0.075g/L)、氯化钙(0.036g/L)、柠檬酸(0.006g/L)、柠檬酸铁铵(0.006g/L)、乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)(0.001g/L)、碳酸钠(0.020g/L)，微量元素溶液(1.000g/L)进行配置。其中微量元素溶液配制具体配比为：硼酸(2.860g/L)、氯化锰(1.810g/L)、硫酸锌(0.222g/L)、硫酸铜(0.079g/L)、钼酸钠(0.390g/L)和硝酸钴(0.049g/L)。
上述优选实施例中对念珠藻进行分级培养，其中一级培养是将筛选得到的藻类取适当浓度在较少的培养容量中进行生长培养到一定浓度后，扩大至二级培养。因而，任何能够达到达所需浓度的一级培养条件均适用于本申请。在本申请一种优选的实施例中，一级培养包括：取无菌环境下的BG11培养基母液50-80g/L于培养瓶中，加水稀释至1000mL，接种密度5-25×104cell/ml，取新鲜的藻液按照2-5％体积比接种到培养基中；培养3-5天后，藻细胞密度达50×104-350×104cell/mL，进行二级培养。
在一种优选的实施例中，培养瓶容量为200-300ml；一级培养的光照强度为1500-3500lx，一级培养的光暗比为12h：12h，一级培养的温度为25-32℃。以一定比例在容器中加入合适的培养基，为念珠藻提供一个足够的培养容量，在接种念珠藻后对培养基进行每日定期的曝光，并保持培养环境的温度适宜，以保证念珠藻的正常生长，维持其活性。
上述优选实施例中对念珠藻进行分级培养，其中二级培养是将经一级培养至合适浓度后的念珠藻在扩大三至五倍后的培养容量中进行进一步的扩大生长培养，因而，任何能够达到达所需浓度的二级培养条件均适用于本申请。在本申请一种优选的实施例中，二级培养包括：取配置的一级培养所得的培养物，分装入2-3L的装有BG11培养基的培养瓶中进行恒温通气培养；培养7-10天后，藻细胞密度达80×104-400×104cell/mL，进行三级培养。
对二级培养时间进行适当的控制可以使得念珠藻在生长最旺盛的时期进行后续的扩大培养，以保证后续进行藻类结皮的念珠藻悬液中的念珠藻状态处于最优，为铁尾矿基质的修复发挥其最大限度的功能。
在一种优选的实施例中，在每个培养瓶中，一级培养所得培养物按1：10-15的比例接种到BG11培养基中。控制培养物与培养基的配比为合适比例，可以在不浪费培养基的基础上，高效地为念珠藻培养物提供其所需的营养物质，以确保其生长处于正常状态。
在一种优选的实施例中，二级培养的光照强度为1500-3500lx，二级培养的光暗比为12h：12h，二级培养的温度为25-32℃，二级培养的通气量为500-700mL/d。在二级培养过程中，对培养基进行每日定期的曝光，并保持培养环境的温度适宜，以保证念珠藻的正常生长，维持其活性。在保障温度的同时，保持培养环境的定时通气，如每日上午7-11点，下午14-18点，保证充足的氧气供应，为念珠藻的正常生长提供保障。
上述优选实施例中对念珠藻进行分级培养，其中三级培养是将经二级培养至合适浓度后的念珠藻在扩大十倍后的培养容量中进行进一步的扩大生长培养，因而，任何能够达到达所需浓度的三级培养条件均适用于本申请。在本申请一种优选的实施例中，三级培养包括：取二级培养所得的培养物，分装入10L-20L的装有BG11培养基的塑料大桶中进行通气培养；培养5-7天后，藻细胞密度达50×104-400×104cell/mL，即得念珠藻悬液。
在一种优选的实施例中，在每个塑料大桶中，二级培养所得的培养物按1∶50-55的比例接种到BG11培养基中。控制培养物与培养基的配比为合适比例，可以在不浪费培养基的基础上，高效地为念珠藻培养物提供其所需的营养物质，以确保其生长处于正常状态。
在一种优选的实施例中，光照条件为自然光照，进行室内培养，三级培养的通气量为3.5-5L/d。在三级培养过程中，对培养基进行每日定期的曝光，并保持培养环境的温度适宜，以保证念珠藻的正常生长，维持其活性。在保障温度的同时，保持培养环境的定时通气，由于培养容量体系的扩大，通气量需要较二级培养有所提高，以保证充足的氧气供应，为念珠藻的正常生长提供保障。
需要说明的是，上述分级培养中所用的培养容器并不局限于上述的三角瓶或塑料大桶等，任何能够实现上述培养目的的容器均适用于本申请。在实际应用中，可以根据具体状况合理选择培养容器。
在上述步骤S2中，进行藻类结皮是将所选择的藻类悬液施加在待修复的铁尾矿基质的表面，通过一段时间的培养以形成一层藻类结皮。进而减少土壤表面扬尘，增加土壤含水量，提高尾矿基质中有机质和土壤养分含量，提高土壤结构的稳定性。在本申请一种优选的实施例中，藻类为念珠藻，采用喷洒方式将念珠藻的悬液喷洒到铁尾矿土基质表面进行藻类结皮；其中，念珠藻的悬液通过将念珠藻置于培养液中得到。
在一种优选的实施例中，念珠藻的悬液中念珠藻的体积分数为1-2％。确保喷洒的进行藻类结皮的悬液中所含的念珠藻足够对待修复的基质进行藻类结皮。该质量体积以培养好的念珠藻的活性与待修复的基质的情况而进行适当地调整。
在一种优选的实施例中，念珠藻的悬液的喷施量为300-500mg·DW/m2。
在上述步骤S3中，养护管理是对上述进行喷洒念珠藻悬液后开始藻类结皮的铁尾矿基质进行看护和管理，以防止外力和人为因素的破坏。在本申请一种优选的实施例中，养护管理包括：从接种开始30天内，对接种后的铁尾矿基质进行浇水养护与看护管理。
在一种优选的实施例中，每日浇水量约为1-1.5L/m2，以保证喷洒的念珠藻有足够的水分对待修复的铁尾矿基质进行结皮修复，同时对土壤进行一定的保水养护，与念珠藻作用下提高的有机质对铁尾矿基质的土壤结构进行一定的有利影响，并保持其稳定性。
本发明的第二种典型的实施方式中，提供了利用上述铁尾矿基质的生物改良方法对待修复的铁尾矿基质进行修复的应用。通过该简单、可实施性高的修复方法的应用，以大面积改善铁尾矿基质的土壤环境，以达到高效经济的修复效果，使得该方法
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
实施例1
1、念珠藻的培养
a.一级培养：用200ml三角瓶进行念珠藻培养。其中，接种密度15×104cell/ml，念珠藻接种浓度为2％(v/v)；光照强度为3000lx，光暗比为12h：12h，培养温度为28℃。培养3天后，藻细胞密度达50×104-350×104cell/mL时即进行二级培养。
b.二级培养：将一级培养的藻液按1∶10的比例接种到1L的三角瓶中培养。光照强度为3000lx，光暗比为12h：12h，温度保持在28℃，保证恒温环境。通气培养，通气量为500mL/d，且通气时间为每日上午7-11点，下午14-18点。培养7天后，藻细胞密度达80×104-400×104cell/mL时进入三级培养。
c.三级培养：将二级培养的藻液按1∶50的比例接种到在10L的塑料大桶中进行扩大培养，在自然光照条件下室内培养，通气量为3.5L/d，进行通气培养。培养5天，藻细胞密度达50×104-400×104cell/mL时即得念珠藻悬液。
2、藻类结皮接种：
采用喷洒方式，将藻类接种到装有铁尾矿基质的陶瓷盆中，念珠藻的悬液中念珠藻的体积分数为1％，念珠藻的悬液的喷施量为300mg·DW/m2。
3、养护管理：
设置微喷排水系统，从接种开始30天内定时(每日上午9：00-9：30)对藻进行浇水养护，水量达1L/m2。同时需要对恢复区进行看护和管理，防治外力和人为因素的破坏。
实施例2
1、念珠藻的培养
a.一级培养：用250ml三角瓶进行念珠藻培养，其中，接种密度20×104cell/ml，念珠藻接种浓度为3％(v/v)；光照强度为2500lx，光暗比为12h：12h，培养温度为30℃。培养4天后，藻细胞密度达50×104-350×104cell/mL时即进行二级培养。
b.二级培养：将一级培养的藻液按1∶10的比例接种到2L的三角瓶中培养。光照强度为2500lx，光暗比为12h：12h，温度保持在30℃左右，保证恒温环境。通气培养，通气量为600mL/d，且通气时间为每日上午7-11点，下午14-18点。培养8天后，藻细胞密度达80×104-400×104cell/mL时进入三级培养。
c.三级培养：将二级培养的藻液按1∶50的比例接种到15L的塑料大桶中进行扩大培养，在自然光照条件下室内培养，通气量为4L/d，进行通气培养。培养6天，藻细胞密度达50×104-400×104cell/mL时即得念珠藻悬液。
2、藻类结皮接种：
采用喷洒方式，将藻类接种到装有铁尾矿基质的陶瓷盆中，念珠藻的悬液中念珠藻的体积分数1.5％，念珠藻的悬液的喷施量为400mg·DW/m2。
3、养护管理：
设置微喷排水系统，从接种开始30天内定时(每日上午9：00-9：30)对藻进行浇水养护，水量达1.25L/m2。同时需要对恢复区进行看护和管理，防治外力和人为因素的破坏。
实施例3
1、念珠藻的培养
a.一级培养：用300ml三角瓶进行念珠藻培养，其中，接种密度25×104cell/ml，念珠藻接种浓度为5％(v/v)；光照强度为3000lx，光暗比为12h：12h，培养温度为32℃。培养5天后，藻细胞密度达50×104-350×104cell/mL时即进行二级培养。
b.二级培养：将一级培养的藻液按1∶10的比例接种到3L的三角瓶中培养。光照强度为3000lx，光暗比为12h：12h，温度保持在32℃左右，保证恒温环境。通气培养，通气量为700mL/d，且通气时间为每日上午7-11点，下午14-18点。培养10天后，藻细胞密度达80×104-400×104cell/mL时进入三级培养。
c.三级培养：将二级培养的藻液按1∶50的比例接种到20L的塑料大桶中进行扩大培养，在自然光照条件下室内培养，通气量为5L/d，进行通气培养。培养7天，藻细胞密度达50×104-400×104cell/mL时即可采收。
2、藻类结皮接种：
采用喷洒方式，将藻类接种到装有铁尾矿基质的陶瓷盆中，念珠藻的悬液中念珠藻的体积分数2％，念珠藻的悬液的喷施量为500mg·DW/m2。
3、养护管理：
设置微喷排水系统，从接种开始30天内定时(每日上午9：00-9：30)对藻进行浇水养护，水量达1.5L/m2。同时需要对恢复区进行看护和管理，防治外力和人为因素的破坏。
比较实施例1-3结皮前后的理化性质
经过60天的盆栽培养，在铁尾矿基质表层均形成了一层藻类结皮，通过试验测定了改良前后尾矿基质的pH、含水率、全氮、全磷、全钾等理化性质，其均值如表1所示。
表1藻类结皮前后的理化性质
对比例1
培养条件、结皮接种、养护管理均与实施例1相同，藻类使用的为伪枝席藻(Phormidium scytonemicola)。
对比例2
培养条件、结皮接种、养护管理均与实施例1相同，藻类使用的为具鞘微鞘藻(Microcoleus vaginatus Gom.)。
比较待改良基质结皮前与施用实施例1、对比例1、2结皮后的理化性质
经过60天的盆栽培养，在铁尾矿基质表层均形成了一层藻类结皮，通过试验测定了改良前后尾矿基质的pH、含水率、全氮、全磷、全钾等理化性质，其均值如表2所示。
表2伪枝席藻、具鞘微鞘藻与念珠藻对尾铁矿基质改良前后的理化性质数据
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过对藻类结皮前后对铁尾矿基质的各理化性质的数据分析可以看出，经念珠藻结皮后的改良铁尾矿基质的含氮量有明显的提高，该有机质的提高对土壤养分含量有积极的影响。为改良土壤基质后续可持续的土壤环境维持提供了保障。同时，含水量的提高可以减少基质表面的扬尘，改善了环境的同时促进了土壤结构的稳定。该方法简单易行，可操作性强，且利用天然生物资源，不会对生态造成其他污染，有效地改善了土壤理化性质，为可持续地利用土壤资源提供了新的修复思路。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种铁尾矿基质的生物改良方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，选择藻类品种；
S2，将所述藻类接种到所述铁尾矿基质上进行藻类结皮；
S3，对接种后的所述铁尾矿基质进行养护管理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1包括：
选择念珠藻并对所述念珠藻进行分级培养。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分级培养包括：一级培养、二级培养或三级培养中任意两种或多种；
优选地，所述分级培养包括一级培养、二级培养和三级培养。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述念珠藻进行分级培养的培养基为BG11培养基。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述一级培养包括：
取无菌环境下的BG11培养基母液50-80g/L于培养瓶中，加水稀释至1000mL，接种密度5-25×104cell/ml，取新鲜的藻液按照2-5％体积比接种到培养基中；
培养3-5天后，藻细胞密度达50×104-350×104cell/mL，进行所述二级培养；
优选地，所述培养瓶容量为200-300ml；
优选地，所述一级培养的光照强度为1500-3500lx，所述一级培养的光暗比为12h：12h，所述一级培养的温度为25-32℃。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述二级培养包括：
取所述一级培养所得的培养物，分装入2-3L的装有BG11培养基的培养瓶中进行恒温通气培养；
培养7-10天后，藻细胞密度达80×104-400×104cell/mL，进行所述三级培养；
优选地，在每个所述培养瓶中，所述一级培养所得培养物按1：10-15的比例接种到所述BG11培养基中；
优选地，所述二级培养的光照强度为1500-3500lx，所述二级培养的光暗比为12h：12h，所述二级培养的温度为25-32℃，所述二级培养的通气量为500-700mL/d。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述三级培养包括：
取所述二级培养所得的培养物，分装入10L-20L的装有BG11培养基的塑料大桶中进行通气培养；
培养5-7天后，藻细胞密度达50×104-400×104cell/mL，即得念珠藻悬液；
优选地，在每个所述塑料大桶中，所述二级培养所得的培养物按1：50-55的比例接种到所述BG11培养基中；
优选地，所述三级培养的光照条件为自然光照，室内培养；
所述三级培养的通气量为3.5-5L/d，采用连续通气。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述藻类为念珠藻，所述S2中采用喷洒方式将所述念珠藻的悬液喷洒到所述铁尾矿基质表面进行所述藻类结皮；
其中，所述念珠藻的悬液通过将念珠藻置于培养液中得到；
优选地，所述念珠藻的悬液中念珠藻的体积分数为1-2％；
优选地，所述念珠藻的悬液的喷施量为300-500mg·DW/m2。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3中的所述养护管理包括：从接种开始30天内，对所述接种后的铁尾矿基质进行浇水养护与看护管理；
优选地，每日浇水量约为1-1.5L/m2。
10.权利要求1至9中任一项所述铁尾矿基质的生物改良方法在铁尾矿基质土壤修复中的应用。
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101438663A (zh) * | 2008-12-19 | 2009-05-27 | 安徽大学 | 尾矿废弃地隐花植物结皮快速定植生长方法 |
| WO2012008634A1 (ko) * | 2010-07-15 | 2012-01-19 | 순천대학교 산학협력단 | 지의류 지의체의 대량 생산 방법, 이에 의하여 생산된 지의체를 이용한 생태복원 방법 및 그 생태복원용 조성물 |
| CN103004417A (zh) * | 2012-12-12 | 2013-04-03 | 武汉昌宝环保工程有限公司 | 一种利用微藻人工生物结皮修复矿山基质和绿化的方法 |
| CN103710280A (zh) * | 2013-11-12 | 2014-04-09 | 天津科技大学 | 一种规模化培养发状念珠藻细胞的方法 |
| CN110637668A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-01-03 | 江西省环境保护科学研究院 | 一种离子型稀土废弃矿区边坡土壤立体修复结构及方法 |
| CN111248077A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-06-09 | 中山大学 | 一种用于金属尾矿库修复的生态毯及其构建方法 |
| CN113857235A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-12-31 | 江西省生态环境科学研究与规划院 | 一种促离子型稀土尾矿区生态恢复的生物结皮修复材料及应用、修复方法 |
-
2022
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Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101438663A (zh) * | 2008-12-19 | 2009-05-27 | 安徽大学 | 尾矿废弃地隐花植物结皮快速定植生长方法 |
| WO2012008634A1 (ko) * | 2010-07-15 | 2012-01-19 | 순천대학교 산학협력단 | 지의류 지의체의 대량 생산 방법, 이에 의하여 생산된 지의체를 이용한 생태복원 방법 및 그 생태복원용 조성물 |
| CN103004417A (zh) * | 2012-12-12 | 2013-04-03 | 武汉昌宝环保工程有限公司 | 一种利用微藻人工生物结皮修复矿山基质和绿化的方法 |
| CN103710280A (zh) * | 2013-11-12 | 2014-04-09 | 天津科技大学 | 一种规模化培养发状念珠藻细胞的方法 |
| CN110637668A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-01-03 | 江西省环境保护科学研究院 | 一种离子型稀土废弃矿区边坡土壤立体修复结构及方法 |
| CN111248077A (zh) * | 2020-01-17 | 2020-06-09 | 中山大学 | 一种用于金属尾矿库修复的生态毯及其构建方法 |
| CN113857235A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-12-31 | 江西省生态环境科学研究与规划院 | 一种促离子型稀土尾矿区生态恢复的生物结皮修复材料及应用、修复方法 |
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