一种基于魏斯氏菌的镉污染土壤原位修复剂转让专利

申请号 : CN201910293225.3

文献号 : CN109943342B

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法律信息:

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发明人 : 李文王陶陈银元李同祥陈宇凌

申请人 : 徐州工程学院

摘要 :

本发明涉及土壤修复技术领域,具体是公开了一种基于魏斯氏菌的镉污染土壤原位修复剂,所述土壤修复剂包括魏斯氏菌菌剂、矿物混合剂和活化剂,所述矿物混合剂按重量份数计包括如下组分:磷矿粉6‑12份、硅质原料6‑12份、生石灰6‑12份、膨润土2‑8份、碳酸钙4‑10份、硫代硫酸钠4‑10份、活性炭6‑15份、松土精2‑6份,所述活化剂按重量份数计包括如下组分:Na2EDTA 6‑10份、柠檬酸钠10‑16份。本发明克服了现有技术的不足,结合物理、化学和生物方法对镉污染土壤进行多次养护,来达到降低镉污染的目的,提高了土壤的修复效率,延长了修复的有效期。

权利要求 :

1.一种基于魏斯氏菌的镉污染土壤原位修复剂,其特征在于,所述土壤修复剂包括魏斯氏菌菌剂、矿物混合剂和活化剂,所述矿物混合剂按重量份数计包括如下组分:磷矿粉6-

12份、硅质原料6-12份、生石灰6-12份、膨润土2-8份、碳酸钙4-10份、硫代硫酸钠4-10份、活性炭6-15份、松土精2-6份、20-40份去离子水,所述活化剂按重量份数计包括如下组分:Na2EDTA 6-10份、柠檬酸钠10-16份、20-40份蒸馏水;

所述土壤修复剂的使用方法为:

(1)按照魏斯氏菌菌剂与镉污染土壤的重量比为2-12:100的施加量将魏斯氏菌菌剂均匀的施撒到镉污染土壤中,翻耕,养护3-5天;

(2)在镉污染土壤的表面施撒1-3厘米的矿物混合剂,翻耕,养护10-15天;

(3)按照活性剂与镉污染土壤的重量比为10-20:100的施加量将活性剂均匀的施撒到镉污染土壤中,翻耕,养护3-6天。

2.根据权利要求1所述的一种基于魏斯氏菌的镉污染土壤原位修复剂,其特征在于,所述土壤修复剂包括魏斯氏菌菌剂、矿物混合剂和活化剂,所述矿物混合剂按重量份数计包括如下组分:磷矿粉9份、硅质原料9份、生石灰9份、膨润土5份、碳酸钙7份、硫代硫酸钠7份、活性炭11份、松土精4份、30份去离子水,所述活化剂按重量份数计包括如下组分:Na2EDTA 

8份、柠檬酸钠13份、30份蒸馏水。

3.根据权利要求1所述的一种基于魏斯氏菌的镉污染土壤原位修复剂,其特征在于,所述魏斯氏菌菌剂采用的菌株为Weissella viridescens ZY-6,其保藏编号为GDMCC NO:

60377。

4.根据权利要求1所述的一种基于魏斯氏菌的镉污染土壤原位修复剂,其特征在于,所述矿物混合剂中磷矿粉、硅质原料、生石灰的质量比为1:1:1,所述硅质原料为二氧化硅、硅酸钠或硅藻土中任意一种或者任意几种混合的混合物。

5.根据权利要求1所述的一种基于魏斯氏菌的镉污染土壤原位修复剂,其特征在于,所述活性炭采用100目的筛子筛选后得到的超细粒度的活性炭。

6.根据权利要求1所述的一种基于魏斯氏菌的镉污染土壤原位修复剂,其特征在于,所述土壤修复剂的制备具体步骤如下:(1)从四川老泡菜汁中分离筛选耐镉魏斯氏菌菌株,将初筛得到的耐镉菌株接种于Cd2+浓度更高的固体培养基中,挑取能够在高浓度Cd2+平板上生长的菌落进行划线纯化,得到目标魏斯氏菌菌株。提取魏斯氏菌菌株,将其稀释至浓度为4.0x107~8.0x107个/mL,即得魏斯氏菌菌剂;

(2)按质量份数计,取6-12份磷矿粉、6-12份硅质原料、6-12份生石灰、2-8份膨润土、4-

10份碳酸钙、4-10硫代硫酸钠份、6-15份活性炭、2-6份松土精、20-40份去离子水,球磨,干燥,保温,冷却至室温,即得矿物混合剂;

(3)按质量份数计,取6-10份Na2EDTA、10-16份柠檬酸钠、20-40份蒸馏水,于37℃-40℃搅拌混合2-3h,即得活性剂。

7.根据权利要求1所述的一种基于魏斯氏菌的镉污染土壤原位修复剂,其特征在于,每次所述翻耕的次数不少于两次,所述翻耕的深度不低于20cm。

说明书 :

一种基于魏斯氏菌的镉污染土壤原位修复剂

技术领域

[0001] 本发明涉及土壤技术领域,具体属于一种基于魏斯氏菌的镉污染土壤原位修复剂。

背景技术

[0002] 我国部分地区土壤环境污染较为严重,土壤污染通常以某一种污染物为主,并同时存在着其他污染物,即复合污染问题。据报道,目前我国受Cd、As、Cr、Pb等重金属污染的耕地面积近2500万hm,约占总耕地面积的1/5。其中镉污染为主的镉-铅复合污染严重危害了我国湖南等主要粮食产地的粮食产量和质量安全,因此,土壤镉污染己成为一个重要的环境问题,对人体健康和国家粮食安全造成严重威胁。
[0003] 目前针对镉污染土壤的治理方法主要可以分为物理方法、化学方法和生物方法等。物理方法需要耗费大量人力物力,且移除的污染土壤又易引起二次污染。化学方法则易再度活化重金属,生物方法也具有局限性,如修复周期长,在实地修复中并没有很好的成功案例。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供了一种基于魏斯氏菌的镉污染土壤原位修复剂,克服了现有技术的不足,结合物理、化学和生物方法对镉污染土壤进行多次养护,来达到降低镉污染的目的,提高了土壤的修复效率,延长了修复的有效期。
[0005] 为解决上述问题,本发明所采取的技术方案如下:
[0006] 一种基于魏斯氏菌的镉污染土壤原位修复剂,其特征在于,所述土壤修复剂包括魏斯氏菌菌剂、矿物混合剂和活化剂,所述矿物混合剂按重量份数计包括如下组分:磷矿粉6-12份、硅质原料6-12份、生石灰6-12份、膨润土2-8份、碳酸钙4-10份、硫代硫酸钠4-10份、活性炭6-15份、松土精2-6份、20-40份去离子水,所述活化剂按重量份数计包括如下组分:
Na2EDTA 6-10份、柠檬酸钠10-16份、20-40份蒸馏水。
[0007] 进一步,所述土壤修复剂包括魏斯氏菌菌剂、矿物混合剂和活化剂,所述矿物混合剂按重量份数计包括如下组分:磷矿粉9份、硅质原料9份、生石灰9份、膨润土5份、碳酸钙7份、硫代硫酸钠7份、活性炭11份、松土精4份、30份去离子水,所述活化剂按重量份数计包括如下组分:Na2EDTA 8份、柠檬酸钠13份、30份蒸馏水。
[0008] 进一步,所述魏斯氏菌菌剂采用的菌株为Weissella viridescens ZY-6,其保藏编号为GDMCC NO:60377。
[0009] 进一步,所述矿物混合剂中磷矿粉、硅质原料、生石灰的质量比为1:1:1,所述硅质原料为二氧化硅、硅酸钠或硅藻土中任意一种或者任意几种混合的混合物。
[0010] 进一步,所述活性炭采用100目的筛子筛选后得到的超细粒度的活性炭。
[0011] 进一步,所述土壤修复剂的制备具体步骤如下:
[0012] (1)从四川老泡菜汁中分离筛选耐镉魏斯氏菌菌株,将初筛得到的耐镉菌株接种于Cd2+浓度更高的固体培养基中,挑取能够在高浓度Cd2+平板上生长的菌落进行划线纯化,得到目标魏斯氏菌菌株。提取魏斯氏菌菌株,将其稀释至浓度为4.0x107~8.0x107个/mL,即得魏斯氏菌菌剂;
[0013] (2)按质量份数计,取6-12份磷矿粉、6-12份硅质原料、6-12份生石灰、2-8份膨润土、4-10份碳酸钙、4-10硫代硫酸钠份、6-15份活性炭、2-6份松土精、20-40份去离子水,球磨,干燥,保温,冷却至室温,即得矿物混合剂;
[0014] (3)按质量份数计,取6-10份Na2EDTA、10-16份柠檬酸钠、20-40份的蒸馏水,于37℃-40℃搅拌混合2-3h,即得活性剂。
[0015] 进一步,所述土壤修复剂的使用方法为:
[0016] (1)按照魏斯氏菌菌剂与镉污染土壤的重量比为2-12:100的施加量将魏斯氏菌菌剂均匀的施撒到镉污染土壤中,翻耕,养护3-5天;
[0017] (2)在镉污染土壤的表面施撒1-3厘米的矿物混合剂,翻耕,养护10-15天;
[0018] (3)按照活性剂与镉污染土壤的重量比为10-20:100的施加量将活性剂均匀的施撒到镉污染土壤中,翻耕,养护3-6天。
[0019] 进一步,每次所述翻耕的次数不少于两次,所述翻耕的深度不低于20cm。
[0020] 本发明与现有技术相比较,本发明的实施效果如下:
[0021] 本发明所述一种基于魏斯氏菌的镉污染土壤原位修复剂,与现有技术相比优点在于:
[0022] 1、本发明采用的魏斯氏菌菌剂作为修复剂的主材料,从四川老泡菜汁中分离筛选魏斯氏菌菌株对镉具有较高耐性和较强吸附能力,具有较强的生物修复能力,提高了修复剂对镉土壤的修复效率,具备成本低、效果好、产量高等优点。
[0023] 2、本发明采用矿物物质能够有效的降低土壤中镉的含量,矿物物质对环境没有损害,绿色环保,制作工艺简单,制造的成本低,延长了修复的有效期。
[0024] 3、本发明最后采用活化剂进行修复,活化剂是植物对细胞内重金属解毒的主要方式,活化剂帮助土壤种植的植物解毒,延长了土壤修复的有效期,恢复土壤的活性。
[0025] 4、本发明结合物理、化学和生物方法对镉污染土壤进行多次养护,来达到降低镉污染的目的,提高了土壤的修复效率,延长了修复的有效期

具体实施方式

[0026] 下面结合实施例对本发明作进一步的描述,但本发明不仅限于这些实例,在为脱离本发明宗旨的前提下,所为任何改进均落在本发明的保护范围之内。
[0027] 实施例1
[0028] 本发明所述的一种基于魏斯氏菌的镉污染土壤原位修复剂,
[0029] 土壤修复剂的制备:
[0030] (1)从四川老泡菜汁中分离筛选耐镉魏斯氏菌菌株,将初筛得到的耐镉菌株接种于Cd2+浓度更高的固体培养基中,挑取能够在高浓度Cd2+平板上生长的菌落进行划线纯化,7
得到目标魏斯氏菌菌株。提取魏斯氏菌菌株,将其稀释至浓度为4.0x10 /mL,即得魏斯氏菌菌剂;
[0031] (2)按质量份数计,取6份磷矿粉、6份硅质原料、6份生石灰、2份膨润土、4份碳酸钙、4硫代硫酸钠份、6份活性炭、2份松土精、20份去离子水,球磨,干燥,保温,冷却至室温,即得矿物混合剂;
[0032] (3)按质量份数计,取6份Na2EDTA、10份柠檬酸钠、20份的蒸馏水,于37℃-40℃搅拌混合2h,即得活性剂。
[0033] 土壤修复处理方法:
[0034] (1)按照魏斯氏菌菌剂与镉污染土壤的重量比为2:100的施加量将魏斯氏菌菌剂均匀的施撒到镉污染土壤中,翻耕,养护3天;
[0035] (2)在镉污染土壤的表面施撒3厘米的矿物混合剂,翻耕,养护10天;
[0036] (3)按照活性剂与镉污染土壤的重量比为10:100的施加量将活性剂均匀的施撒到镉污染土壤中,翻耕,养护3天。
[0037] 完成养护后采集土壤样品进行分析,土壤样品中的镉含量0.8mg/kg降低至0.12mg/kg,降幅达到85%,实现了镉污染土壤的原位修复,修复后的土质与自然土壤接近。
[0038] 实施例2
[0039] 本发明所述的一种基于魏斯氏菌的镉污染土壤原位修复剂,土壤修复剂的制备:
[0040] (1)从四川老泡菜汁中分离筛选耐镉魏斯氏菌菌株,将初筛得到的耐镉菌株接种2+ 2+
于Cd 浓度更高的固体培养基中,挑取能够在高浓度Cd 平板上生长的菌落进行划线纯化,得到目标魏斯氏菌菌株。提取魏斯氏菌菌株,将其稀释至浓度为6.0x107/mL,即得魏斯氏菌菌剂;
[0041] (2)按质量份数计,取9份磷矿粉、9份硅质原料、9份生石灰、5份膨润土、7份碳酸钙、7硫代硫酸钠份、11份活性炭、4份松土精、30份去离子水,球磨,干燥,保温,冷却至室温,即得矿物混合剂;
[0042] (3)按质量份数计,取8份Na2EDTA、13份柠檬酸钠、30份的蒸馏水,于37℃-40℃搅拌混合2.5h,即得活性剂。
[0043] 土壤修复处理方法:
[0044] (1)按照魏斯氏菌菌剂与镉污染土壤的重量比为7:100的施加量将魏斯氏菌菌剂均匀的施撒到镉污染土壤中,翻耕,养护4天;
[0045] (2)在镉污染土壤的表面施撒3厘米的矿物混合剂,翻耕,养护13天;
[0046] (3)按照活性剂与镉污染土壤的重量比为10:100的施加量将活性剂均匀的施撒到镉污染土壤中,翻耕,养护4天。
[0047] 完成养护后采集土壤样品进行分析,土壤样品中的镉含量0.8mg/kg降低至0.08mg/kg,降幅达到90%,实现了镉污染土壤的原位修复,修复后的土质与自然土壤接近。
[0048] 实施例3
[0049] (1)从四川老泡菜汁中分离筛选耐镉魏斯氏菌菌株,将初筛得到的耐镉菌株接种于Cd2+浓度更高的固体培养基中,挑取能够在高浓度Cd2+平板上生长的菌落进行划线纯化,得到目标魏斯氏菌菌株。提取魏斯氏菌菌株,将其稀释至浓度为8.0x107/mL,即得魏斯氏菌菌剂;
[0050] (2)按质量份数计,取12份磷矿粉、12份硅质原料、12份生石灰、8份膨润土、10份碳酸钙、10硫代硫酸钠份、15份活性炭、6份松土精、40份去离子水,球磨,干燥,保温,冷却至室温,即得矿物混合剂;
[0051] (3)按质量份数计,取10份Na2EDTA、16份柠檬酸钠、40份的蒸馏水,于37℃-40℃搅拌混合3h,即得活性剂。
[0052] 土壤修复处理方法:
[0053] (1)按照魏斯氏菌菌剂与镉污染土壤的重量比为12:100的施加量将魏斯氏菌菌剂均匀的施撒到镉污染土壤中,翻耕,养护5天;
[0054] (2)在镉污染土壤的表面施撒3厘米的矿物混合剂,翻耕,养护15天;
[0055] (3)按照活性剂与镉污染土壤的重量比为12:100的施加量将活性剂均匀的施撒到镉污染土壤中,翻耕,养护4天。
[0056] 完成养护后采集土壤样品进行分析,土壤样品中的镉含量0.8mg/kg降低至0.06mg/kg,降幅达到92.5%,实现了镉污染土壤的原位修复,修复后的土质与自然土壤接近。
[0057] 需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0058] 以上内容仅仅是对本发明构思所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。