[发明专利]一种用于矿化固结锌离子的磷酸盐矿化菌制剂及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于矿化固结锌离子的磷酸盐矿化菌制剂及其使用方法。 

背景技术

金属离子的污染已经成为了一个全球性的问题，无论是土壤当中还是水体当中，各种金属离子进入了人类食物链的最底层，并随着食物链进入人体，严重威胁着人类的身体健康，近年来对于金属离子污染的治理已成为各国政府鼎力支持、各国研究机构致力研究的重要方向。 

传统的处理金属离子的物理化学方法很多，但不同程度地存在着投资大、能耗高、操作困难、易产生二次污染等缺点。随着生物技术的发展，上世纪末以来，人们逐渐将低含量金属离子污染治理的研究重点转向了微生物修复技术。该技术因其具有处理费用低、对环境影响小、效率高等优点，越来越受到人们的广泛关注。但遗憾的是，目前为止大多数微生物修复土壤金属离子污染技术仍局限在实验室水平，少有微生物修复金属离子土壤的实例报道。 

发明内容

本发明涉及一种用于矿化固结锌离子的磷酸盐矿化菌制剂及其使用方法，该方法是将配制好的磷酸盐矿化菌的菌液喷洒至含有重金属Zn离子的污染区域，以使Zn离子形成稳定存在的矿物态。 

本发明的技术方案为：一种用于矿化固结锌离子的磷酸盐矿化菌制剂，每1~3mL的枯草芽胞杆菌种加入到100mL的灭菌培养液中30℃培养24h后得到；培养液的pH值为7，所述的培养液每100mL中的组成为：单磷酸酯3~5g、蛋白胨0.5~1.0g、牛肉膏浸取物0.1~0.3g、NaCl0.1~0.3g，余量为水。 

所述的用于矿化固结锌离子的磷酸盐矿化菌制剂的使用方法，将制剂直接喷洒至重金属污染区域。 

有益效果： 

1.环境友好，因其不同于传统处理重金属的方法，对环境影响小、不易产生二次污染，充分保护了土质的生态功能；本发明的试剂利用微生物在单磷酸酯诱导下的酶化作用，使其分解产生磷酸根离子，产生的磷酸根离子可在1h内将环境中的Zn²⁺有效固结为矿物态。

2.充分利用自然界微生物资源，不仅资源丰富，而且工艺简单，环境清洁，成本低 廉； 

3.微生物或者底物溶液均能够非常方便地渗入到沙质土壤或松软土质中；

4.矿化固结后的晶粒化学性质较稳定，确保了重金属矿物对于植物体系的不可迁移性，最大限度降低其毒性作用。

附图说明

图1为沉淀样品SEM形貌分析结果图。 

图2为沉淀样品能谱分析图。 

图3为沉淀样品红外分析图谱。 

图4为沉淀样品X射线衍射分析图。 

具体实施方式

一种用于矿化固结锌离子的磷酸盐矿化菌制剂是由A，B两组分组成。A组分是枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis），采购于中国工业微生物菌种保藏管理中心，菌粉经活化后以菌液形式保藏。B组分是以每100mL计质量组成为单磷酸酯3~5g，蛋白胨0.5~1.0g，牛肉浸取物0.1~0.3g，NaCl 0.1~0.3g和水。取每1mL~3mL菌种A加入到每100mL的pH值为7并灭菌后的B溶液中。在30℃培养24h后，即可得到磷酸盐矿化菌制剂。 

磷酸盐矿化菌制剂处理锌离子的机理 

在实际污染当中，Zn²⁺的污染存在形式可能有很多种，或者是各种形式混合在一起，这主要与污染源有关系。ZnCl₂在实际的产生应用当中也很广泛，由于其一些特性，在生产生活当中广泛使用，所以本实验主要采用ZnCl₂来进行实验。枯草芽胞杆菌（Bacillus subtilis）是指其能在生长繁殖过程中产生某一酶化特性，将周围环境中的Zn²⁺、Ba²⁺、Cu²⁺等离子以磷酸盐的形式沉积矿化出来的一类菌种。因此，采用磷酸盐矿化菌株生物矿化锌离子过程可用如下反应式来表达：

实施例1

取单磷酸酯4g，蛋白胨0.5g，牛肉浸取物0.3g，NaCl 0.2g，配成100mL溶液，调节其pH 值为7后，高温灭菌25min。向100mL培养基中接入2mL枯草芽孢杆菌液，在170rpm，30℃恒温摇床中培养24h后取出。然后加入ZnCl₂，1h后溶液中出现白色沉淀，过滤烘干后称重，数据列于表1。结果表明：Zn²⁺矿化率为84.15%。