[发明专利]一种治理土壤镉污染的生化工艺

说明书

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种治理土壤镉污染的生化工艺。

背景技术

镉是人体非必需元素，在自然界中常以化合物状态存在，一般含量很低，正常环境状态下，不会影响人体健康。镉和锌是同族元素，在自然界中镉常与锌、铅共生。当土壤环境受到镉污染后，镉可在生物体内富集，通过食物链进入人体引起慢性中毒。镉被人体吸收后，在体内形成镉硫蛋白，选择性地蓄积肝、肾中。其中，肾脏可吸收进入体内近1/3的镉，是镉中毒的“靶器官”。其它脏器如脾、胰、甲状腺和毛发等也有一定量的蓄积。由于镉损伤肾小管，病者出现糖尿、蛋白尿和氨基酸尿。特别具使骨骼的代谢受阻，造成骨质疏松、萎缩、变形等一系列症状。镉污染土壤，可造成公害病痛痛病。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。因此为了防止镉对环境的污染，必须做好环境保护工作﹐严格执行镉的环境卫生标准。

目前，治理镉污染有多种方法，其中微生物技术法近年来发展迅猛，取得了较好的效果，微生物技术方法不会给环境造成污染，但是存在稳定性差，无法有效地对镉金属进行固定，镉金属容易随水分等流失，造成环境污染。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种治理土壤镉污染的生化工艺；该工艺采用微生物制剂和化学制剂协同作用处理土壤，对土壤中镉进行了固定和修复，避免随水流失造成的污染，同时采用高效微生物制剂进行除镉，有效修复了土壤环境。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种治理土壤镉污染的生化工艺，其包括如下步骤：步骤1）制备微生物制剂，步骤2）制备纳米铁制剂，步骤3）土壤预处理，步骤4）化学固定修复，步骤5）生物修复。

具体地，所述生化工艺包括如下步骤：

步骤1）制备微生物制剂：将黄孢原毛平革菌和假单胞菌分别培养成浓度为1×10⁸个/ml的菌液，按照2-3:1-2的体积比混合得到混合菌液，再与硅藻土按照1:2的质量比混合搅拌均匀，最后进行低温干燥，干燥温度为15℃，干燥后含水量为8wt％，即得；

步骤2）制备纳米铁制剂：在氮气保护下，往浓度为0.02M的FeSO₄溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌混匀，混合时间为15min，然后加入同等体积的浓度为0.02M的NaBH₄水溶液，在氮气保护条件下，500rpm搅拌混合15min；静置10min后真空抽滤，再置于60℃干燥1h，即得；

步骤3）土壤预处理：将镉污染的土壤进行翻耕，晾晒，粉碎，控制土壤粒径小于2mm；

步骤4）化学固定修复：往步骤2）中得到纳米铁制剂中加入10倍重量的水，搅拌均匀，制成纳米铁溶液，然后将纳米铁溶液均匀喷洒到步骤3）预处理的土壤中，并用水使土壤水分含量为30-50wt%，混匀，静置10小时；

步骤5）生物修复：往步骤4）的土壤中添加微生物制剂，添加量为土壤质量的千分之一，搅拌均匀，28-35℃静置48-72h。

优选地，所述黄孢原毛平革菌为ATCC 24725。

优选地，所述假单胞菌为CCTCC NO: 2011184。

优选地，，所述步骤2）中，聚乙烯吡咯烷酮的添加量为FeSO₄溶液质量的1%。

优选地，其特征在于，所述步骤4）中，所述纳米铁溶液占步骤3）中预处理的土壤质量的0.1-1%。

本发明的菌株的培养方式并不是唯一固定的，其可以采用常规的培养方式获得菌液，菌株可以从ATCC、CCTCC等商业途径购买获得。

与现有技术相比，本发明的优点主要包括但是并不限于以下几个方面：

本发明采用微生物制剂和化学制剂协同作用处理土壤，对土壤中镉进行了固定和修复，避免流失造成污染，同时采用高效微生物制剂进行除镉，有效修复了土壤环境；本发明微生物制剂的各菌种之间合理配伍，共生协调，互不拮抗，能有效地消除镉污染；本发明以聚乙烯吡咯烷酮作为稳定剂对纳米铁进行改性，得到的改性纳米铁具有分散性能好，在土壤中稳定性和迁移性良好，修复效率高等优点；本发明的生化工艺操作简单易行，修复成本低，可应用于大规模的镉污染土壤中，应用前景广阔。

具体实施方式