[发明专利]土壤微生物燃料电池减少水稻吸收土壤重金属的方法

权利要求书

1.土壤微生物燃料电池减少水稻吸收土壤重金属的方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）土壤预处理：对土壤消煮后加入As(V)溶液进行混合，得到砷污染水稻土，将砷污染水稻土自然风干后待用；

（2）水稻种子处理：将水稻种子消毒后播种于湿润的珍珠岩中发芽，在珍珠岩中生长18-25天后，挑选生长一致的水稻苗移栽到营养液中培养，在营养液中生长12-15后，取生长一致即叶长，叶数，重量一样的水稻移栽到含砷污染水稻土的微生物燃料电池中；

（3）微生物燃料电池处理：I阶段中土壤微生物燃料电池不接外电阻开路状态启动2-3天；II阶段中土壤微生物燃料电池接入480-520Ω外电阻，闭路状态运行5-8天，每300 g 砷污染水稻土添加铁基改性生物炭1.5g；III阶段中土壤微生物燃料电池中移栽水稻，种植5-8天，即可减少水稻吸收土壤重金属；

铁基改性生物炭制备：以60℃烘干的水稻秸秆为原料，用LFP-800粉碎机将秸秆粉碎，过筛备用，称取5g粉碎原料放于石英管中，随后置于管式炉中加热，热解气速N2=0.5L/min，待样品加热至600℃时，保持1h的热解时间，热解完成并降至室温，将所得生物炭浸渍在浓度为0.1mol/L的FeCl₃溶液中，随后将其置于震荡箱中震荡3h，过滤后60℃烘干待用；

土壤微生物燃料电池是以聚丙烯不透光的无顶盖水培罐为电池主体，罐中装入砷污染水稻土，采用两个一样大小的圆环形碳毡分别做阴极和阳极；所述的碳毡内直径与水培罐的内直径比为2-8：13。

2.根据权利要求1所述的土壤微生物燃料电池减少水稻吸收土壤重金属的方法，其特征在于，营养液中包括Fe(II)-EDTA 0.8-1.5 mol·L^-1，NaH₂PO₄ 1.2-1.5 mol·L^-1，MgSO₄•7H₂O1.2-1.5 mol·L^-1，K₂SO₄ 2.3-2.8 mol·L^-1，CaCl₂ 2.3-2.8 mol·L^-1，NH₄Cl 1.2-1.5mol·L^-1，ZnSO₄•7H₂O 0.3-0.8 mol·L^-1，CuSO₄•5H₂O 0.3-0.8mol·L^-1，H₃BO₃ 0.3-0.8mol·L^-1，MnSO₄ 0.3-0.8 mol·L^-1，(NH₄)₆MoO₂₄•4H₂O 0.3-0.8mol·L^-1。

3.根据权利要求1所述的土壤微生物燃料电池减少水稻吸收土壤重金属的方法，其特征在于，阳极碳毡用一根钛丝连接埋在土面下50-60 mm处，阴极碳毡用另一根钛丝连接置于土表，最后再加入超纯水，直至水液面高出土壤界面2-3 cm，使阴极碳毡漂浮在水中。

4.根据权利要求3所述的土壤微生物燃料电池减少水稻吸收土壤重金属的方法，其特征在于，水培罐高为内直径的1.5-2倍。