[发明专利]一种土壤修复制剂的制备方法及其在土壤修复中的应用

说明书

本发明涉及一种土壤修复制剂的制备方法及其在土壤修复中的应用，属于土壤修复领域。本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该土壤修复制剂的制备方法，其特点在于：所述制备方法包括如下步骤：第一步、将漆酶加入pH为4.5的柠檬酸盐缓冲液中制成漆酶溶液；第二步、加入复合载体，在温度为40°C、转速为150 rpm的恒温振荡培养箱中反应1～9 h；第三步、进行真空抽滤、并获得滤饼，滤饼经室温干燥后获得初级修复制剂；第四步、将此初级修复制剂添加至一定体积分数的交联剂体系中进行交联反应，交联时间为1～5 h；第五步、先后用去离子水和pH为4.5的柠檬酸盐缓冲液进行充分冲洗，再经真空抽滤、并在室温干燥后获得土壤修复制剂。

技术领域

本发明涉及一种土壤修复制剂的制备方法及其在土壤修复中的应用，属于土壤修复领域。

背景技术

在工业农业生产过程中，随着工业企业废物不达标排放、农资产品的过度施用等人为原因，加之污染物随着大气、雨水等沉降作用，土壤已然成为了多种污染物主要的汇集地。研究表明，土壤中有机污染物及重金属会通过不同渠道，如空气传播、食物链传播等进入人体，进而对人体健康构成严重威胁。现如今，工程修复实施过程中，针对多种污染物污染的复合型污染土壤多采用多种修复技术，进而对不同污染物进行修复，这不仅提高了修复成本及修复时间，而且在修复过程中用到的修复制剂的残留往往对被修复土壤也具有一定的影响，或造成二次污染，特别对于农用地土壤，可能会影响后期农作物的生长。因此，探究并发明一种“绿色多功能土壤修复制剂”具有重要意义。

漆酶（Laccase，EC1.10.3.2）是一种含铜的多酚氧化酶，属于铜蓝氧化酶蛋白，来源广泛，在原核生物、植物、真菌以及昆虫体内均有发现，当其发生反应后生成唯一产物为水，不会造成二次污染，是一种理想的绿色天然催化剂，在催化降解环境介质中有机污染物的领域具有很好的应用前景。但在实际应用过程中由于外界条件的影响，往往会由于生物酶失去活性而造成应用效果不佳。

酶的固定化技术是通过物理或化学的处理方法将生物酶固定在固体载体上的技术，其在保证酶本身具有的高效性、专一性等催化特性的同时，还可以提高在应用过程中酶的稳定性、重复利用性和可操控性。在制备过程中，应选择合适的固定化载体及更有效的固定化方法，以此增强所制备产品的功效。

如中国专利申请公布号：CN 107398473A，申请公布日2017年11月28日的专利文件中，公开一种广谱型重金属污染土壤稳定化药剂的制备和使用方法，药剂制备原料包括重过磷酸钙、蒙脱石、高岭土、滑石粉以及膨润土等，具有廉价易得、安全可靠、使用方便、能针对多种重金属污染进行有效的稳定化修复等优点。但对于制得的土壤修复制剂也应注重考虑其添加对土壤理化性质的影响。研究表明，粘土矿物可能会带来土壤肥力降低、土壤结构性改变、土壤板结等问题。因此，对于载体的选择应考虑使用复合型材料，以增强产品的功能性。

再如中国专利授权公告号：CN 104209316B，授权公告日2016年5月4日的专利文件中，公开了一种固定化漆酶制备方法，包括以下步骤：将质量浓度为3%的海藻酸钠溶液恒温加热；冷却后将海藻酸钠胶体通过制粒器滴入质量浓度1%氯化钙溶液中，制成载体小球；载体小球经清洗后放入体积浓度1%戊二醛溶液中交联6h；载体表面干净后，将完成交联的载体小球移入游离态漆酶溶液中固定化4h，清洗后得到固定化漆酶。此方法制得的固定化漆酶具有成本低、绿色环保等优点，但是包埋法固定化漆酶存在扩散限制、易漏失、在土壤体系中无法均匀分布等缺点，且催化反应受传质阻力的影响，不宜催化降解大分子底物的反应，应用范围具有一定限制。因此，寻找一种合适的固定化载体，提高固定化效率及漆酶稳定性，并以此制备一种土壤修复制剂也是现阶段的重要工作之一。

有鉴于此，在申请号为201510465445.1的专利文献中公开了一种土壤修复方法及应用，本申请与对比文件相比具有以下区别：1、对比文件修复污染物仅为重金属，而本申请不仅可以修复重金属还可以降解土壤中有机污染物；2、对比文件发挥修复效能的主体为植物，所述修复制剂为促进植物吸收重金属，而本申请为修复制剂直接作用于污染物；3、对比文件修复周期为一年、较长，本申请修复周期短，效率高。