[发明专利]一种抗Cr(Ⅵ)胁迫的石油类污染土壤固定化生物修复方法

权利要求书

1.一种抗Cr(VI)胁迫的石油类污染土壤固定化生物修复方法，其特征在于，以苦荞壳为生物质材料，制备具有高还原性特点的生物炭，并通过负载还原性物质和微生物活性保护剂，提升微生物在重金属胁迫下的石油类降解活性，包括如下步骤：

(1)利用生物质材料，于20～30％的乙二胺水溶液中进行水热碳化8～12h，而后通过10～12％的盐酸进行清洗孔道去除孔道内的堵塞物质；

(2)在浓度为50～60％的抗坏血酸溶液中水热碳化6～8h，增强生物炭的还原性，降低生物炭零电荷点；

(3)将(2)中制的载体加入去离子水，置于棕色反应器中均匀加热，温度为55～60℃，加入甲酸溶液，进一步增强生物炭的还原性质，并使生物炭表面的零电荷点保持在2～3，氧化还原电位低于-300mv；

(4)将(3)中制备好的生物炭在纳米零价铝溶液中超声30～40min，后在惰性气体的保护作用下，在120～150r/min的条件下搅拌24～30h，静止6～10h，过滤并在惰性气体的保护作用下轻微冲洗；

(5)将(4)中制备好的复合生物炭载体在无氧水中离心，转速为800～1000r/min，离心时间保持在3～5min，去除载体大孔内的纳米材料，得到制备的新型固定化载体；

(6)将(5)中制备的生物炭，经过无氧水冲洗pH至6.5～7后，投入接种后的牛肉膏蛋白胨培养基中静置培养1～2h，后在牛肉膏蛋白胨液体培养基液面下2～3cm处按照40～50r/min的速率搅拌20～30h培养；

(7)将(6)中制备的固定化微生物菌剂投入谷氨酰半胱氨酸合成酶、谷胱甘肽合成酶、金属硫蛋白和鼠李糖脂的混合溶液中浸泡0.2～0.5h后，沥干，通入30～35℃的N₂风干，直到生物炭固定化微生物菌剂含水率为35～40％；

(8)将(7)中制备的固定化微生物菌剂，根据不同理化性质、不同污染浓度的土壤，按一定比例投加到土壤中，修复石油类污染土壤，菌剂投加量由公式Q＝A×C石油+0.25×B×C×C Cr(VI)+2.5×D×C水+0.15×E×D土确定，其中Q为固定化菌剂的投加量，C石油为土壤中石油污染物的浓度，C Cr(VI)为土壤中Cr(VI)的浓度，C水为土壤中的含水率，D土为土壤平均粒径，A、B、C、D、E为系数，其中，当土壤中石油类含量为7～13g/kg时，A的取值范围为1～1.3；当土壤中重金属Cr(VI)含量为3～8、9～20、21～28、29～40mg/kg时，B的取值分别取0.8～1.2、3～5、10～12、26～38；当土壤中的重金属Cr(VI)分别以水溶态+交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机结合态和残留态为最多的存在形态时，C的取值分别为2～3、0.8～1、0.7～1、3～5、0.8～1.2；当土壤的含水率分别为5～15％、16～30％、31～50％时，D的取值分别为1.2～1.5，1.0～1.3，2～3；若土壤粒径为大于0.2mm时，E的取值范围约为0～0.2。

2.根据权利要求1所述的一种抗Cr(VI)胁迫的石油类污染土壤固定化生物修复方法，其特征在于，步骤(1)所述的水热碳化特征是温度为280～300℃，压力为5～7MPa。

3.根据权利要求1所述的一种抗Cr(VI)胁迫的石油类污染土壤固定化生物修复方法，其特征在于，步骤(2)所述的水热碳化特征是温度为200～250℃，压力为2～4MPa。

4.根据权利要求1所述的一种抗Cr(VI)胁迫的石油类污染土壤固定化生物修复方法，其特征在于，步骤(3)所述生物炭的加量和去离子水的加量比值为5％～10％(w∶w)，滴加的亚硫酸浓度为2～3mol/L，滴加方式为间断投加，间断时间为4～5min，甲酸投加量为生物炭质量的4％～7％。

5.根据权利要求1所述的一种抗Cr(VI)胁迫的石油类污染土壤固定化生物修复方法，其特征在于，步骤(5)所述纳米零价铝的浓度为20～25g/L，其中生物炭和纳米材料溶液的加量比值为50％～60％(w：w)，超声波功率密度为1200～1500w/m³，超声频率为40～50kHz，惰性气体为氮气。