[发明专利]一种细菌协同磁性硅藻土修复砷和抗生素污染土壤的方法

说明书

本发明公开了一种细菌协同磁性硅藻土修复砷和抗生素污染土壤的方法，包括如下步骤：细菌菌株分离→菌种富集培养→制备磁性硅藻土材料→土壤修复；本发明选取敏捷食酸菌WHW‑1，将该菌在富集培养基中富集培养；然后将该菌株与含有二价锰、碳源等一同加入到复合污染土壤中，搅拌均匀，让微生物诱导产生生物锰氧化物，这些生物锰氧化物和土壤中的三价砷和抗生素发生一系列的物理‑化学‑生化反应，将土壤中水溶性的砷转化为稳定态，降低土壤中砷的生物有效性，从而达到砷修复的目的，同时细菌及其诱导的生物锰氧化物通过细胞内代谢、氧化分解等方式将抗生素转化为二氧化碳和水。该工艺操作简单，处理成本低，无二次污染。

技术领域

本发明涉及土壤处理技术领域，具体为一种细菌协同磁性硅藻土修复砷和抗生素污染土壤的方法。

背景技术

砷污染土壤修复技术主要有固化/稳定化、土壤淋洗、热处理、植物修复法和微生物修复等方法。土壤淋洗通常是向土壤中投加淋洗剂(如有机或无机酸、碱、盐和螯合剂)，该方法不仅会破坏土壤微团聚体结构，还会导致营养元素的淋失和沉淀，以及容易引起地下水污染等二次污染问题，适用于面积小污染重的土壤治理。锰氧化物是土壤中常见的金属氧化剂和吸附剂，由于其具有零点电荷低、负电荷量高、比表面积大、表面活性强等特点，因此对土壤中和水中的重金属、过渡元素以及有机物质等都具有很强的吸附和氧化作用。锰氧化物对As(Ⅲ)有极强的氧化作用，As(III)被氧化为As(Ⅵ)从而导致Mn2+的释放，形成较多的吸附位点。生物锰氧化物主要是无定形或结晶性较差的矿物，拥有较大的比表面积和反应活性。有文献使用恶臭假单胞菌Pseudomonas putida strain MnB1制备了生物锰氧化物，对土壤中污染物有良好的修复效果。此外，还有文献使用恶臭假单胞菌菌株制备了具有吸附性能的生物锰氧化物，可以在对环境无害条件下生产，且无需过度使用能源，具有较低的环境毒性风险，是经济高效的一种生物材料。与同时无机的锰氧化物相比，生物锰氧化物具有更高的比表面积，对污染物的吸附效率更高。通过不同技术对砷和抗生素复合污染修复的综合潜力，全方面提高修复效率，达到改善砷和抗生素复合污染的目的。

热处理砷污染土壤时也会破坏土壤结构，同时也面临高处理成本和运行费用等问题。固化/稳定化应用于砷污染土壤有较多的案例，如水泥固化、螯合剂稳定化、铁锰氧化物等无机材料等，但为了获得较好的修复效果，大多修复剂的投加量通常在5％以上，也面临成本高和易产生二次污染等问题。植物修复法和微生物修复法具有成本低、不破坏土壤、不引起二次污染等优点，但也存在修复效率低、修复时间长等弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供细菌协同磁性硅藻土修复砷和抗生素污染土壤的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种细菌协同磁性硅藻土修复砷和抗生素污染土壤的方法，包括如下步骤：细菌菌株分离→菌种富集培养→制备磁性硅藻土材料→土壤修复。

细菌菌株的分离培养具体包括如下步骤：

S11驯化：首先把带有混合微生物群的水样加入到营养肉汤培养基中，培养60-72h后将营养肉汤培养基中的菌液转接到PYCM培养基中继续驯化；

S12逐级稀释：吸取PYCM中的菌液按10^-1，10^-2，10^-3，10^-4，10^-5，10^-6，10^-7，10^-8的梯度进行稀释；

S13涂布：先倒好平板让其凝固，再将菌液倒入平板上面，迅速用涂布器在表面均匀涂布，使菌液均匀分布，以便长出均匀的单个菌落；

S14板划线：配制PYCM固体平板，用接种环挑取单个菌落划线到固体平板上，反复多次划线，得到纯种菌落，通过谱系鉴定命名为敏捷食酸菌WHW-1。

细菌菌种富集培养具体包括如下步骤：