[发明专利]一种靶向调控土壤微生物同步重/类金属转化与温室气体减排方法与应用

权利要求书

1.一种靶向调控土壤微生物同步砷转化与温室气体减排方法，其特征在于：将含有甲硫氨酸与有机酸盐的制剂同时置于亚砷酸根和/或砷酸根污染土壤中，同步实现砷甲基化和甲烷减排；

所述的有机酸盐为钠、钾、钙的醋酸盐、乳酸盐或丁酸盐中的至少一种；

所述的甲硫氨酸与有机酸盐的摩尔比为1:5～1:50；

所述的甲硫氨酸的添加量按其在反应体系中的浓度为0.5～1.5mM计。

2.根据权利要求1所述的靶向调控土壤微生物同步砷转化与温室气体减排方法，其特征在于：

所述的甲硫氨酸与有机酸盐的摩尔比为1:10；

所述的甲硫氨酸的添加量按其在反应体系中的浓度为1mM计；

所述的甲基化为一甲基化、二甲基化和三甲基化中的至少一种；

所述的土壤为稻田土壤。

3.一种靶向调控土壤微生物同步砷转化与温室气体减排制剂，其特征在于：所述的制剂为权利要求1～2任一项中所述的含有甲硫氨酸与有机酸盐的制剂。

4.权利要求3中所述的靶向调控土壤微生物同步砷转化与温室气体减排制剂的制备方法，其特征在于：为下述方法Ⅰ或方法Ⅱ：

方法Ⅰ：将甲硫氨酸和有机酸盐直接混合；

方法Ⅱ：将甲硫氨酸和有机酸盐负载到多孔生物炭材料中。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

所述的多孔生物炭材料通过如下方法制备得到：

步骤1：将生物质原料破碎至粒径小于2mm的颗粒，清洗并烘干；

步骤2：将步骤1制得的颗粒置于真空管式炉，在氮气或惰性气体保护下升温到500～1100℃，保持1～3小时，制得处理前多孔生物炭材料；

步骤3：将步骤2制得的处理前多孔生物炭材料浸泡于含多巴胺的Tri-HCl缓冲溶液，或浸泡于含多巴胺和半胱氨酸的Tri-HCl缓冲溶液中，反应，即获得所述的多孔生物炭材料；

步骤1中所述的清洗并烘干的具体步骤为：将所得颗粒浸泡在的2.5M NaOH、0.4MNa₂SO₃、2.5M H₂O₂的混合溶液中并搅拌均匀，转移到反应釜，在100℃中保持10 h；

步骤3中所述的Tri-HCl缓冲溶液的浓度为10mM、pH=7.5±0.2；

步骤3中所述的多巴胺和半胱氨酸在反应体系中的浓度均为0.5～1.5mM；

步骤3中所述的反应的条件为搅拌反应50～70min。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于：

方法Ⅰ的具体步骤为：将甲硫氨酸和有机酸盐混合于碳酸氢钠、磷酸二氢钾、氯化镁、氯化钙、氯化铵的混合溶液中；

方法Ⅱ的具体步骤为：获得多孔生物炭材料后，直接加入甲硫氨酸和有机酸盐进行搅拌，使得甲硫氨酸和有机酸盐充分与多孔生物炭材料吸附形成复合体系后，晾干，即获得所述的靶向调控土壤微生物同步砷转化与温室气体减排制剂；所述的甲硫氨酸和有机酸盐在反应体系中的浓度，按所形成复合体系中甲硫氨酸和有机酸盐的摩尔比为1:5～1:50计。

7.权利要求3中所述的靶向调控土壤微生物同步砷转化与温室气体减排制剂的应用，其特征在于：将所述的制剂和梭菌属细菌同时置于亚砷酸根和/或砷酸根污染土壤中，同步实现砷甲基化和甲烷减排。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：

所述的梭菌属细菌为生孢梭菌（Clostridium sporogenes）LHA6。

9.一种靶向调控土壤微生物同步砷转化与温室气体减排复合制剂，其特征在于：包含权利要求3中所述的制剂和权利要求7或8中所述的梭菌属细菌。