NTA及微生物菌剂强化高羊茅修复污灌区土壤重金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种采用NTA及微生物菌剂强化高羊茅修复污灌区土壤重金属的方法，它是由螯合剂NTA与微生物菌液组成，其中螯合剂NTA与微生物菌液的摩尔比为5-15mmol·kg-1NTA∶15mmol·kg-1菌液；所述的微生物菌菌液为施氏假单胞菌、里氏木霉和灰黄链霉菌，按照施氏假单胞菌、里氏木霉和灰黄链霉菌体积1∶1∶1的比例混合，配制成复合微生物菌液，其中施氏假单胞菌和灰黄链霉菌的菌落数分别为(2.15±0.03)×109/ml，(2.07±0.07)×109/ml，里氏木霉每毫升的菌落数蔓延整个平板。实验结果表明：10mmol·kg-1NTA与15mL微生物菌液联合高羊茅强化修复污灌土重金属污染效果最好。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种采用NTA及微生物菌剂强化高羊茅修复污灌区土壤重金属的方法，它是由螯合剂NTA与微生物菌液组成，其中螯合剂NTA与微生物菌液的摩尔比为5-15mmol·kg-1NTA∶15mmol·kg-1菌液；所述的微生物菌菌液为施氏假单胞菌、里氏木霉和灰黄链霉菌，按照施氏假单胞菌、里氏木霉和灰黄链霉菌体积1∶1∶1的比例混合，配制成复合微生物菌液，其中施氏假单胞菌和灰黄链霉菌的菌落数分别为(2.15±0.03)×109/ml，(2.07±0.07)×109/ml，里氏木霉每毫升的菌落数蔓延整个平板。实验结果表明：10mmol·kg-1NTA与15mL微生物菌液联合高羊茅强化修复污灌土重金属污染效果最好。【专利说明】NTA及微生物菌剂强化高羊茅修复污灌区土壤重金属的方法
本专利技术属于环境保护
，涉及NTA及微生物菌剂强化高羊茅修复污灌区土壤重金属的方法。
技术介绍
污水中含有大量的重金属元素，在土壤中积累会影响植物对养分的吸收和利用，也会打乱植物的代谢平衡在北京郊区进行田间实验，结果表明污灌影响了夏玉米的株高、叶面积指数，使其产量和干物质明显减少。污灌区作物品质的污染主要表现是农产品中重金属含量超标以及营养成分的改变。有研究表明，使用污水灌溉泥田大米的各个品质指标均比清水灌溉泥田的有明显下降。也有研究检测污水灌溉的土地上生长的马铃薯、甜菜等农产品，结果表明其中Cd含量与土壤溶液中Cd含量呈线性相关。 农业环境保护所在1997年对全国24个省市300多个污染区的农产品进行调查，结果表明小麦、玉米重金属超标率为15.5%、14.0%，重金属污染主要以汞、铬、镉、砷等为主。污水灌溉还会使小麦和水稻的蛋白质含量降低，随着污灌年限的延长，作物的品质会逐年下降。污灌还会明显的降低蔬菜中维生素C含量，其他营养成分的含量则是有增有减。 污水中的重金属主要富 集在污灌区土壤表层0-20 cm之间。土壤对重金属的吸附降低了重金属向地下的迁移。有研究表明长期污灌的地区，当地的地下水没有受到重金属的污染，多数情况下，污灌水中的重金属并不会对地下水产生明显的影响。也有研究表明，土壤中的重金属尤其是Cd会随淋溶时间的增加表现出向下迁移的趋势，从而对地下水造成威胁。总之，污灌的污水中有一部分污染物是被土壤吸附，而另一部分则会向土壤下层移动，最终对浅层地下水造成一定的影响。 污水灌溉一方面造成土壤和农产品污染，使得污染物在作物或者胜出中积累，然后通过食物链进入人，继而导致各种慢性疾病的发病率上升；另一方面长期的污灌会导致地下水水体污染，人们日常饮水或牲畜饮用后也会危害人畜健康；还有长时间的污水灌溉，对直接接触的农民身体状况也会有影响。如江西的赣州和大余以及广东的韶关和曲江、湖南、陕西等19个地区都有个别地区产生“镉米”的情况，如果长期食用这样的农产品，会对人的身体健康造成危害。 由于直接用大量未经处理的污水灌溉，水质超标，污灌面积又盲目扩大，造成土壤和作物及地下水的污染，污水灌溉已经是造成我国农村水环境恶化的主要原因之一。污水灌溉大部分是农民自发的，他们多数是在得不到清水的情况下，自发的引入城市生活及工业废水作为灌溉水源，这在我国北方大中城市的近郊区是很普遍的。 传统的土壤重金属污染修复技术有排土填埋法、稀释法、淋洗法、物理分离法和化学法等。与传统的处理方式相比，植物修复的主要优点是成本低，处理设施简单，适合大规模的应用，利于土壤生态系统的保持，对环境扰动小，具有美学价值等特点。 在土壤重金属污染的生物修复中应用较早、较广泛的是植物修复技术。植物修复就是利用植物吸收、累积和固定土壤中的重金属污染物，将其转移到根部或地上部分，然后在适当的生长阶段进行收获，经过处理后，灰化回收重金属或进行填埋。陈同斌等首次报到了蜈蚣草能大量富集As的研究结果，同时分析了该植物不同器官对重金属的富集量，发现蜈蚣草不同器官组织中As的含量为羽片 > 叶柄 > 根系，说明As在该植物体中容易向上运输和富集，显示出蜈蚣草对As有极强的耐性和独特的富集能力。Sun等研究发现，生长在含Cd矿渣土壤里的东南景天植株茎和叶中Cd含量明显高于根部，而生长在非Cd矿区的东南景天植株根部Cd含量则明显高于茎叶中的含量，从而证实东南景天对Cd也有较强的富集作用。田胜尼等通过与鹅冠草的比较认为，香根草无论是对Cu、Pb、Zn单一污染还是复合污染都有较好的修复功能。叶春和研究了紫花苜蓿对Pb污染土壤的修复及活化机理，从X-ray微区分析结果看出，细胞间隙Pb含量最高，细胞壁和液泡次之，胞质中最低；Pb在紫花苜蓿体内主要以难溶的形式存在，紫花苜蓿对Pb的耐受与植物络合素的形成有关。由于紫花苜蓿生物量高，所以，紫花苜蓿可以当作是土壤Pb污染的一种理想修复植物。植物根系 分泌物能改变土壤根际环境，可使多价态的Cr、Hg、As的价态和形态发生改变，影响其毒性效应。植物的根毛可直接从土壤交换吸附重金属增加根表固定。但是，有的用于修复重金属污染土壤的超富集植物的生长周期长、生物量相对较小，对于某些生物有效性低的重金属的富集效率低，这使得单一的使用植物修复受到限制。 现实中土壤中污染物种类繁多，复合污染普遍，污染程度与厚度差异大，同时地球表层的土壤类型多，其组成、性质、条件的区域差异明显，而且修复后土壤再利用式的空间规划要求不同。因此，单项修复技术往很难达到修复目标，而开发复合修复模式就成为土壤污染修复的主要研究方向。 现今开始投入应用的复合修复技术的主要类型有植物/微生物联合修复、动物/植物联合修复以及化学/物化-生物联合修复。植物/微生物联合修复的机理是高等植物与土壤微生物在生长过程中往往存在协同作用，一方面植物可以提供土壤微生物生长所需的碳源，同时又经叶茎向根部输送氧气，形成有利于氧化的微环境，促进好氧微生物对污染物的分解作用。化学/物化-生物联合修复能够发挥化学或物理修复的周期短、见效快的优势，结合非破坏性的生物修复特点，发展基于化学-生物修复技术是最具应用潜力的污染土壤修复方法。如利用有机络合剂的配位溶出，增加土壤溶液中重金属浓度，提高植物的吸收效率，从而实现强化诱导植物吸取修复。因此，提高植物吸收富集重金属的方法，除了使用和继续发现富集能力强和生物量大的超富集植物以外，我们可以在植物修复过程中添加人工或者天然的螯合剂以及其它的强化措施来提高植物吸收富集重金属的能力。 螯合剂诱导植物提取修复重金属，它一方面可以增加重金属在土壤中的溶解度，另一方面可以提高重金属根际扩散能力，还能促进重金属从根系向地上部转运。钱猛等在Cu、Zn、Pb、Cd复合污染土壤上种植海州香薷，施用5 mmol.kg^EDTA后，Cu、Zn、Pb、Cd的浓度分别比对照提高27.4、3.2、17.6和89.5倍。Stanhope等研究表明，随着EDTA浓度的增加，土壤中Cu、Zn、Cd、Pb、Ni可溶态重金属的含量占总重金属含量的比例呈线形提高。螯合诱导植物修复过程中螯合剂的使用时间很重要，一般是在植物收获前广2周内加入，此时植物生长发育成熟，短时间内处理后对生长量影响较小，植物提取的重金属总量会大幅增加。 通过温室大棚盆栽实验，研究螯合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有NTA及微生物菌液的菌剂，其特征在于它是由螯合剂NTA与微生物菌液组成，其中螯合剂NTA的加入量为5‑15mmol·kg‑1NTA：微生物菌液的加入量为，向相应的处理组添加15 mmol·kg‑1菌液；所述的菌液为施氏假单胞菌、里氏木霉和灰黄链霉菌，按照施氏假单胞菌、里氏木霉和灰黄链霉菌体积1：1：1的比例混合，配制成复合微生物菌液，配制成复合微生物菌液，其中施氏假单胞菌和灰黄链霉菌的菌落数分别为 (2.15±0.03)×109/ml，(2.07±0.07)×109/ml，里氏木霉每毫升的菌落数蔓延整个平板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵树兰，多立安，常晨，
申请(专利权)人：天津师范大学，
类型：发明
国别省市：天津;12