一种趋磁细菌和吊兰联合修复重金属污染土壤的方法技术

本发明专利技术提供了一种趋磁细菌和吊兰联合修复重金属污染土壤的方法，将趋磁细菌与重金属污染的土壤混合，灌溉混合有趋磁细菌的重金属污染土壤，并在该重金属污染的土壤上设置磁场，收集含有趋磁细菌的重金属污染土壤，并淋洗上述重金属污染的土壤，填回；在经过趋磁细菌初步修复的重金属污染土壤中种植吊兰，待90~100天后将吊兰整体移除；循环重复上述步骤，直至土壤中重金属的含量达到安全标准。本发明专利技术与现有技术相比，趋磁细菌易于收集，吊兰在修复土壤之余还具有较高的经济价值，本发明专利技术可以同时对多种重金属污染的土壤进行修复，不存在二次污染、适用于大面积污染土壤的治理。

【技术实现步骤摘要】
一种趋磁细菌和吊兰联合修复重金属污染土壤的方法
本专利技术涉及污染土壤治理领域，特别涉及一种趋磁细菌和吊兰联合修复重金属污染土壤的方法。
技术介绍
土壤污染是由于土壤中含有的有害物质过多，超过了土壤的自净能力，从而引起了土壤的组成、结构和功能发生变化，有害物质在土壤中逐渐累积，通过“土壤→植物→人体”，或通过“土壤→水→人体”间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度。土壤重金属污染主要包括汞（Hg）、镉（Cd）、铅（Pb）、铬（Cr）和类金属砷（As）等生物毒性显著的元素，以及有一定毒性的锌（Zn）、铜（Cu）、镍（Ni）等元素，重金属污染元素在土壤中移动性差、滞留时间长、只能发生形态的转变和迁移，不能被微生物降解。历史上发生的“骨痛病”和“水俣病”就是由于重金属污染而致病的典型案例。因此，探索土壤重金属污染的有效修复方法成为当务之急。土壤重金属污染传统的治理修复方法通常为物理和化学的方法，如稀释和覆土法、玻璃化技术、热处理技术、淋洗法、电化学法等，传统的修复方法虽然治理效果好，历时较短，但都存在许多缺陷。比如传统治理方法的成本高、不易管理、易造成二次污染等等。微生物修复是利用土壤中的某些微生物对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用，从而降低土壤中重金属的毒性。该技术可以使重金属污染物从土壤中去除，对周围环境影响较小，不会产生二次污染，具有的巨大土壤修复潜力。但现有的重金属污染土壤的微生物修复技术存在一定的局限性，如微生物修复持续时间长、见效慢、一般形成络合物降低重金属的危害，并不能将重金属从土壤中除去。植物修复技术是指利用植物及其根系对土壤污染物的吸收、挥发、转化、降解、固定作用而去除土壤中污染物的修复技术。重金属被植物吸收，如果进入植物可食部分，将危害人类健康。为避免对人体的暴露风险，近年来选择非食用性经济型作物进行植物修复的研究越来越引起关注，但大多数已报道的植物修复方法效果不显著、见效慢、修复效果不稳定，再加上受到气候、土壤环境的限制，使得这些植物的重金属积累量有限，从而在其应用上受到限制。如上所述，为了更好地治理重金属污染的土壤，急需解决以下技术问题：1.培养合适的微生物，其对于重金属的吸附能力强、易于分离、生长能力强、对环境适应力强的特点。2.确定合适的耐性植物与微生物联合使用，该植物具有种植难度低、易于管理、适用于大面积污染土壤、生长迅速、生物量大的特点。3.避免重金属污染土壤修复治理过程中改变和破坏土壤结构的情况。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种操作简单、成本低廉、修复效果好、不破坏土壤肥力、不存在土壤的二次污染、适用于大面积污染土壤治理的趋磁细菌和吊兰联合修复重金属污染土壤的方法。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种趋磁细菌和吊兰联合修复重金属污染土壤的方法，包括以下步骤：1)将趋磁细菌与重金属污染土壤的表层15~18cm厚的土壤混合均匀，培养30~35天；2)灌溉步骤1）重金属污染的土壤，使重金属污染土壤保持淹水状态，并在所述重金属污染的土壤上面设置磁场，保持36~43天；3)收集步骤2）所述表层重金属污染土壤，所述收集的重金属污染土壤厚度为6~9cm；4)用水淋洗步骤3）中收集的重金属污染土壤，重复3~4次，使趋磁细菌与重金属污染土壤分离，然后将淋洗过的土壤填回原处；5)在步骤4）的重金属污染土壤上面种植吊兰，90~100天后将吊兰整体移除；6)循环重复执行步骤1）~步骤5)，直至土壤中重金属的含量达到安全标准。优选的，所述步骤1）中趋磁细菌的接种比例为每平方米重金属污染的土壤中接种9.0×109~1.0×1010个趋磁细菌。优选的，所述步骤2）所述磁场方向背离地面，磁场强度为200~300高斯。优选的，所述吊兰采用扦插、分株或播种的方法进行栽培，栽培时将土壤一次性浇透，之后根据土壤缺水情况浇水，使土壤含水量保持50％~60％。优选的，所述吊兰采用播种栽培：将种子用15%~20%的H2O2消毒处理，然后蒸馏水洗涤浸泡10~12h，选用籽粒饱满且不下沉的种子进行吊兰的培育。优选的，所述吊兰的培育为：将吊兰种子在17~20℃的温度下进行培养，种子上面的覆土为0.5～0.7cm，12～15天后将所得幼苗移植到重金属污染土壤中。优选的，所述吊兰在进行栽培为：选用9~12cm的幼苗倾斜30度埋入土壤表层5~7cm深度种植，株距为15~25cm，行距为20~28cm。本专利技术的有益效果：1.趋磁细菌属于革兰氏阴性菌，是专性微好氧、兼性或专性厌氧细菌，具有负趋氧特性，细胞内有沿菌体长轴排列、由膜包被的磁小体颗粒链，在磁场的作用下可以定向运动，而且对重金属有较强的吸附能力。在地磁场的作用下趋磁细菌可以向地下深处移动，由于地磁场的作用力很弱，在土壤表面设置磁场，并通过控制磁场的方向使趋磁细菌集中在小面积内，步骤2）中灌溉重金属污染土壤的目的是降低土壤表层的含氧量，创造有利于趋磁细菌生存的环境。2.趋磁细菌对重金属离子的吸附是以细胞表面的吸附为主，因此对重金属离子的吸附速度很快，在其移动的过程中可以有效吸附土壤中的重金属，大大降低了土壤中重金属的积累量。3.本专利技术步骤4）得到的淋洗液回收重金属，一方面防止重金属在回到土壤或者水体，另一方面回收的重金属具有很高的附加价值，可以增加收益。趋磁细菌的回收率达到90%以上，淋洗液重金属回收率达到99%以上，有利于重金属污染土壤的修复。4.针对多种重金属元素同时存在时，重金属元素之间存在竞争关系，趋磁细菌对元素的吸附表现出选择性，为了避免重金属离子修复的不彻底，进而选用吊兰进行联合修复；吊兰的种植难度低，适用于大面积种植，可以同时吸附多种重金属离子，作为非食用性植物用于修复土壤有效避免了污染物再次进入食物链。总之，本专利技术趋磁细菌和吊兰联合修复重金属污染土壤的方法与传统的污染土壤治理方法相比，具有投资少、技术要求低、易于管理、直接将重金属离子去除、不存在土壤的二次污染、土壤治理效果好、不进入食物链、不破坏土壤结构、实用性强、适用于大面积污染土壤。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：趋磁细菌的提取方法：将南京锁金村污水处理厂的活性污泥与已经过灭菌降至室温的富集培养基按l：2的体积比混合均匀，放入广口瓶中，用已灭菌的纱布封住瓶口，28℃静置避光培养30d，用趋磁细菌收集器收集趋磁细菌（具体参考：刘琚，周培国，张齐生.趋磁细菌处理含Cu、Zn废水的应用研究[J].环境科技，2013(26)4:20-24）。将收集的趋磁细菌按照10%的接种量，接种到富集培养基，静止避光、23℃下、当菌液浓度达到9.0×109~1.0×1010个/mL的时候，测定吸附重金属的性能，具体如下：取菌液10ml，加到100ml的Zn3+离子含量50mg/L、Pb2+离子含量20mg/L和Cd3+离子含量0.5mg/L中28℃下培养2h，测定水中Zn3+、Pb2+和Cd3+离子的含量，Zn3+、Pb2+和Cd3+离子吸附率分别达到75%以上，即作为本专利技术的趋磁细菌使用。本专利技术中的趋磁细菌可以从其它活性污泥或者重金属污染的土壤中分离，也可以使用现有公开的趋磁细菌菌株，只要其吸附率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种趋磁细菌和吊兰联合修复重金属污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将趋磁细菌与重金属污染土壤的表层15~18cm厚的土壤混合均匀，培养30~35天；2）灌溉步骤1）重金属污染的土壤，使重金属污染土壤保持淹水状态，并在所述重金属污染的土壤上面设置磁场，保持36~43天；3）收集步骤2）所述表层重金属污染土壤，所述收集的重金属污染土壤厚度为6~9cm；4）用水淋洗步骤3）中收集的重金属污染土壤，重复3~4次，使趋磁细菌与重金属污染土壤分离，然后将淋洗过的土壤填回原处；5）在步骤4）的重金属污染土壤上面种植吊兰，90~100天后将吊兰整体移除；6）循环重复执行步骤1）~步骤5)，直至土壤中重金属的含量达到安全标准。

【技术特征摘要】
1.一种趋磁细菌和吊兰联合修复重金属污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将趋磁细菌与重金属污染土壤的表层15~18cm厚的土壤混合均匀，培养30~35天；2）灌溉步骤1）重金属污染的土壤，使重金属污染土壤保持淹水状态，并在所述重金属污染的土壤上面设置磁场，保持36~43天；3）收集步骤2）表层重金属污染土壤，收集的重金属污染土壤厚度为6~9cm；4）用水淋洗步骤3）中收集的重金属污染土壤，重复3~4次，使趋磁细菌与重金属污染土壤分离，然后将淋洗过的土壤填回原处；5）在步骤4）的重金属污染土壤上面种植吊兰，90~100天后将吊兰整体移除；6）循环重复执行步骤1）~步骤5)，直至土壤中重金属的含量达到安全标准，所述步骤1）中趋磁细菌的接种比例为每平方米重金属污染的土壤中接种9.0×109~1.0×1010个趋磁细菌，所述步骤2）所述磁场方向背离地面，磁场强度为200~300高斯。2.如权利要求1所述一种趋磁细菌...

【专利技术属性】
技术研发人员：马新攀，
申请(专利权)人：河南行知专利服务有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41