一种循环利用葛根修复重金属污染土壤的方法技术

本发明专利技术属于土壤治理的技术领域，具体涉及一种循环利用葛根修复重金属污染土壤的方法。本发明专利技术首先通过葛根根系分泌物对土壤中的重金属进行活化，再通过根系表面的有机物对活化重金属实现富集，通过移除葛根完成对土壤的预处理，再从移除的葛根中提取淀粉，在芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下发生葡萄糖基转移反应，生成桶状结构的环糊精，再用高锰酸钾氧化环糊精，使其桶状表面的羟基发生羧基化反应，利用羧基络合土壤中剩余的重金属，将重金属包络在改性环糊精内部，即可完成对土壤重金属的修复。本发明专利技术提供的修复方法，操作简便，效果显著、见效快、修复时间短，修复效果稳定，适用于大面积土壤的治理，具有广阔的应用前景。

Method for recycling heavy metal contaminated soil by using kudzu root

The invention belongs to the technical field of soil treatment, in particular to a method for recycling the kudzu root to repair heavy metal contaminated soil. The invention firstly by kudzu root exudates on heavy metals in soil was activated by organic compounds on the surface of the root activation heavy metals enrichment, by removing the puerarin accomplishes the pretreatment of the soil, and then remove the starch extraction from radix puerariae, transfer enzymes produced in Bacillus cyclodextrin glucosyl under glucosyltransferase the reaction, cyclodextrin generating barrel structure, then Potassium Permanganate oxidation of cyclodextrin, the surface hydroxyl carboxyl tubbiness reaction, using heavy metal residual carboxyl complex in soil, heavy metals in envelope modified cyclodextrin, can complete the repair of heavy metals in soil. The repairing method provided by the invention has the advantages of simple and convenient operation, obvious effect, quick effect, short repair time, stable repair effect, and is suitable for the treatment of large area soil, and has wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种循环利用葛根修复重金属污染土壤的方法
本专利技术属于土壤治理的
，具体涉及一种循环利用葛根修复重金属污染土壤的方法。
技术介绍
目前，土壤重金属污染治理途径主要有两种，一是改变重金属在土壤中的存在状态，使其由活化态转为稳定态；二是从土壤中除去重金属。方法主要有工程物理化学法，包括：客土法、冲洗络合法、电动化学法、热处理法等，但是不适合污染面积较大的土壤；生物修复法包括：植物修复、微生物修复和动物修复等，植物和低等动物修复法对土壤修复的效果不太显著；微生物修复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。植物修复技术是利用植物及其根际微生物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。目前已经发现很多植物可同时对多种重金属有强大的富集能力，但大多数植物修复方法效果不显著、见效慢、修复时间长，修复效果不稳定，不适用于大面积土壤的治理，再加上受到气候、土壤环境的影响，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。因此，提供一种效果显著，且修复时间短，见效快的重金属污染土壤的治理方法具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前植物修复重金属污染土壤的方法，存在效果不显著、修复时间长，修复效果不稳定，再加上受到气候、土壤环境的影响，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的缺陷，提供了一种循环利用葛根修复重金属污染土壤的方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案：（1）在待修复的土壤上按南北向，开挖种植沟，并清除沟中石块树根，向每百米的种植沟中撒入40～50kg猪粪和20～30kg小麦秸秆，再向沟中回填土壤；（2）待回土完成后，挑选生长年龄30～32个月的健康葛根栽入沟中，回土掩埋，掩埋完成后引水灌溉，使其自然生长5～6个月后整体移除葛根，收获得到成熟的葛根，完成对土壤的预修复；（3）将上述收获的葛根去除叶片，根部用水冲洗后去皮，再将去皮后的葛根粉碎20～30min得到葛根碎块，将葛根碎块和水混合后用青石磨进行研磨，收集研磨后流出的乳白色浆液，将浆液过滤去除残渣后，静置沉淀3～5天；（4）待上述沉淀结束后，用注射器吸取去除上层清液，收集木桶底部的葛根淀粉浆，将得到的葛根淀粉浆转入发酵罐中，再向发酵罐中加入浓度为105cfu/mL嗜碱芽孢杆菌菌悬液，搅拌均匀后密封罐口，发酵；（5）待上述发酵结束后，取出发酵产物，将发酵产物和质量分数为10%高锰酸钾溶液混合，加热升温至50～60℃，搅拌反应1～2h后烘干，将烘干后的产物用研钵研磨后过100目筛，得到改性粉末；（6）将上述制得的改性粉末撒入预修复后的土壤中，用耕地机对土壤进行翻耕，，翻耕结束后按80m3/亩的灌溉量向翻耕后的土壤中引水，静置1～2周后即可完成对重金属污染土壤的修复。步骤（1）中所述的种植沟行距为1.0～1.2m，沟深为50～70cm，沟宽为50～70cm，回填土壤的厚度为10～15cm。步骤（3）中所述的葛根碎块和水的质量比为1:5。步骤（4）中所述的嗜碱芽孢杆菌菌悬液的加入量为淀粉浆质量的10%，发酵温度为25～35℃，发酵时间为12～14天。步骤（5）中所述的发酵产物和高锰酸钾溶液的质量比为1:5。步骤（6）中所述的改性粉末撒入量为300～400kg/hm2，翻耕深度为50～60cm。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术先在待修复土壤中栽种葛根，通过猪粪中的微生物促进葛根根系分泌物对土壤中的重金属进行活化，提高了植物对重金属的积累量，再通过根系表面的有机物对活化重金属实现富集，通过移除葛根完成对土壤的预处理，完成对土壤中重金属的初步去除，去除效果显著。（2）接着，本专利技术再从移除的葛根中提取淀粉，在芽孢杆菌产生的环糊精葡萄糖基转移酶作用下发生葡萄糖基转移反应，生成桶状结构的环糊精，再用高锰酸钾氧化环糊精，使其桶状表面的羟基发生羧基化反应，利用羧基络合土壤中剩余的重金属，将重金属包络在改性环糊精内部，达到屏蔽土壤中重金属的目的，使其呈稳定态，即可完成对土壤重金属的修复。通过葛根根系分泌物和葛根淀粉制得的环糊精的协同修复作用，达到对土壤中重金属去除、屏蔽的效果，协同修复效果显著、修复时间短，且屏蔽后的重金属状态稳定，不会产生二次污染，修复效果稳定性相比传统植物修复明显提高。具体实施方式在待修复的土壤上按南北向，行距1.0～1.2m的规格开挖种植沟，控制沟深为50～70cm，沟宽为50～70cm，并清除沟中石块树根，向每百米的种植沟中撒入40～50kg猪粪和20～30kg小麦秸秆，再向沟中回填10～15cm厚的土壤；待回土完成后，挑选生长年龄30～32个月的健康葛根栽入沟中，回土掩埋，掩埋完成后引水灌溉，使其自然生长5～6个月后整体移除葛根，收获得到成熟的葛根，完成对土壤的预修复；将收获的葛根去除叶片，根部用水冲洗后去皮，再将去皮后的葛根放入粉碎机中粉碎20～30min得到葛根碎块，将葛根碎块和水按质量比为1:5混合后用青石磨进行研磨，收集研磨后流出的乳白色浆液，将浆液用纱布过滤去除残渣后移入木桶中，静置沉淀3～5天；待沉淀结束后，用注射器吸取去除上层清液，收集木桶底部的葛根淀粉浆，将得到的葛根淀粉浆转入发酵罐中，再向发酵罐中加入淀粉浆质量10%的浓度为105cfu/mL嗜碱芽孢杆菌菌悬液，搅拌均匀后密封罐口，在25～35℃下保温发酵12～14天；待发酵结束后，取出发酵产物，按质量比为1:5将发酵产物和质量分数为10%高锰酸钾溶液混合，加热升温至50～60℃，搅拌反应1～2h后移入烘箱烘干，将烘干后的产物用研钵研磨后过100目筛，得到改性粉末；按300～400kg/hm2的撒入量将制得的改性粉末撒入预修复后的土壤中，用耕地机对土壤进行翻耕，控制翻耕深度为50～60cm，翻耕结束后按80m3/亩的灌溉量向翻耕后的土壤中引水，静置1～2周后即可完成对重金属污染土壤的修复。实例1在待修复的土壤上按南北向，行距1.0m的规格开挖种植沟，控制沟深为50cm，沟宽为50cm，并清除沟中石块树根，向每百米的种植沟中撒入40kg猪粪和20kg小麦秸秆，再向沟中回填10cm厚的土壤；待回土完成后，挑选生长年龄30个月的健康葛根栽入沟中，回土掩埋，掩埋完成后引水灌溉，使其自然生长5个月后整体移除葛根，收获得到成熟的葛根，完成对土壤的预修复；将收获的葛根去除叶片，根部用水冲洗后去皮，再将去皮后的葛根放入粉碎机中粉碎20min得到葛根碎块，将葛根碎块和水按质量比为1:5混合后用青石磨进行研磨，收集研磨后流出的乳白色浆液，将浆液用纱布过滤去除残渣后移入木桶中，静置沉淀3天；待沉淀结束后，用注射器吸取去除上层清液，收集木桶底部的葛根淀粉浆，将得到的葛根淀粉浆转入发酵罐中，再向发酵罐中加入淀粉浆质量10%的浓度为105cfu/mL嗜碱芽孢杆菌菌悬液，搅拌均匀后密封罐口，在25本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种循环利用葛根修复重金属污染土壤的方法，其特征在于具体修复步骤为：（1）在待修复的土壤上按南北向，开挖种植沟，并清除沟中石块树根，向每百米的种植沟中撒入40～50kg猪粪和20～30kg小麦秸秆，再向沟中回填土壤；（2）待回土完成后，挑选生长年龄30～32个月的健康葛根栽入沟中，回土掩埋，掩埋完成后引水灌溉，使其自然生长5～6个月后整体移除葛根，收获得到成熟的葛根，完成对土壤的预修复；（3）将上述收获的葛根去除叶片，根部用水冲洗后去皮，再将去皮后的葛根粉碎20～30min得到葛根碎块，将葛根碎块和水混合后用青石磨进行研磨，收集研磨后流出的乳白色浆液，将浆液过滤去除残渣后，静置沉淀3～5天；（4）待上述沉淀结束后，用注射器吸取去除上层清液，收集木桶底部的葛根淀粉浆，将得到的葛根淀粉浆转入发酵罐中，再向发酵罐中加入浓度为10

【技术特征摘要】
1.一种循环利用葛根修复重金属污染土壤的方法，其特征在于具体修复步骤为：（1）在待修复的土壤上按南北向，开挖种植沟，并清除沟中石块树根，向每百米的种植沟中撒入40～50kg猪粪和20～30kg小麦秸秆，再向沟中回填土壤；（2）待回土完成后，挑选生长年龄30～32个月的健康葛根栽入沟中，回土掩埋，掩埋完成后引水灌溉，使其自然生长5～6个月后整体移除葛根，收获得到成熟的葛根，完成对土壤的预修复；（3）将上述收获的葛根去除叶片，根部用水冲洗后去皮，再将去皮后的葛根粉碎20～30min得到葛根碎块，将葛根碎块和水混合后用青石磨进行研磨，收集研磨后流出的乳白色浆液，将浆液过滤去除残渣后，静置沉淀3～5天；（4）待上述沉淀结束后，用注射器吸取去除上层清液，收集木桶底部的葛根淀粉浆，将得到的葛根淀粉浆转入发酵罐中，再向发酵罐中加入浓度为105cfu/mL嗜碱芽孢杆菌菌悬液，搅拌均匀后密封罐口，发酵；（5）待上述发酵结束后，取出发酵产物，将发酵产物和质量分数为10%高锰酸钾溶液混合，加热升温至50～60℃，搅拌反应1～2h后烘干，将烘干后的产物用研钵研磨后过100目筛，得到改性粉末；（6）...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋春霞，林晨，李雪晴，
申请(专利权)人：蒋春霞，
类型：发明
国别省市：江苏,32