一种利用硫酸盐还原菌改良硫酸盐渍土盐胀的方法技术

本发明专利技术提供一种利用硫酸盐还原菌改良硫酸盐渍土盐胀的方法，采用硫酸盐还原菌，通过逐级驯化方法，得到能够耐受硫酸盐渍土中的硫酸盐的菌种，再将该菌种加入到盐渍土地基中以改变盐渍土的盐性，解决盐渍土的高盐性问题，达到还原减胀效果，既为地基的保护与稳定做出贡献，也拓宽了盐渍土的资源化利用途径。

A Method of Improving Salt Expansion of Sulfate Saline Soil by Sulfate Reducing Bacteria

The invention provides a method for improving salt swelling of sulfate saline soil by using sulfate reducing bacteria. Sulfate reducing bacteria are used to acquire sulfate-tolerant bacteria in sulfate saline soil through gradual domestication method. The bacteria are added to the saline soil foundation to change the salinity of saline soil and solve the problem of high salinity of saline soil, so as to achieve the effect of reducing and swelling. Conservation and stability have contributed to the development of saline soil resources.

【技术实现步骤摘要】
一种利用硫酸盐还原菌改良硫酸盐渍土盐胀的方法
本专利技术属于盐渍土地基改良性领域，涉及一种利用硫酸盐还原菌(Sulphate-ReducingBacteria,简称SRB)改良硫酸盐渍土盐胀的方法。
技术介绍
当土中易溶盐含量大于0.3％，且具有溶陷性、盐胀性、腐蚀性时，定义为盐渍土。盐渍土是第四系地层的沉积物，是碱土和盐土以及各种碱化、盐化土壤的总称，盐渍土中的盐份遇水溶解后，土中的各项物理和力学性质指标都会发生变化，含盐渍土的地基在温度或湿度变化时，会产生体积膨胀或缩小，从而对建筑和地面设施造成危害。硫酸盐渍土具有盐胀和溶陷、腐蚀等不良工程特性，严重影响基础设施建设。硫酸盐渍土含有多种易溶盐，其中Na2SO4最多，NaCl次之，KCl、Na2CO3、MgSO4、K2SO4等较少。硫酸钠相平衡转变温度为32.4℃。在32.4-80℃时，以无水硫酸钠晶体析出，溶解度随温度升高而降低；在0-32.4℃范围内，以Na2SO4·10H2O晶体析出，溶解度随温度降低而降低，且降低幅度最大，最容易结晶析出，体积膨胀3.1倍。这是硫酸盐渍土盐胀的主因。盐渍土的利用需要进行改性，我国在盐渍土改良利用技术措施方面取得了一些成果，目前国内盐渍土改良利用方法和技术归纳起来有以下四种:物理改良、水利改良、化学改良和生物改良，其中微生物改良应用新颖无污染，是指利用微生物的特性与盐渍土的反应，改善土壤理化性质，减轻或消除盐碱危害作用，达到改良目的，解决硫酸盐渍土的盐胀等问题。同时将改良后的盐渍土用作建筑制品的原材料，是盐渍土利用的一大方向，既能够解决建筑材料资源匮乏问题，又可以实现盐渍土的资源化利用。但是盐渍土存在抗折抗压强度低、耐水性能差、体积稳定性差等缺点，限制了盐渍土在建筑材料中的应用。微生物处理技术相对于其他技术而言,具有成本低、无二次污染等特点,可操作性强。根据盐渍土的特点,硫酸钠的含量较高,可以采用硫酸盐还原菌来处理。SRB可还原SO42-为S2-，生成气体，诱导FeS沉淀。SRB诱导沉淀有利于减小盐胀，改善力学性能，从而改良硫酸盐渍土。这对盐渍土地区脆弱的生态环境保护和修复具有显著意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用硫酸盐还原菌改良硫酸盐渍土盐胀的方法，采用硫酸盐还原菌，通过逐级驯化方法，得到能够耐受硫酸盐渍土中的硫酸盐的菌种，再将该菌种加入到盐渍土地基中以改变盐渍土的盐性，解决盐渍土的高盐性问题，达到还原减胀效果，既为地基的保护与稳定做出贡献，也拓宽了盐渍土的资源化利用途径。为实现以上目的，本专利技术提供了一种利用硫酸盐还原菌改良硫酸盐渍土盐胀的方法，通过硫酸盐还原菌接种至硫酸盐渍土中进行改良。优选的，所述硫酸盐还原菌能够耐受硫酸盐渍土中的硫酸盐。需要说明的是，本专利技术所述的硫酸盐还原菌可以通过富集驯化、直接购买驯化等途径获得，只要满足其能够耐受硫酸盐渍土中的硫酸盐的要求即可。更优选的，硫酸盐渍土中硫酸盐浓度≤5wt％。优选的，所述硫酸盐选自硫酸钠、硫酸镁或硫酸钾中的至少一种。优选的，所述硫酸盐还原菌通过以下步骤获得：(1)将活性淤泥接种至硫酸盐还原菌培养液中进行培养，厌氧环境中培养至溶液变黑色且产生硫化氢(臭鸡蛋气味)，再将培养的菌液进行富集；(2)将(1)中所富集的菌种进行驯化，以使得驯化后的硫酸盐还原菌能够耐受硫酸盐渍土中的硫酸盐。优选的，步骤(1)中，所述专属培养液的组成为：K2HPO40.5g/L、NH4Cl1.0g/L、Na2SO41.0g/L、酵母浸粉1.0g/L、CaCl2·2H2O0.1g/L、MgSO4·7H2O2.0g/L、50～60％乳酸钠溶液6.5g/L、(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O0.5g/L，调整pH值至7.2。优选的，步骤(2)中，所述驯化是根据硫酸盐浓度按批次设置浓度梯度，当培养液颜色变黑以及产生臭鸡蛋气味，用醋酸铅试纸接触变黑，即认为硫酸盐还原菌达到此相应硫酸盐浓度梯度下的活性，即可进行下一浓度梯度的驯化，直到硫酸盐还原菌能够耐受硫酸盐渍土中的硫酸盐，则驯化完成。需要说明的是，本专利技术所述的硫酸盐还原菌能够耐受硫酸盐渍土中的硫酸盐是指在实际情况下处理不同硫酸盐渍土时，根据不同硫酸盐渍土中的硫酸盐浓度来进行确定。优选的，所述批次为3～8次。优选的，硫酸盐还原菌的添加量与盐渍土的重量比为0.05～0.2：1。本专利技术与现有技术相比，具有如下突出效果：(1)本专利技术的方法是直接从活性淤泥中富集并驯化耐高浓度硫酸盐的硫酸盐还原菌，并将该菌种用于硫酸盐渍土盐胀的处理，处理成本较低，操作简单：(2)本专利技术的方法充分利用了硫酸盐还原菌的特性，即将硫酸盐渍土中的硫酸盐还原成硫化氢，诱导FeS沉淀。SRB诱导沉淀有利于减小盐胀，改善力学性能，从而改良硫酸盐渍土，采用硫酸盐还原菌对硫酸盐浓度为2wt％、3wt％、5wt％的硫酸盐渍土进行改良后，其盐胀率都有明显降低。附图说明图1是硫酸盐还原菌处理硫酸盐渍土机理图图2是硫酸盐还原菌处理硫酸盐渍土技术流程图具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步的详细说明所处理的硫酸盐渍土为实验室通过土工标准砂和硫酸盐模拟配置所得，利用恒温恒湿试验箱控制实验环境的温湿度模拟盐胀环境，采用位移传感器测量盐胀位移数据。实施例1(1)将活性淤泥以10％的接种量接种至硫酸盐还原菌培养液中进行培养，培养液组成：K2HPO40.5g/L、NH4Cl1.0g/L、Na2SO41.0g/L、酵母浸粉1.0g/L、CaCl2·2H2O0.1g/L、MgSO4·7H2O2.0g/L；50～60％乳酸钠溶液6.5g/L、(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O0.5g/L，调整pH值至7.2，密封厌氧环境中用摇床培养至溶液变黑色且产生硫化氢(臭鸡蛋气味)，将培养的菌液加入培养液中传代培养后获得富集的菌种；(2)将(1)中所富集的菌种以5％的接种量到驯化培养液，调整培养液Na2SO4浓度为30～180g/L，设置浓度间隔，设定成六批次，分别为30、60、90、120、150、180g/L，在批次之间，按时间顺序，当培养液颜色变黑以及产生臭鸡蛋气味，用醋酸铅试纸接触变黑，即认为硫酸盐还原菌能够耐受此相应硫酸盐渍土中的硫酸盐，即可从这批次驯化培养成功的锥形瓶里再提取菌液按5％的量取量置于下一批次的锥形瓶中，进行下一浓度梯度的驯化，当硫酸盐还原菌达到180g/L的活性时，驯化完成，通过基因测序结果显示为脱硫小弓菌为主；取量设定好后，放入FLY-200B恒温摇床进行培养，摇床恒温培养，设定摇床参数为：30℃、150r/min；(3)取土工标准砂300g，在烘箱120℃烘干15min，再按照含水量10％即加入溶液30g(30ml)置于500ml烧杯中，搅拌器下以100r/min进行搅拌均匀后静置，分别加入6.12g、9.28g、15.79g无水硫酸钠配置成2wt％、3wt％、5wt％硫酸盐浓度的盐渍土，并加入15ml驯化完成的SRB菌液静置7天后测量。试验结果：采用硫酸盐还原菌对硫酸盐浓度为2wt％、3wt％、5wt％硫酸盐渍土进行改良后，其盐胀率分别为0.6％、0.7％、0.9％。实施例2将从CGMCC购买的脱硫化弧菌，按照实施例1的方式进行驯化，并采用其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用硫酸盐还原菌改良硫酸盐渍土盐胀的方法，其特征在于：通过硫酸盐还原菌接种至硫酸盐渍土中进行改良。

【技术特征摘要】
1.一种利用硫酸盐还原菌改良硫酸盐渍土盐胀的方法，其特征在于：通过硫酸盐还原菌接种至硫酸盐渍土中进行改良。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述硫酸盐还原菌能够耐受硫酸盐渍土中的硫酸盐。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述硫酸盐渍土中的硫酸盐浓度≤5wt％。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述硫酸盐选自硫酸钠、硫酸镁或硫酸钾中的至少一种。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述硫酸盐还原菌通过以下步骤获得：(1)将活性淤泥接种至硫酸盐还原菌培养液中进行培养，厌氧环境中培养至溶液变黑色且产生硫化氢，再将培养的菌液进行富集；(2)将(1)中所富集的菌种进行驯化，以使得驯化后的硫酸盐还原菌能够耐受硫酸盐渍土中的硫酸盐。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述专属培养液的组成为：K2...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭述权，王凡，樊玲，陈捷翎，祁彬溪，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43