用于修复受污染土壤的混合微生物及湿法解毒铬渣堆场污染土壤的微生物修复方法技术

技术编号:24740917 阅读:46 留言:0更新日期:2020-07-04 06:45
本发明专利技术公开了一种用于修复受污染土壤的混合微生物及湿法解毒铬渣堆场污染土壤的微生物修复方法,选用硫酸盐还原菌、铁还原菌混菌在中性条件下于含180‑200mg/LCr(VI)液体培养基中培养,直到培养基中Cr(VI)浓度低于检测线,选取该瓶中的菌株进行转接,逐步提高Cr(VI)浓度进行梯度驯化;将驯化后菌液加入受污染的土壤中,菌液添加量为土壤与菌液的质量体积比(g:mL)为1:1‑2:1,于30℃‑35℃下培养5‑10天后,修复后土壤中可溶态Cr(VI)含量低于3‑4mg/kg。该方法通过一种具有还原Cr(VI)和Fe(III)能力的混菌来处理和修复湿法解毒铬渣堆场污染的土壤。

【技术实现步骤摘要】
用于修复受污染土壤的混合微生物及湿法解毒铬渣堆场污染土壤的微生物修复方法
本专利技术属于微生物
,涉及一种污染土壤的微生物修复技术,具体涉及一种用于修复受污染土壤的混合微生物及湿法解毒修复铬渣堆场污染土壤的微生物方法。
技术介绍
铬渣是铬盐工业中产生的危险废物,严重污染环境。湿法解毒工艺因不受铬渣类型、处理规模和场地的限制,具有很大的灵活性和适用性而广泛应用。湿法解毒工艺主要是利用酸将铬渣调节至酸性,使固溶体中的六价铬释放出来,然后利用还原剂或沉淀剂将其还原为无毒的Cr或不溶性的沉淀而解毒,湿法还原剂有亚硫酸钠、硫酸亚铁、硫化钠、多硫化钙等,比较经典的有硫酸一硫酸亚铁湿法解毒工艺。但湿法解毒工艺存在一些致命性的问题和不足,制约着湿法还原工艺的应用。尤其铬渣中铬的赋存形态复杂、铬渣具有强碱性和较大酸缓冲能力,残余的三价铁再次氧化三价铬,使得六价铬反溶,造成常规湿法解毒工艺还原不彻底、处理效果不稳定。
技术实现思路
为了解决上述问题,本专利技术的目的在于提供一种用于修复受污染土壤的混合微生物,该混合微生物可长效稳定固化六价铬。本专利技术的第二个目的在于提供一种上述混合微生物的共培养培养基。本专利技术的第三个目的在于提供一种湿法解毒修复铬渣堆场污染土壤的微生物方法,该方法通过微生物的还原及调控作用,将六价铬充分还原,并提高pH降低Eh,降低三价铁含量,实现铬渣堆场污染土壤中六价铬的长效稳定固化。为了实现上述目的,本专利技术提供一种用于修复受污染土壤的混合微生物,该混合微生物为硫酸盐还原菌与铁还原菌按1:1的混合培养物;其中,该硫酸盐还原菌的分类名称为:Unculturedsulfate-reducingbacteriumSRB-4,保藏单位为:中国典型培养物保藏中心,地址:中国武汉武汉大学,保藏日期为:2015年9月14日,保藏编号为:CCTCCNO:M2015535;该铁还原菌的分类名称为:脂环酸杆菌(Alicyclobacillussp.)Biometed-B,保藏单位:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址:中国科学院微生物研究所,保藏日期为:2012年12月26日,保藏编号为:CGMCCNO.7039。本专利技术还提供一种上述混合微生物的共培养培养基,该共培养培养基配方为:葡萄糖0-2g,酵母粉0-1g,乳酸钠0-5g,NH4Cl0-1.5g,Na2SO40-2.5g、MgSO40-0.8g、K2HPO40-1g、(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O0-1.5g和CaCl20-1.5g,将上述成分溶于1L蒸馏水中,调整pH为7.0-7.2。本专利技术又提供一种湿法解毒铬渣堆场污染土壤的微生物修复方法,包括如下步骤:1)接种如权利要求2所述的共培养培养基培养的权利要求1所述的混合微生物置于装有80-100mL的共培养培养基的150-250mL锥形瓶中,其中,共培养培养基采用利用1mol/L的H2SO4或NaOH调节初始pH值至7.0-7.2,将锥形瓶置于温度为30℃~35℃的空气浴恒温振荡器培养3~4天;2)接种步骤1)培养后的所述混合微生物置于另一装有80-100mL的共培养培养基的150-250mL锥形瓶中,利用0.1-0.5mol/L的K2Cr2O7和0.1-0.3mol/L的Fe2(SO4)3调整培养基中初始Cr(VI)浓度为180-200mg/L,Fe(III)浓度为2-3g/L,锥形瓶中Cr(VI)浓度以50-80mg/L梯度递增,依次对修复菌群进行驯化,将锥形瓶置于温度为30℃~35℃的空气浴恒温振荡器培养3-4天,得到高耐受、高效还原铬及还原三价铁的混合菌株;3)将受污染的土壤置于150-250mL锥形瓶中,并将步骤2)驯化培养后的混合微生物接种于锥形瓶中,将锥形瓶置于温度为30℃-35℃的空气浴恒温振荡器培养5-10天后,土壤得到修复。优选地,步骤1)中所述的菌种接种体积为培养基体积的10%~15%,初始供接种的菌液细菌浓度为7.8×107-8.3×107个/mL。培养过程中,每隔1-2天加入培养基以补充反应过程中溶液的挥发。接种后培养基中细菌浓度为8.2×107-9.6×107个/mL。Cr(VI)还原率可达99.1%~99.9%,Fe(III)浓度低于检测线(低于1ug/L)。其中,步骤2)所述菌种接种体积为培养基体积的8%~12%,初始供接种的菌液细菌浓度为8.0×107-9.5×107个/mL。其中,Cr(VI)浓度梯度递增到400-600mg/L。培养过程中,每隔1-2天加入培养基以补充反应过程中溶液的挥发。接种后培养基中细菌浓度为7.5×107-10.3×107个/mL,Cr(VI)还原率可达98.5%~99.6%,Fe(III)浓度低于检测线(低于1ug/L)。其中,步骤3)所述菌液添加量为土壤与菌液的质量体积比(g:mL)为1:1-2:1。采用微生物修复后,土壤中可溶态Cr(VI)含量低于3-4mg/kg,三价铁浓度低于检测线,沉淀物检测后,铬主要存在形式为氢氧化铬沉淀,在土壤中比较稳定,不易迁移且生物可利用性较弱。Cr渣原样Cr的含量为2.11%-2.43%,含量远远超出土壤环境质量标准(III级标准总铬含量要求低于300mg/kg),可溶性三价铁含量为1.2-1.5g/L,也是造成三价铬不稳定六价铬返溶的原因,因此需要对其处理以满足土壤环境质量标准。本专利技术的有益效果在于:本专利技术针对湿法解毒铬渣堆场铬易返溶,严重污染周边土壤地下水等一系列问题,为了修复受污染土壤实现铬的长效稳定,创新性的提供一种微生物修复方法,通过降低体系中三价铁含量形成还原性环境,调控环境中pH和Eh,还原六价铬为三价铬,形成一种长效稳定固化六价铬的方法,即可以在中性及偏碱性pH下将六价铬离子还原固化为氢氧化铬沉淀,实现了修复铬污染土壤的目的。附图说明图1为本专利技术所用的硫酸盐还原菌的扫描电镜图。图2为本专利技术所用的铁还原菌的显微镜图。图3为本专利技术实施例1中各个样品的Cr分布状态图。具体实施方式以下结合实施例详细地说明本专利技术。实施方案便于更好的理解本专利技术,并非对本专利技术的限制,任何等同替换或公知改变均属于本专利技术保护范围。本专利技术所涉及的用于修复受污染土壤的微生物为硫酸盐还原菌与铁还原菌按1:1的混合培养物。其中,该硫酸盐还原菌的分类名称为:Unculturedsulfate-reducingbacteriumSRB-4,保藏单位为:中国典型培养物保藏中心,地址:武汉大学内,保藏日期为:2015年9月14日,保藏号为:CCTCCNO:M2015535,该菌的扫描电镜图如图1所示。该铁还原菌的分类名称为:Alicyclobacillussp.,保藏单位:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址:中国科学院微生物研究所,保藏日期为2012年12月26日,保藏号为:CGMCCNO.7039,该菌的扫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于修复受污染土壤的混合微生物,其特征在于,该混合微生物为硫酸盐还原菌与铁还原菌按1:1的混合培养物;/n其中,该硫酸盐还原菌的分类名称为:Uncultured sulfate-reducing bacteriumSRB-4,保藏单位为:中国典型培养物保藏中心,地址:中国武汉武汉大学,保藏日期为:2015年9月14日,保藏编号为:CCTCC NO:M2015535;/n该铁还原菌的分类名称为:脂环酸杆菌(Alicyclobacillus sp.)Biometed-B,保藏单位:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址:中国科学院微生物研究所,保藏日期为:2012年12月26日,保藏编号为:CGMCC NO.7039。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于修复受污染土壤的混合微生物,其特征在于,该混合微生物为硫酸盐还原菌与铁还原菌按1:1的混合培养物;
其中,该硫酸盐还原菌的分类名称为:Unculturedsulfate-reducingbacteriumSRB-4,保藏单位为:中国典型培养物保藏中心,地址:中国武汉武汉大学,保藏日期为:2015年9月14日,保藏编号为:CCTCCNO:M2015535;
该铁还原菌的分类名称为:脂环酸杆菌(Alicyclobacillussp.)Biometed-B,保藏单位:中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,地址:中国科学院微生物研究所,保藏日期为:2012年12月26日,保藏编号为:CGMCCNO.7039。


2.一种用于放大培养如权利要求1所述的混合微生物的共培养培养基,其特征在于,该共培养培养基配方为:葡萄糖0.2-2g,酵母粉0.2-1g,乳酸钠0.2-5g,NH4Cl0.2-1.5g,Na2SO40.2-2.5g、MgSO40.1-0.8g、K2HPO40.1-1g、(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O0.1-1.5g和CaCl20.1-1.5g,将上述成分溶于1L蒸馏水中,调整pH为7.0-7.2。


3.一种湿法解毒修复铬渣堆场污染土壤的微生物方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)接种如权利要求2所述的共培养培养基培养的权利要求1所述的混合微生物置于装有80-100mL的共培养培养基的150-250mL锥形瓶中,其中,共培养培养基采用利用1mol/L的H2SO4或NaOH调节初始pH值...

【专利技术属性】
技术研发人员:崔兴兰刘兴宇谷启源张明江闫潇
申请(专利权)人:有研工程技术研究院有限公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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