一种修复镉污染土壤的微生物菌剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种修复镉污染土壤的微生物菌剂的制备方法，包括如下步骤：将NaOH、尿素、水以质量比为3‑7：3‑5：80‑100配成混合溶液，加入10％‑20％质量的纤维素，在0℃‑5℃中保存6‑12小时，得到纤维素溶液，加入5％‑10％的CaCO

A microbial agent for remediation of cadmium contaminated soil and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种修复镉污染土壤的微生物菌剂及其制备方法与应用
本专利技术属于土壤修复
，具体地，本专利技术涉及一种修复镉污染土壤的微生物菌剂，特别地，本专利技术还涉及该微生物菌剂的制备方法与应用。
技术介绍
重金属污染的土壤一般采用物理法和化学法进行治理，这些处理方法通常成本高、且易导致土壤结构破坏和影响微生物菌群，形成二次污染。植物修复技术虽然避免了物理修复和化学修复过程中出现的污染问题，但却因处理成本高，占用土地资源等问题无法广泛推广。微生物修复镉污染土壤技术是利用微生物的转化和固定作用改变镉在土壤中的存在形态，进而改变其移动性、毒性和生物可利用性。目前，对镉污染土壤修复效果较好的微生物有:细菌，如芽孢杆菌、柠檬酸杆菌、假单胞菌等；真菌，如青霉菌、根霉菌、木霉菌等，和某些小型藻类，如小球藻、马尾藻等。做为微生物附着生长的载体，不但要能给微生物提供适宜其生长的微环境，而且还能提供微生物生长必须的基质如氧、水分及营养物质等。常见的无机填料有鲍尔环、陶粒等，机械性能虽好，但自身不具有任何营养物质，过程中往往需要定期的添加营养物质及PH调节剂等，增加了操作的复杂性和成本，因此，急需开发一种能够有效修复重金属镉污染土壤的微生物菌剂。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术一个方面的实施例提供了一种修复镉污染土壤的微生物菌剂及其制备方法,该微生物菌剂以纤维素为唯一碳源，将芽孢杆菌负载在纤维素培养基上，得到芽孢杆菌微生物菌剂使其能针对性的修复重金属Cd(II)，同时将壳聚糖包裹于微生物菌剂的表面，形成颗粒状的微生物缓释菌剂，便于菌剂的运输、保存、使用。本专利技术第一个方面的实施例提出了一种修复镉污染土壤的微生物菌剂的制备方法，包括如下步骤：一、纤维素基载体的制备Ⅰ、将NaOH、尿素、水以质量比为3-7：3-5：80-100配成混合溶液，加入10％-20％质量的纤维素，在0℃-5℃中保存6-12小时，得到纤维素溶液；Ⅱ、向所述纤维素溶液中加入5％-10％的CaCO3超声处理，得到多孔状纤维素小球混合溶液；Ⅲ、向所述步骤Ⅱ得到的多孔状纤维素小球混合溶液中加入营养物质，得到纤维素基载体；二、芽孢杆菌的负载将100重量份所述纤维素基载体和8-12重量份芽孢杆菌混合，加入培养液，搅拌均匀得到混合液体，送入培养箱中曝气培养，得到纤维素基载体负载芽孢杆菌的微生物菌剂。本专利技术上述实施例的修复镉污染土壤的微生物菌剂的制备方法具有如下有益效果：1、采用纤维素作为唯一碳源，将芽孢杆菌负载在纤维素培养基上，得到芽孢杆菌微生物菌剂，使其能针对性的修复重金属Cd(II)；2、采用纤维素为碳源、骨架材料制备微生物载体，其来源广泛、价格低廉、环境友好，而且制备方法简单、设备要求低，便于规模化生产；3、在纤维素溶液中加入CaCO3,CaCO3遇水反应后产生CO2气体，从而使纤维素不易粘在一起，同时表面产生一些小孔，增加纤维素的表面积，以此来增加微生物的负载点位，提高了芽孢杆菌的负载量，显著提升了微生物菌剂对镉的吸附能力，吸附率可以达到80％以上。在本专利技术第一个方面的一些实施例中，还包括步骤三，将所述微生物菌剂表面包覆壳聚糖外壳。在本专利技术第一个方面的一些实施例中，所述步骤三中，将海藻酸钠和壳聚糖按质量比为1-2：2-5混合，加水溶解，加入所述微生物菌剂，其中海藻酸钠和壳聚糖的总质量与加入的所述微生物菌剂的质量比为1-2:3-4，搅拌均匀，加入交联剂，交联20-30小时，得到2-3mm颗粒型的缓释微生物菌剂。在本专利技术第一个方面的一些实施例中，所述交联剂为硅烷偶联剂。在本专利技术第一个方面的实施例中，所述步骤I中，所述纤维素选自木屑、秸秆、玉米秆中的至少一种。在本专利技术第一个方面的一些实施例中，所述步骤Ⅲ中，所述加入的营养物质为多孔状纤维素小球混合溶液重量5％的葡萄糖、0.1％的硫化铵、0.25％的磷酸二氢钾、0.05％的磷酸氢二钠、0.1％的七水合硫酸镁、0.01％的七水合硫酸铁、和0.05％的酵母膏。在本专利技术第一个方面的一些实施例中，所述步骤二中，培养液成分为:1L溶液中含有0.564克NH4HCO3、0.380克MgSO4·7H2O、0.02gCaCl2·2H2O、0.087gK2HPO4，培养液的加入量为：100g所述纤维素基载体中加入90-110ml培养液。在本专利技术第一个方面的一些实施例中，所述步骤二中，所述混合液体在培养箱中曝气培养的溶解氧含量为2-4mg/L。本专利技术第二个方面的实施例提出了一种修复镉污染土壤的微生物菌剂，采用本专利技术第一个方面实施例提出的制备方法制得。本专利技术上述实施例的修复镉污染土壤的微生物菌剂，该微生物菌剂以纤维素为唯一碳源，将芽孢杆菌负载在纤维素培养基上，得到芽孢杆菌微生物菌剂使其能针对性的修复重金属Cd(II)，同时将壳聚糖包裹于微生物菌剂的表面，形成颗粒状的微生物缓释菌剂，便于菌剂的运输、保存和使用。本专利技术第三个方面的实施例提出了前述微生物菌剂在修复镉污染土壤中的应用。本专利技术上述实施例的微生物菌剂在修复镉污染土壤中的应用，以芽孢杆菌为原料，通过微生物载体的负载、固定作用，将芽孢杆菌引入到重金属污染土壤中，通过微生物的转化、固定作用，降低土壤中重金属镉对环境及农作物的毒害作用，修复过程中无化学产品引入，对土壤环境的破坏及影响非常小，并且对土壤中重金属镉的吸附率高，可以达到80％以上。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。根据本专利技术的第一方面实施例的一种修复镉污染土壤的微生物菌剂的制备方法，包括如下步骤：一、纤维素基载体的制备Ⅰ、将NaOH、尿素、水以质量比为3-7：3-5：80-100配成混合溶液，加入10％-20％质量的纤维素，在0℃-5℃中保存6-12小时，得到纤维素溶液；Ⅱ、向所述纤维素溶液中加入5％-10％的CaCO3超声处理，得到多孔状纤维素小球混合溶液；Ⅲ、向所述步骤Ⅱ得到的多孔状纤维素小球混合溶液中加入营养物质，得到纤维素基载体；二、芽孢杆菌的负载将100重量份所述纤维素基载体和8-12重量份芽孢杆菌混合，加入培养液，搅拌均匀得到混合液体，送入培养箱中曝气培养，优选地，溶解氧含量为2-4mg/L，得到纤维素基载体负载芽孢杆菌的微生物菌剂。对加入的培养液没有特别限制，优选地，培养液成分为:1L溶液中含有0.564克NH4HCO3、0.380克MgSO4·7H2O、0.02gCaCl2·2H2O、0.087gK2HPO4，培养液的加入量为：100g所述纤维素基载体中加入90-110ml培养液。本专利技术上述实施例的修复镉污染土壤的微生物菌剂的制备方法，采用纤维素作为唯一碳源，将芽孢杆菌负载在纤维素培养基上，得到芽孢杆菌微生物菌剂，使其能针对性的修复重金属Cd(II)；采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种修复镉污染土壤的微生物菌剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n一、纤维素基载体的制备/nⅠ、将NaOH、尿素、水以质量比为3-7：3-5：80-100配成混合溶液，加入10％-20％质量的纤维素，在0℃-5℃中保存6-12小时，得到纤维素溶液；/nⅡ、向所述纤维素溶液中加入5％-10％的CaCO

【技术特征摘要】
1.一种修复镉污染土壤的微生物菌剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
一、纤维素基载体的制备
Ⅰ、将NaOH、尿素、水以质量比为3-7：3-5：80-100配成混合溶液，加入10％-20％质量的纤维素，在0℃-5℃中保存6-12小时，得到纤维素溶液；
Ⅱ、向所述纤维素溶液中加入5％-10％的CaCO3超声处理，得到多孔状纤维素小球混合溶液；
Ⅲ、向所述步骤Ⅱ得到的多孔状纤维素小球混合溶液中加入营养物质，得到纤维素基载体；
二、芽孢杆菌的负载
将100重量份所述纤维素基载体和8-12重量份芽孢杆菌混合，加入培养液，搅拌均匀得到混合液体，送入培养箱中曝气培养，得到纤维素基载体负载芽孢杆菌的微生物菌剂。


2.根据权利要求1所述的修复镉污染土壤的微生物菌剂的制备方法，其特征在于，还包括步骤三，将所述微生物菌剂表面包覆壳聚糖外壳。


3.根据权利要求2所述的修复镉污染土壤的微生物菌剂的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，将海藻酸钠和壳聚糖按质量比为1-2：2-5混合，加水溶解，加入所述微生物菌剂，其中海藻酸钠和壳聚糖的总质量与加入的所述微生物菌剂的质量比为1-2:3-4，搅拌均匀，加入交联剂，交联20-30小时，得到2-3mm颗粒型的缓释微生物菌剂。


4.根据权利要求3所述的修复镉污染土壤的微生物菌...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨燕群，黄志红，黄迪，魏东升，龙翔，
申请(专利权)人：圣清环保股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53