一种微生物和植物联合修复重金属污染土壤的方法技术

本发明专利技术公开了一种微生物和植物联合修复重金属污染土壤的方法，包括如下步骤：制备复合微生物制剂、制备生物炭基肥、施加生物炭基肥、施加培养基、施加微生物制剂、施肥、播种、采收。本发明专利技术为重金属污染土壤的生物联合修复奠定了基础并提供了一定的科学依据。

【技术实现步骤摘要】
一种微生物和植物联合修复重金属污染土壤的方法
本专利技术属于土壤污染治理与修复
，具体涉及一种微生物和植物联合修复重金属污染土壤的方法。
技术介绍
土壤重金属污染是指由于人类活动，导致土壤中的重金属含量过高，不同重金属在土壤中含量的国际标准不同，例如镉(Cd)的国标值为小于等于0.6mg/Kg。常见对土壤造成污染的重金属包括砷、铅、锌、镍、铜、铬、镉、汞等元素，其中铅、镉、铬等金属污染均为最常见的重金属污染源，这些重金属在各类矿山采选、冶炼过程中通过粉尘和废水等途径排放到自然界。重金属污染具有隐蔽性、不可逆性、长期性和后果严重性的特点。随着工农业的迅速发展，土壤中重金属含量逐年增加，其造成的污染也日益严重。防治土壤污染，保护有限的土壤资源，已成为突出的全球性问题。土壤重金属污染修复技术主要包括物理修复、化学修复与生物修复，其中生物修复的主要包括微生物修复和植物修复。生物修复技术作为一种新兴的无二次污染的修复途径已经得到人们广泛的认可与使用。对于生物修复的研究，一般集中在单独使用植物修复或者微生物修复，鲜见将植物、微生物联合对重金属污染土壤进行修复。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种微生物和植物联合修复重金属污染土壤的方法，包括以下步骤：S1，将假单胞菌发酵液、芽孢杆菌发酵液和短波单胞菌发酵液混合，制得复合微生物制剂，备用；将松木生物炭、花生壳生物炭、膨润土按照1：1：1的质量比混合，制得生物炭基肥备用；S2，将生物炭基肥施加到重金属污染的土壤中，每亩施加量为20-50Kg，翻耕土壤深度7-15cm的土壤，保持15-30天；S3，将LB液体培养基添加到重金属污染的土壤中，每亩添加量为2-7L，翻耕土壤深度7-15cm的土壤；S4，向S3翻耕后的土壤表面喷洒复合微生物制剂，翻耕土壤深度7-15cm的土壤；S5，20-40天后，重复执行S2-S33-5次后，按每亩添加量1000-6000Kg向土壤中施加农家肥，施肥后翻耕土壤深度20-30cm后将土壤整平；S6，在S5整平的土壤上种植薹菜，3-9周后采收。进一步的，所述复合微生物制剂的制备具体包括如下步骤：按照常规方法分别制备假单胞菌发酵液、芽孢杆菌发酵液和短波单胞菌发酵液；待三种菌发酵液的OD600值均达到0.7时，将三种菌液离心，弃掉上清液后按照假单胞菌、芽孢杆菌和短波单胞菌质量比为2:1:1转移菌体至同一LB液体培养基中继续培养，待菌液OD600值达到0.7后，得到微生物制剂备用。进一步的，S1中，所述生物炭基肥的具体制备过程为：首先将松木生物炭、花生壳生物炭、膨润土粉碎后混合，然后过80目筛，获得生物炭基肥。进一步的，S3中，所述每亩重金属污染的土壤中喷施LB培养基3-6L。进一步的，S5中，所述农家肥是以新鲜农家肥为原料经腐熟25-35天所得。进一步的，S6中，每亩播种薹菜种子200-400g，播种后盖土0.5-1.5cm，然后通过喷灌方式浇水，且每亩浇水量为50-100m3。进一步的，S6中，薹菜全年分期播种、分批收获。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术通过采用耐受重金属的微生物，结合植物对土壤中重金属的吸收，联合修复重金属污染的土壤，发现对铬、镉、砷和铅四种常见的重金属均具有较好的吸收转化效率，转化率均高达50％以上。2)本专利技术还通过生物炭基肥为土壤提供肥力，同时本专利技术选取的生物炭基肥的成分，生物炭基肥、花生壳生物炭和膨润土均具有吸附重金属的性能，能够对土壤中最终的重金属残余进行吸附。3)本专利技术选取的修复植物为薹菜，薹菜全年排开播种可分期、分批收获，能在一年中完成多茬种植，能够不断对土壤中重金属进行吸收，不间断修复土壤。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。本专利技术中所用的假单胞菌、芽孢杆菌和短波单胞菌菌剂均为市售产品，下述各实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。实施例1一种微生物和植物联合修复重金属污染土壤的方法，包括以下步骤：S1，将假单胞菌发酵液、芽孢杆菌发酵液和短波单胞菌发酵液混合，制得复合微生物制剂，备用；上述复合微生物制剂的制备过程具体为：(1)分别在LB固体培养基接种活化假单胞菌、芽孢杆菌和短波单胞菌三种菌株；(2)两两做拮抗实验；将每两种不同菌株在LB固体培养基上交叉划线，置于37℃的恒温培养箱内倒置培养24h，待长出菌落，观察是否发生拮抗，若发生拮抗则两种菌不可在同一处生长，只有不存在拮抗作用的菌株之间才能够制备有效的复合菌剂，若菌株之间发生拮抗，菌株无法共同生存，不能制备复合菌剂；(3)将假单胞菌、芽孢杆菌和短波单胞菌分别接种在LB液体培养基中振荡培养；上述培养条件为：37℃、160rpm/min；(4)待三种菌发酵液的OD600值均达到0.7时，将三种菌发酵液离心，弃掉上清液后按照假单胞菌、芽孢杆菌和短波单胞菌质量比为2:1:1转移菌体至同一新鲜的LB液体培养基中继续培养，待菌液OD600值达到0.7后得到微生物制剂并投入使用；将松木生物炭、花生壳生物炭、膨润土按照1：1：1的质量比混合，制得生物炭基肥备用；上述生物炭基肥的制备过程具体为：首先将松木生物炭、花生壳生物炭、膨润土粉碎后混合，然后过80目筛，获得生物炭基肥；S2，将生物炭基肥施加到重金属污染的土壤中，每亩施加量为20Kg，翻耕土壤深度7-15cm的土壤，保持15天；S3，将LB液体培养基添加到重金属污染的土壤中，每亩所述重金属污染的土壤中喷施LB液体培养基2L，翻耕土壤深度7-15cm的土壤；S4，向S3翻耕后的土壤表面均匀喷洒复合微生物制剂，翻耕土壤深度7-15cm土壤，使得LB液体培养基、复合微生物制剂和重金属污染的土壤充分混合；S5，20天后，重复执行S2-S33次后，按每亩添加量1000Kg向土壤中施加农家肥，施肥后翻耕土壤深度20-30cm的土壤后将土壤整平；所述农家肥为新鲜农家肥腐化25天所得；S6，在S5整平的土壤上种植薹菜；上述薹菜种植过程中，每亩播种薹菜种子200g，播种后盖土0.5cm，然后通过喷灌方式浇水，且每亩浇水量为50m3；所述薹菜种植可全年排开播种，分期、分批收获，种植温度为23-28℃时，22-30天即可采收，种植温度在14-18℃时，48-60天采收，采收后测定土壤中的重金属含量，使用土壤养分速测仪测定土壤中重金属离子的浓度。实施例1中菌株拮抗实验发现，三种菌株之间均可以协同生长，因此实施例1中的三种菌株能够制备复合菌剂。实施例1中在对重金属污染的土壤处理之前对土壤中重金属铬(Cr)、镉(Cd)、砷(As)和铅(Pb)的初始含量进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微生物和植物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：/nS1，将假单胞菌发酵液、芽孢杆菌发酵液和短波单胞菌发酵液混合，制得复合微生物制剂，备用；将松木生物炭、花生壳生物炭、膨润土按照1：1：1的质量比混合，制得生物炭基肥备用；/nS2，将生物炭基肥施加到重金属污染的土壤中，每亩施加量为20-50Kg，翻耕土壤深度7-15cm的土壤，保持15-30天；/nS3，将LB液体培养基添加到重金属污染的土壤中，每亩添加量为2-7L，翻耕土壤深度7-15cm的土壤；/nS4，向S3翻耕后的土壤表面喷洒复合微生物制剂，翻耕土壤深度7-15cm的土壤；/nS5，20-40天后，重复执行S2-S3 3-5次后，按每亩添加量1000-6000Kg向土壤中施加农家肥，施肥后翻耕土壤深度20-30cm后将土壤整平；/nS6，在S5整平的土壤上种植薹菜，3-9周后采收。/n

【技术特征摘要】
1.一种微生物和植物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：
S1，将假单胞菌发酵液、芽孢杆菌发酵液和短波单胞菌发酵液混合，制得复合微生物制剂，备用；将松木生物炭、花生壳生物炭、膨润土按照1：1：1的质量比混合，制得生物炭基肥备用；
S2，将生物炭基肥施加到重金属污染的土壤中，每亩施加量为20-50Kg，翻耕土壤深度7-15cm的土壤，保持15-30天；
S3，将LB液体培养基添加到重金属污染的土壤中，每亩添加量为2-7L，翻耕土壤深度7-15cm的土壤；
S4，向S3翻耕后的土壤表面喷洒复合微生物制剂，翻耕土壤深度7-15cm的土壤；
S5，20-40天后，重复执行S2-S33-5次后，按每亩添加量1000-6000Kg向土壤中施加农家肥，施肥后翻耕土壤深度20-30cm后将土壤整平；
S6，在S5整平的土壤上种植薹菜，3-9周后采收。


2.根据权利要求1所述的微生物和植物联合修复重金属污染土壤的方法，其特征在于，所述复合微生物制剂的制备具体包括如下步骤：
按照常规方法分别制备假单胞菌发酵液、芽孢杆菌发酵液和短波单胞菌发酵液；待三种菌发酵液的OD600值均达到0.7时，将三种菌发酵液离...

【专利技术属性】
技术研发人员：武瑞平，
申请(专利权)人：吕梁学院，
类型：发明
国别省市：山西;14