一种生物炭-降解菌复合材料及其在修复PAEs污染土壤中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种生物炭‑降解菌复合材料及其在修复PAEs污染土壤中的应用。本发明专利技术制备的生物炭‑XB菌复合材料，能有效保证嗜吡啶红球菌XB菌在土壤中保持相对的稳定，提高嗜吡啶红球菌XB菌活性及其氧化能力，利用本发明专利技术的生物炭‑XB菌复合材料，可使污染土壤中DBP和DEHP的去除率分别高达94.3％和83.7％，显著高于单独使用嗜吡啶红球菌XB菌的效果，可大大降低土壤中PAEs的含量，同时减少蔬菜对PAEs的吸收累积，从而保证农产品的质量安全。

【技术实现步骤摘要】
一种生物炭-降解菌复合材料及其在修复PAEs污染土壤中的应用
本专利技术属于土壤污染修复
，具体地，涉及一种降生物炭-降解菌复合材料及其在修复PAEs污染土壤中的应用。
技术介绍
邻苯二甲酸酯(PAEs)又称酞酸酯，作为增塑剂被广泛应用于塑料薄膜、个人护理产品、包装材料和农药等的生产原料。近年来，农用塑料薄膜被广泛应用，到2018年，我国农用塑料薄膜使用量高达246.5万吨，PAEs很容易地从塑料薄膜中释放到环境介质中，导致农业土壤受到PAEs的污染严重，部分农田中的PAEs含量高达克/千克数量级，如新疆棉田中6种优先控制PAEs总浓度最高达1232mg/kg，其中以DBP和DEHP污染最为严重，部分土壤中的DBP和DEHP已经超过了美国的土壤控制标准；土壤中的PAEs能被蔬菜等农作物吸收累积，有调查研究发现蔬菜中也普遍检测到PAEs，含量达毫克/千克数量级，影响农作物质量安全。由于PAEs是一种典型的内分泌干扰物，具有致畸、致癌和致突变性，其对人体健康的长期影响已经引起了全世界的关注。目前，美国环保局将包括邻苯二甲酸正二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)在内的6种PAEs化合物列为优先控制污染物。目前，微生物降解修复土壤PAEs污染是公认最可靠和最经济的技术。已有报道筛选获得PAEs降解菌可以高效甚至完全消除PAEs，然而，在现实的蔬菜栽培中使用这些降解菌，由于受多种环境因素的影响，其对PAEs的消除效率大大降低。因此如何提高降解菌对土壤中PAEs污染物的生物利用度以提高功能微生物的修复效果，从而有效地修复PAEs污染土壤，对于保障农作物安全生产具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种降生物炭-降解菌复合材料及其在修复PAEs污染土壤中的应用，本专利技术制备的生物炭-XB菌复合材料，能有效保证嗜吡啶红球菌XB菌在土壤中保持相对的稳定，避免了嗜吡啶红球菌XB菌与其他土壤微生物的竞争作用，提高嗜吡啶红球菌XB菌活性及其氧化能力，可大大降低土壤中PAEs的含量，同时减少蔬菜对PAEs的吸收累积，从而保证农产品的质量安全。本专利技术的目的是提供一种生物炭-嗜吡啶红球菌XB菌复合材料。本专利技术的另一目的是提供上述复合材料在降低土壤PAEs污染方面的应用。本专利技术的再一目的是提供一种降低土壤PAEs污染的产品。为了实现上述目的，本专利技术是通过以下方案实现的：本专利技术提供了一种生物炭-嗜吡啶红球菌XB菌复合材料，所述菌剂的制备包括以下步骤：所述复合材料的制备包括以下步骤：S1.将嗜吡啶红球菌XB菌接种至LB固体培养基上，在恒温箱里28～37℃培养12～24h得到活化的嗜吡啶红球菌XB菌；挑取活化的嗜吡啶红球菌XB菌至LB液体培养基中，震荡培养得到嗜吡啶红球菌XB菌悬液；将菌悬液在3～5℃，4500～5000r/min离心5～10min后，用0.9～1.2％的灭菌生理盐水冲洗菌体，重悬制成菌悬液的浓度为7.5～8.0×108cfu/mL的备用菌液；S2.将稻草清洗、切段、烘干，在马弗炉中以600～800℃热解4～6h制得生物炭；生物炭冷却至室温后，用酸洗涤脱矿，再用去离子水洗涤去除残留的酸；得到的生物炭烘干、研磨过筛，再将过筛的生物炭粉末于121～130℃下灭菌20～30min，冷却至室温备用；S3.取步骤S1的备用菌液与步骤S2冷却至室温的生物炭粉末按照100～150mL：50～60g的比例混合均匀，再于30～35℃下干燥，即制得所述降解PAEs的复合材料。优选地，所述PAEs为邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和/或邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)。优选地，步骤S3所述备用菌液与生物炭粉末按照100mL：50g的比例混合均匀。优选地，步骤S1所述震荡培养的震荡速度为120～150r/min，培养为在30～35℃培养10～12h。最优选地，步骤S1所述震荡培养的震荡速度为150r/min，培养为在30℃℃培养12h。优选地，步骤S2是将过筛的生物炭粉末于121℃下灭菌30min，优选地，步骤S1所述冲洗菌体为重复3～5次冲洗菌体。优选地，步骤S2所述用酸洗涤脱矿为用0.1～0.2MHCl洗涤。优选地，步骤S2所述烘干为在70～80℃下烘干。最优选地，步骤S2所述烘干为在80℃下烘干。优选地，步骤S2所述研磨过筛为过80～100目筛。优选地，所述LB固体培养基的配方为：胰蛋白胨10g、酵母提取物5g、NaCl10g、蒸馏水1L，琼脂18g，pH为7.2～7.4，经高压蒸汽灭菌锅在121℃下灭菌21min得到。优选地，所述LB液体培养基的配方为：胰蛋白胨10g、酵母提取物5g、NaCl10g、蒸馏水1L，pH为7.2～7.4，经高压蒸汽灭菌锅在121℃下灭菌21min得到。本专利技术还提供了上述复合材料在降低土壤PAEs污染方面的应用，是将所述复合材料按照土壤量1～5％(w/w)的比例施加到土壤中。优选地，将所述复合材料按照土壤量2％(w/w)的比例施加到土壤中。本专利技术生物炭-XB菌复合材料的使用可使污染土壤中DBP和DEHP的去除率分别高达94.3％和83.7％，显著高于单独使用嗜吡啶红球菌XB菌的效果，且能显著降低菜心植株中的DBP和DEHP含量，能高效去除土壤和蔬菜中的PAEs，从而保证蔬菜等农产品的质量安全。基于上述生物炭-XB菌复合材料，本专利技术还请求保护一种包含上述生物炭-XB菌复合材料的用于降低土壤PAEs污染的产品。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术的生物炭-XB菌复合材料能使接种到生物炭中的嗜吡啶红球菌XB菌在土壤中保持相对的稳定，避免了与其他土壤微生物的竞争，提高了嗜吡啶红球菌XB菌活性及其氧化能力，土壤中的脱氢酶活性和二乙酸荧光素水解活性显著提高，从而能更有效地降解土壤中的PAEs，减少农作物从土壤中吸收累积PAEs。(2)在土壤中的DBP和DEHP浓度高达100mg/kg条件下，通过向土壤中添加本专利技术的复合材料，土壤中DBP和DEHP的去除率能高达94.3％和83.7％，显著高于单独使用XB菌处理组。(1)本专利技术的具有降解PAEs的复合材料适用范围广，在高、中、低浓度PAEs污染土壤的环境中均可实现有效降低土壤中的PAEs，从而减少了农作物对PAEs的吸收累积。附图说明图1为不同处理组土壤中DBP和DEHP的残留浓度；图2为不同处理组土壤中脱氢酶和荧光素二乙酸酯水解酶活性；图3为不同处理组菜心地上部DBP和DEHP的含量；图4为不同处理组土壤中DBP和DEHP的去除率。具体实施方式以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本专利技术，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。除非特别说明，以下实施例所用试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物炭-嗜吡啶红球菌XB菌复合材料，其特征在于，所述复合材料的制备包括以下步骤：/nS1.将嗜吡啶红球菌XB菌接种至LB固体培养基上，在恒温箱里28～37℃培养12～24h得到活化的嗜吡啶红球菌XB菌；挑取活化的嗜吡啶红球菌XB菌至LB液体培养基中，震荡培养得到嗜吡啶红球菌XB菌悬液；将菌悬液在3-5℃，4500～5000r/min离心5～10min后，用0.9～1.2％的灭菌生理盐水冲洗菌体，重悬制成菌悬液的浓度为7.5～8.0×10

【技术特征摘要】
1.一种生物炭-嗜吡啶红球菌XB菌复合材料，其特征在于，所述复合材料的制备包括以下步骤：
S1.将嗜吡啶红球菌XB菌接种至LB固体培养基上，在恒温箱里28～37℃培养12～24h得到活化的嗜吡啶红球菌XB菌；挑取活化的嗜吡啶红球菌XB菌至LB液体培养基中，震荡培养得到嗜吡啶红球菌XB菌悬液；将菌悬液在3-5℃，4500～5000r/min离心5～10min后，用0.9～1.2％的灭菌生理盐水冲洗菌体，重悬制成菌悬液的浓度为7.5～8.0×108cfu/mL的备用菌液；
S2.将稻草清洗、切段、烘干，在马弗炉中以600～800℃热解4～6h制得生物炭；生物炭冷却至室温后，用酸洗涤脱矿，再用去离子水洗涤去除残留的酸；得到的生物炭烘干、研磨过筛，再将过筛的生物炭粉末于121～130℃下灭菌20～30min，冷却至室温备用；
S3.取步骤S1的备用菌液与步骤S2冷却至室温的生物炭粉末按照100～150mL：50～60g的比例混合均匀，再于30～35℃下干燥，即制得所述降解PAEs的复合材料。


2.根据权利要求1所述复合材料，其特征在于，所述PAEs为邻苯二甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾丽娟，蔡全英，黄裕宏，赵海明，莫测辉，李彦文，李慧，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东;44