一种微生物修复沙漠化土地并固化表层土壤重金属的方法技术

本发明专利技术公开了一种微生物修复沙漠化土地并固化表层土壤重金属的方法，属于沙漠治理领域。该方法包括以下步骤：菌种活化与培养、微生物菌剂和胶结液的制备、沙漠化土地的微生物菌剂修复。本发明专利技术提供的一种微生物修复沙漠化土地并固化表层土壤重金属的方法，采用喷洒微生物菌液和胶结液的方式，能高效快速的对沙漠化土地进行修复，达到良好的防风固沙效果，同时还能固化表层土壤中的重金属污染物；微生物菌剂也能很好的适应沙漠地区的极端环境，对沙漠化土地的修复能取得良好的效果。化土地的修复能取得良好的效果。化土地的修复能取得良好的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种微生物修复沙漠化土地并固化表层土壤重金属的方法


[0001]本专利技术属于沙漠治理领域，涉及一种微生物修复沙漠化土地并固化表层土壤重金属的方法。

技术介绍

[0002]土壤沙化是在风蚀和风力作用下，有机质含量较多的土壤或可利用土地变成含沙量较多的土壤或土地，甚至最终变成沙漠的过程。在我国西北干旱及半干旱地区，近年来由于过渡放牧、农田开垦等人为原因，造成大面积植被破坏，土壤因失水而变得干燥，土壤黏性降低，土粒分散。而在风力减弱地段，风沙颗粒逐渐堆积于土壤表层而使土壤沙化。土壤沙化危害严重，会引起土壤退化，生态失衡和环境污染等；因此，沙漠化土地的治理成为了我们的重要任务。
[0003]传统的沙漠化土地治理方法主要有：人工造林，如种植红柳、沙蒿等植物，利用植物根系及枝干来阻拦流沙；草方格沙障，作为目前使用较多的机械治沙手段，可在草方格内种植植物与草方格联合治沙；水保设施，建立拦沙坝等，防止沙石下泄危害；土壤改良措施，如施农家肥，改良土壤性状，提高土壤肥力。
[0004]土壤改良作为最根本的治沙措施，近年来受到越来越多的关注，如李佳(利用有机/无机废弃物制备沙化土壤生态改良剂[J].化工矿物与加工：1
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8[2021
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26].)等利用养殖废液与膨润土等提高沙漠化土地中有机质含量；孔凡磊(秸秆和菌渣改良剂对高寒沙地土壤有机碳库的影响[J].水土保持学报，2020，34(04)：288
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294.)等利用秸秆和菌渣显著提高了土壤中有机碳的含量，但以上方法仅单一的提高了土壤的肥力；张哲超(微生物群落驱动AM真菌、生物炭及联合改良沙化土壤作用潜力[J].环境科学，2021，42(04)：2066
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2079.)等利用AM真菌和生物炭联合对沙漠化土地进行改良，发现对沙漠植物小果白刺的生长有明显的促进作用，同时也能一定程度上提高土壤肥力；但在沙漠化严重，植物难以生长的地方难以实施，且实施的同时无法对沙漠化土地进行固化。
[0005]综上所述，现有技术存在的问题包括：1、传统的机械治沙手段治理效果差；2、采用化学物质对沙漠化土地进行改良容易造成污染；3、盐渍化和有害金属对沙漠化土地修复的生物手段有制约。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种微生物修复沙漠化土地并固化表层土壤重金属的方法，以解决上述沙漠化土地修复过程中所存在的问题，且操纵简单，修复效率高，修复效果好。
[0007]本专利技术的目的是这样实现的，本专利技术提供了一种微生物修复沙漠化土地并固化表层土壤重金属的方法，步骤如下：
[0008]步骤1，菌种活化与培养
[0009]步骤1.1，培养器皿灭菌
[0010]将锥形瓶、烧杯、接种环均放入高温蒸汽灭菌锅中，在121℃～123℃下灭菌20min～30min，再放置在超净工作台上进行紫外灭菌并通风，温度降至室温时待用；
[0011]步骤1.2，菌种活化
[0012]所述菌种为巴氏芽孢杆菌的菌种，其初始状态为装在菌种管中的冻干菌粉；
[0013]将冻干菌粉甩至菌种管底部，尖头一侧用酒精消毒后敲开，取0.2ml
‑
0.3ml溶解液加入菌种管中，轻轻弹至溶解液与菌粉混合均匀得到菌粉溶剂；然后用接种环取一接种环的菌粉溶剂，在琼脂培养基上划线接种，即在琼脂培养基上长出巴氏芽孢杆菌的菌落，完成菌种活化；
[0014]步骤1.3，培养液的配置
[0015]采用美国菌种保藏中心推荐配方ATCC 1376NH4‑
YE配制初始培养液，然后将初始培养液在121℃～123℃下灭菌20min～30min，再放置在超净工作台上进行紫外灭菌并通风，并在温度降至室温时待用；
[0016]将完成上述处理且降至室温的初始培养液记为培养液；
[0017]步骤1.4，菌种培养
[0018]菌种活化完成后，用接种环将琼脂培养基中生长的菌落接种在培养液中，然后将含有接种菌落的培养液放入培养箱中进行培养，得到初始菌液；
[0019]在培养过程中，培养箱温度设定为28℃～32℃，振荡频率设定为180rpm～220rpm，培养时间为24h～48h；
[0020]步骤2，微生物菌剂和胶结液的制备
[0021]先在锥形瓶中加入培养液，再用无菌移液器将初始菌液加入到培养液内得到菌液，初始菌液与培养液的容量比为1∶100，然后将菌液放入培养箱内进行培养，培养箱温度设定为28℃～32℃，振荡频率设定为100rpm～250rpm，培养时间为48h～72h；
[0022]培养完成后，测量菌液在600nm波长处的吸光值，即OD
600
值，在OD
600
＝0.8～1.2时取出待用；
[0023]将完成上述处理的菌液记为微生物菌剂；
[0024]取摩尔比为1∶1的无水氯化钙与尿素溶液置于烧杯中，加入去离子水进行搅拌，溶解后构成胶结液，胶结液中无水氯化钙与尿素的质量浓度分别为1％；
[0025]步骤3，沙漠化土地重金属污染物的检测
[0026]在待修复沙漠化土地中取表层土样，密封保存至实验室，检测重金属污染物浓度，当土样的重金属污染物浓度超出国家标准时，认定该待修复沙漠化土地为重金属污染场地；
[0027]所述国家标准为：
[0028](1)《GB15618
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2018土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》；
[0029](2)《GB36600
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2018土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》；
[0030]步骤4，沙漠化土地的微生物菌剂修复
[0031]步骤4.1，喷洒微生物菌剂和胶结液
[0032]按照10m3/亩～15m3/亩的用量将微生物菌剂均匀的喷洒在待修复沙漠化土地的土体表面；间隔0.2h～0.3h后，将相同体积的胶结液喷洒在微生物菌剂喷洒过的区域；
[0033]步骤4.2检测修复效果
[0034]令设计固化层厚度为Y，分为以下两种情况进行检测：
[0035]第一种，若待修复沙漠化土地未被认定为非重金属污染场地
[0036]步骤4.1的喷洒完成后，间隔24h，检测喷洒区域土体上形成的固化层厚度H，
[0037]若H≥Y，则修复完成，进入步骤5；
[0038]若H＜Y，则返回步骤4.1；
[0039]第二种，若待修复沙漠化土地为认定的重金属污染场地
[0040]步骤4.1的喷洒完成后，间隔24h，检测喷洒区域土体上形成的固化层厚度H，同时，从固化层中取表层土样进行重金属污染物浓度检测，
[0041]若H≥Y，且表层土样的重金属污染物浓度满足步骤3所述国家标准，则修复完成，进入步骤5；
[0042]否则，返回步骤4.1；
[0043]步骤5，在完成微生物菌剂修复的土地上种植本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微生物修复沙漠化土地并固化表层土壤重金属的方法，其特征在于，步骤如下：步骤1，菌种活化与培养步骤1.1，培养器皿灭菌将锥形瓶、烧杯、接种环均放入高温蒸汽灭菌锅中，在121℃～123℃下灭菌20min～30min，再放置在超净工作台上进行紫外灭菌并通风，温度降至室温时待用；步骤1.2，菌种活化所述菌种为巴氏芽孢杆菌的菌种，其初始状态为装在菌种管中的冻干菌粉；将冻干菌粉甩至菌种管底部，尖头一侧用酒精消毒后敲开，取0.2ml
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0.3ml溶解液加入菌种管中，轻轻弹至溶解液与菌粉混合均匀得到菌粉溶剂；然后用接种环取一接种环的菌粉溶剂，在琼脂培养基上划线接种，即在琼脂培养基上长出巴氏芽孢杆菌的菌落，完成菌种活化；步骤1.3，培养液的配置采用美国菌种保藏中心推荐配方ATCC 1376 NH4‑
YE配制初始培养液，然后将初始培养液在121℃～123℃下灭菌20min～30min，再放置在超净工作台上进行紫外灭菌并通风，并在温度降至室温时待用；将完成上述处理且降至室温的初始培养液记为培养液；步骤1.4，菌种培养菌种活化完成后，用接种环将琼脂培养基中生长的菌落接种在培养液中，然后将含有接种菌落的培养液放入培养箱中进行培养，得到初始菌液；在培养过程中，培养箱温度设定为28℃～32℃，振荡频率设定为180rpm～220rpm，培养时间为24h～48h；步骤2，微生物菌剂和胶结液的制备先在锥形瓶中加入培养液，再用无菌移液器将初始菌液加入到培养液内得到菌液，初始菌液与培养液的容量比为1∶100，然后将菌液放入培养箱内进行培养，培养箱温度设定为28℃～32℃，振荡频率设定为100rpm～250rpm，培养时间为48h～72h；培养完成后，测量菌液在600nm波长处的吸光值，即OD
600
值，在OD
600
＝0.8～1.2时取出待用；将完成上述处理的菌液记为微生物菌剂；取摩尔比为1∶1的无水氯化钙与尿素溶液置于烧杯中，加入去离子水进行搅拌，溶解后构成胶结液，胶结液中无水氯化钙与尿素的质量浓度分别为1％；步骤3，沙漠化土地重金属污染物的检测在待修复沙漠化土地中取表层土样，密封保存至实验室，检测重金属污染物浓度，当土样的重金属污染物浓度超出国家标准时，认定该待修复沙漠化土地为重金属污染场地；所述国家标准为：(1)《GB15618
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2018土壤...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志龙，康博，周阳，查甫生，刘贵强，孙献国，吴斌，许龙，
申请(专利权)人：安徽省城建基础工程有限公司安徽省荟资建设工程有限公司，
类型：发明
国别省市：