一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂制造技术

本发明专利技术公开了一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂，包括负载微生物的生物炭；所述负载微生物的生物炭中的微生物为东京芽孢杆菌、肺炎克雷伯氏菌和枯草芽孢杆菌。本发明专利技术将微生物负载于生物炭上，生物炭作为功能微生物载体修复重金属，可以同时发挥生物法和吸附法两者的优势，生物炭和微生物的结合不仅消除了营养缺乏和竞争对生物修复效率的影响，同时解决了多种重金属的复合污染问题。本发明专利技术的复合微生物改良剂环保、无污染，又能减轻重金属的毒性，同时不会对土壤造成二次污染。同时不会对土壤造成二次污染。同时不会对土壤造成二次污染。

【技术实现步骤摘要】
一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂


[0001]本专利技术属于微生物土壤修复
，具体涉及一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂。

技术介绍

[0002]土壤是我们人类赖以生存的基础，其质量优劣直接影响着人们日常生活的质量。近年来，随着工业经济的快速发展，土壤重金属污染问题日渐严峻。农田土壤的重金属污染直接造成粮食减产并带来巨大的经济损失，而且经水、大气、植物等介质或食物链的不断富集，最终危害人体健康，更为严重的是土壤重金属污染具有长期性、隐蔽性和不可逆性的特点。
[0003]目前，国内外针对土壤重金属污染的修复技术方法从原理上主要可分为三大类：物理、化学和生物修复；从修复方式上可分为原位和异位修复两种。常见的土壤重金属修复技术有客土深翻、土壤冲洗、电动提取、固化稳化、微生物和植物修复等。传统的修复技术常常虽存在二次污染，修复耗时长、经济成本高的缺点。而农田土壤重金属修复应充分考虑农业、经济和环境各方面的需求。原位稳定土壤重金属被认为是一种经济可行的策略，因为这种方法可以将土壤修复过程中农业生产影响降到最低。因此，开发有效、低成本和环境友好的重金属土壤改良剂对于原位修复重金属污染至关重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂。该复合微生物将微生物负载于生物炭上，生物炭作为功能微生物载体修复重金属，可以同时发挥生物法和吸附法两者的优势，生物炭和微生物的结合不仅消除了营养缺乏和竞争对生物修复效率的影响，同时解决了多种重金属的复合污染问题。该复合微生物改良剂环保、无污染，又能减轻重金属的毒性，同时不会对土壤造成二次污染。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂，其特征在于，包括负载微生物的生物炭；所述负载微生物的生物炭中的微生物为东京芽孢杆菌、肺炎克雷伯氏菌和枯草芽孢杆菌。
[0006]上述的一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂，其特征在于，还包括腐植酸、草木灰、壳聚糖、木质素和微量元素水溶肥料。
[0007]上述的一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂，其特征在于，各组分按重量份计包括：5～10份负载微生物的生物炭、0.5～1份腐植酸、1.5～2份草木灰、1～1.5份壳聚糖、1.5～2份木质素、0.5～1份微量元素水溶肥料。
[0008]上述的一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂，其特征在于，所述东京芽孢杆菌、肺炎克雷伯氏菌和枯草芽孢杆菌的质量比为(0.8～1.2):(0.8～1.2):(0.8～1.2)。
[0009]上述的一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂，其特征在于，所述负载微生物的生物炭的制备方法包括以下步骤：
[0010]步骤一、制备生物炭：将废弃生物垃圾干燥后碾碎处理，分别置于马弗炉中，N2环境下340℃～360℃处理1h～3h，然后过筛至0.2mm，最后进行紫外线杀菌，得到无菌生物炭；
[0011]步骤二、生物炭和菌液的混合：将东京芽孢杆菌菌液、肺炎克雷伯氏菌菌液和枯草芽孢杆菌菌液混合，然后加入步骤一中得到的无菌生物炭，得到生物炭和菌液的混合液；
[0012]步骤三、制备负载微生物的生物炭：将步骤二中所述生物炭和菌液的混合液在恒温振动培养箱中震动培养，干燥后得到负载微生物的生物炭；
[0013]或者将步骤二中所述生物炭和菌液的混合液在恒温振动培养箱中保持1h～3h，接着加入等体积的海藻酸钠溶液混合，得到混合胶体溶液；将所述混合胶体溶液加入无菌CaCl2溶液中，静置10h～15h，最后用生理盐水洗涤，得到负载微生物的生物炭。
[0014]上述的一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂，其特征在于，步骤一中所述废弃生物垃圾为玉米秸秆、甘蔗渣或酒糟渣。
[0015]上述的一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂，其特征在于，步骤二中无菌生物炭与混合菌液的质量体积比为(0.8～1):(8～10)，其中质量的单位为g，体积的单位为mL。
[0016]上述的一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂，其特征在于，步骤三中所述恒温振动培养箱的温度为30℃～35℃，震荡速度为120rpm～140rpm，所述震动培养的时间为24h～28h。
[0017]上述的一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂，其特征在于，步骤三中所述海藻酸钠溶液的浓度为18g/L～22g/L，无菌CaCl2溶液的浓度为35g/L～45g/L。
[0018]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0019]1、本专利技术将微生物负载于生物炭上，生物炭作为功能微生物载体修复重金属，可以同时发挥生物法和吸附法两者的优势，生物炭和微生物的结合不仅消除了营养缺乏和竞争对生物修复效率的影响，同时解决了多种重金属的复合污染问题。本专利技术的复合微生物改良剂环保、无污染，又能减轻重金属的毒性，同时不会对土壤造成二次污染。
[0020]2、本专利技术采用生物炭作为载体材料，不仅可以为微生物提供营养元素，而且由于本身的多孔结构而拥有较大的比表面积，可以为微生物的生长提供良好的栖息地。微生物经过大量繁殖后形成稳定的生物膜也有利于对土壤中重金属的吸附。
[0021]3、每年都有大量的废弃生物垃圾(如秸秆、果皮和动物粪便等)被焚烧，造成资源浪费。本专利技术采用废弃生物垃圾，优选玉米秸秆、甘蔗渣或酒糟渣为原料生产生物炭，不仅利用废弃资源，避免浪费，绿色环保，并且生产的生物炭能够降低土壤中重金属的流动性和生物有效性，从而最大限度地减少植物中重金属的生物累积，有助于环境介质中重金属的修复。
[0022]4、本专利技术优选将负载微生物的生物炭与腐植酸、草木灰、壳聚糖、木质素和微量元素水溶肥料复配，腐植酸、草木灰、壳聚糖、木质素皆为天然易获取的土壤改良剂材料，外加施用适量微量元素水溶肥料，补充植物生长所需的微量元素。将以上材料按比例复配后，能够提高土壤通透性、防止板结，起到调节土壤酸碱度、增强土壤肥力、抑制病虫害的作用，同时给负载在生物炭上的微生物创造了良好的生长环境，确保了土壤中重金属的高效去除。
[0023]下面结合附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0024]图1为本专利技术玉米秸秆、甘蔗渣、酒糟三种生物炭对土壤中的重金属Cr的吸附固定效果图。
[0025]图2为本专利技术玉米秸秆、甘蔗渣、酒糟三种生物炭对土壤中的重金属Ni的吸附固定效果图。
[0026]图3为本专利技术玉米秸秆、甘蔗渣、酒糟三种生物炭对土壤中的重金属Cu的吸附固定效果图。
[0027]图4为本专利技术玉米秸秆、甘蔗渣、酒糟三种生物炭对土壤中的重金属Pb的吸附固定效果图。
[0028]图5为本专利技术玉米秸秆、甘蔗渣、酒糟三种生物炭对土壤中的重金属Zn的吸附固定效果图。
[0029]图6为本专利技术玉米秸秆、甘蔗渣、酒糟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂，其特征在于，包括负载微生物的生物炭；所述负载微生物的生物炭中的微生物为东京芽孢杆菌、肺炎克雷伯氏菌和枯草芽孢杆菌。2.根据权利要求1所述的一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂，其特征在于，还包括腐植酸、草木灰、壳聚糖、木质素和微量元素水溶肥料。3.根据权利要求2所述的一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂，其特征在于，各组分按重量份计包括：5～10份负载微生物的生物炭、0.5～1份腐植酸、1.5～2份草木灰、1～1.5份壳聚糖、1.5～2份木质素、0.5～1份微量元素水溶肥料。4.根据权利要求1、2或3所述的一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂，其特征在于，所述东京芽孢杆菌、肺炎克雷伯氏菌和枯草芽孢杆菌的质量比为(0.8～1.2):(0.8～1.2):(0.8～1.2)。5.根据权利要求1、2或3所述的一种修复重金属污染农田土壤的复合微生物改良剂，其特征在于，所述负载微生物的生物炭的制备方法包括以下步骤：步骤一、制备生物炭：将废弃生物垃圾干燥后碾碎处理，分别置于马弗炉中，N2环境下340℃～360℃处理1h～3h，然后过筛至0.2mm，最后进行紫外线杀菌，得到无菌生物炭；步骤二、生物炭和菌液的混合：将东京芽孢杆菌菌液、肺炎克雷伯氏菌菌液和枯草芽孢杆菌菌液混合，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文媛，朱龙海，强军锋，宋沛，李靖，
申请(专利权)人：中化学朗正环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：