一种利用生物质炭与硫酸盐还原菌联合修复镉污染土壤的方法技术

一种利用生物质炭与硫酸盐还原菌联合修复镉污染土壤的方法，通过将生物质炭与硫酸盐还原菌混合剂加入到镉污染土壤中，利用硫酸盐还原菌的生理

【技术实现步骤摘要】
一种利用生物质炭与硫酸盐还原菌联合修复镉污染土壤的方法


[0001]本专利技术涉及土壤修复
，具体涉及一种利用生物质炭与硫酸盐还原菌联合修复镉污染土壤的方法
。

技术介绍

[0002]重金属污染物难以生物
、
化学降解，会在农业土壤和水资源中不断积累，并可以通过食物链进入人体，对人类健康构成巨大威胁
。
土壤中的重金属可以通过表面径流
、
雨水淋溶
、
扬尘等过程进入水体和空气，引发更多环境污染，同时可以经过植物积累等过程进入农作物，危及人类健康
。
[0003]生物质炭是一种良好的土壤改良剂，生物质炭材料具有丰富的孔隙结构
、
较大的比表面积
、
丰富的官能团和矿物成分，为重金属的吸附提供了良好的条件，且生物质炭表面带负电荷，对带正电的重金属离子有静电引力，这些性质使得生物质炭在重金属污染土壤修复方面具有优势
。
但生物质炭对重金属离子的吸附并不稳定，在环境条件变化时重金属容易脱附并重新进入土壤中，影响修复效果
。
[0004]硫酸盐还原菌是一类能够将硫酸盐转化为硫化物的厌氧原核生物，硫酸盐还原菌在厌氧条件下可以利用硫酸盐作为电子受体氧化有机化合物，生成硫化氢和碳酸氢根，硫化氢与重金属离子生成难溶的金属硫化物，可以降低重金属活动性，减少重金属污染的环境风险
。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术中的不足，提供一种利用生物质炭与硫酸盐还原菌联合修复镉污染土壤的方法
。
[0006]本专利技术的技术解决方案如下：
[0007]一种利用生物质炭与硫酸盐还原菌联合修复镉污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0008]步骤1，分别制备硫酸盐还原菌
SRB
和生物质炭，所述硫酸盐还原菌
SRB
采用硫酸盐还原菌混合菌株，所述硫酸盐还原菌混合菌株是从天然环境采集培养，并通过含镉培养基驯化得到；
[0009]步骤2，进行生物质炭与硫酸盐还原菌的联合修复镉污染土壤实验，包括向镉污染土壤中加入生物质炭和硫酸盐还原菌培养液，于
30℃
条件下进行修复实验，待土壤中镉形态稳定时，修复过程结束；
[0010]步骤3，利用小麦幼苗生长试验和
BCR
连续提取法检验修复效果
。
[0011]所述步骤2中的形态分别为酸可提取态，可还原态，可氧化态，和残渣态；所述步骤3中的
BCR
连续提取法包括依次获取酸可提取态镉含量，可还原态镉含量，可氧化态镉含量，和残渣态镉含量
。
[0012]所述步骤3中的小麦幼苗生长试验包括：挑选没有残缺且颗粒饱满的小麦种子，对小麦种子进行消毒浸泡，随后进行催芽，催芽温度为
20
±
2℃
，时间为
18
～
36
小时；称取部分修复结束的风干土壤于干净花盆中，将催芽后的种子均匀种在花盆中；
14
天后，获得小麦幼苗
。
[0013]所述步骤1中包括从天然水体底泥中分离和驯化得到硫酸盐还原菌
SRB
，培养温度为
30℃。
[0014]所述步骤1中使用的培养基为
Postgate B
培养基，其组分配比如下：
KH2PO4＝
0.5g
，
NH4Cl
＝
1g
，
CaSO4＝
1g
，
MgSO4·
7H2O
＝
2g
，乳酸＝
3.5g
，酵母膏＝
1g
，抗坏血酸＝
0.1g
，巯基乙酸＝
0.1g
，
FeSO4·
7H2O
＝
0.5g
，超纯水＝
1L
，
pH
＝
7.0
～
7.5。
[0015]所述步骤1中含镉培养基为在
Postgate B
培养基中增加
CdSO4＝
1mg/L。
[0016]所述步骤1中生物质炭选取杏壳
、
乔木
、
污泥
、
鸡粪或秸秆为原材料在管式炉中以温度
300
～
700℃
隔氧烧制成的杏壳生物质炭
、
木质生物质炭
、
污泥生物质炭
、
鸡粪生物质炭或秸秆生物质炭，将烧制成的生物质炭粉碎，过
60
目筛后密封保存
。
[0017]所述步骤1中包括硫酸盐还原菌
SRB
的富集
、
驯化和培养：挑取
2g
天然水体底泥样品，放入
50mL
具塞玻璃管中，加入
9mL
的
0.75
％的生理盐水，得到十分之一的稀释液；摇匀后，吸取
2mL
的底泥稀释液加入到灭菌后的含有
300mL
培养基的锥形瓶中；用封口膜密封锥形瓶，将其放入
30℃
恒温培养箱中培养；2～3天后，会发现锥形瓶中的液体颜色变为黑色，摇晃后会发现黑色沉淀，表明培养基中有
SRB
存在，即已成功富集到
SRB。
[0018]所述步骤1中的生物质炭为污泥生物质炭和
/
或鸡粪生物质炭
。
[0019]本专利技术的技术效果如下：本专利技术是一种利用生物质炭与硫酸盐还原菌联合修复镉污染土壤的方法，通过将生物质炭与硫酸盐还原菌混合剂加入到镉污染土壤中，利用硫酸盐还原菌的生理
、
生化作用钝化土壤中的镉，并被生物质炭吸附，从而达到降低土壤重金属生物有效性并减少重金属环境风险的目的
。
[0020]本专利技术的优点在于：
[0021](1)
本专利技术提供的是一种利用微生物异化作用降低土壤中镉生物有效性的方法，可以原位进行，操作简单，成本低廉
。
[0022](2)
本专利技术提供的是一种利用生物质炭与硫酸盐还原菌联合修复镉污染土壤的方法，其中烧制生物质炭的原料来源广泛，易于获得
。
[0023](3)
本专利技术提供的是一种利用特定的硫酸盐还原菌混合菌剂修复镉污染土壤的方法，该菌剂来自于天然环境，对土壤不产生二次污染
。
[0024](4)
本专利技术提供的是一种利用生物质炭与硫酸盐还原菌联合修复镉污染土壤的方法，修复效果稳定
。
附图说明
[0025]图1是本专利技术中测量得到的生物质炭与硫酸盐还原菌处理组和空白组的小麦生长情况
。
图1中纵坐标是小麦生物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种利用生物质炭与硫酸盐还原菌联合修复镉污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，分别制备硫酸盐还原菌
SRB
和生物质炭，所述硫酸盐还原菌
SRB
采用硫酸盐还原菌混合菌株，所述硫酸盐还原菌混合菌株是将天然环境中采集得到的硫酸盐还原菌经驯化而成；步骤2，进行生物质炭与硫酸盐还原菌的联合修复镉污染土壤实验，以钝化土壤中的镉使其转化为稳定的形态，并被生物质炭吸附，从而降低镉的生物有效性和环境风险，达到对镉污染土壤的稳定修复
。
步骤3，使用小麦幼苗生长试验和
BCR
连续提取法检验修复效果
。2.
根据权利要求1所述的利用生物质炭与硫酸盐还原菌联合修复镉污染土壤的方法，其特征在于，所述步骤2中的镉转化为更稳定的形态在土壤中存在或被生物质炭吸附
。
镉的四种形态分别为酸可提取态，可还原态，可氧化态，和残渣态；所述步骤3中的
BCR
四步连续提取法包括依次获取酸可提取态镉含量，可还原态镉含量，可氧化态镉含量，和残渣态镉含量
。3.
根据权利要求1所述的利用生物质炭与硫酸盐还原菌联合修复镉污染土壤的方法，其特征在于，所述步骤1中包括从天然水体底泥中分离和驯化得到的硫酸盐还原菌
SRB。4.
根据权利要求1所述的利用生物质炭与硫酸盐还原菌联合修复镉污染土壤的方法，其特征在于，所述步骤1中包括硫酸盐还原菌
SRB
的富集
、
驯化和培养：挑取
2g
天然水体底泥样品，放入
50mL
具塞玻璃管中，加入
9mL
的
0.75
％的生理盐水，得到十分之一的稀释液；摇匀后，吸取
2mL
的底泥稀释液加入到灭菌后的含有
300mL
培养基的锥形瓶中；用封口膜密封锥形瓶，将其放入
30℃
恒温培养箱中培养；2～3天后，会发现锥形瓶中的液体颜色变为黑色，摇晃后会发现黑色沉淀，表明培养基中有
SRB
存在，即已成功富集到
SRB。5.
根据权利要求1所述的利用生物质炭与硫酸盐还原菌联合修复镉污染土壤的方法，其特征在于，所述步骤1中含镉培养基为在<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓敏，肖亚帅，范文宏，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：