【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境岩土工程，具体涉及一种酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法及修复装置。
技术介绍
1、土壤重金属污染是指包括采矿、冶炼、化工、制革、电镀、电子等工业生产以及污灌、农药、化肥等农业生产作业过程中，重金属进入土壤致使土壤中重金属含量显著高于原有含量，所造成生态环境质量恶化现象。重金属在土壤中的滞留时间长，且不能被环境降解，严重威胁人类和动物的健康。
2、目前，对于重金属修复常采用微生物诱导碳酸盐沉淀和酶诱导碳酸盐沉淀，两者本质上都是利用碳酸根离子结合重金属离子，从而固化重金属。比如专利申请文件cn116274328a公开一种纳米材料强化刀豆脲酶诱导碳酸盐矿化重金属，但是矿化后的产物碳酸盐在酸性条件下会分解，不利于长期的稳定性。比如专利申请文件cn111036671a公开一种碳酸盐矿化菌矿化结晶固化重金属，但是微生物的培养条件较为严格，且修复效率低且不稳定。
3、酶诱导矿化修复含重金属土壤的潜力非常可观，与需要严格条件的微生物相比，酶对环境的适应性较强，且酶的尺寸是纳米级，比微生物更容易渗透进入深层土层。
技术实现思路
1、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，提供一种酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法及修复装置。本专利技术的方法通过先向土柱中注入甘油磷酸钠溶液，随后注入植酸酶溶液，使得甘油磷酸钠能够充分深入到土柱的不同深度，甘油磷酸钠所携带的官能团与重金属充分络合，以降低重金属对酶的毒性，提高后续经由植酸酶促磷酸盐沉淀修复各层铜
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，包括：
3、步骤一、将甘油磷酸钠颗粒溶解于去离子水中，得到甘油磷酸钠溶液；
4、步骤二、将所述甘油磷酸钠溶液和植酸酶溶液先后泵入含重金属污染黄土中，注入植酸酶溶液完毕后静置≥48h，完成重金属修复。
5、上述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，步骤一中，甘油磷酸钠溶液的浓度为50～80mmol/l。
6、上述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，步骤二中，甘油磷酸钠溶液和植酸酶溶液的泵入速度均为5～10ml/min；步骤二中，先后泵入甘油磷酸钠溶液和植酸酶溶液的时间间隔为2h。
7、上述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，步骤二中，所述黄土质量为植酸酶质量的4100～5000倍，所述植酸酶的质量与甘油磷酸钠的物质的量之比为1：(5～50)，所述植酸酶的质量单位为g，甘油磷酸钠的物质的量的单位为mmol。
8、上述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，步骤二中，所述植酸酶溶液的配制方法包括：将含植酸酶的固体饲料添加剂溶于蒸馏水中，除杂，得到植酸酶溶液。
9、上述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，所述除杂包括：将含有植酸酶的固体饲料添加剂的水溶液磁力搅拌10～15min，分离得到上清液，将所述上清液室温静置15min，然后离心除杂，所得上清即为植酸酶溶液；所述离心速度为4000～5000r/min，离心时间为15min；所述含植酸酶的固体饲料添加剂中，植酸酶的质量百分含量为20％，植酸酶的活力≥10000u/g。
10、上述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，步骤二中，所述含重金属污染黄土的配制方法包括：
11、步骤201、将硝酸铜溶液分层均匀喷洒至黄土中，充分搅拌后用保鲜膜密封好，防止水分散失，静置12～24h，得到浓度为500～4000mg/kg的铜污染土；
12、步骤202、将所述铜污染土装入模具中，分三层压实，得到含重金属污染黄土。
13、上述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，步骤201中，所述黄土为细粒土，细粒颗粒含量≥85％；
14、此外，本专利技术还提供一种酶促磷酸盐修复重金属污染黄土用装置，其特征在于，包括：可供承装含重金属污染黄土的有机玻璃模具、蠕动泵和可供承装甘油磷酸钠溶液或植酸酶溶液的承装容器；
15、所述有机玻璃模具与承装容器通过输送管道连通，所述蠕动泵设置于输送管道上；
16、所述有机玻璃模具顶部开设有可供与承装容器连通的进口，所述有机玻璃模具底部开设有底部开口，所述有机玻璃模具侧面上开设有第一开口和第二开口。
17、上述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土用装置，其特征在于，所述承装容器可以为一个，也可以为两个，两个所述承装容器分别承装甘油磷酸钠溶液和植酸酶溶液。
18、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
19、1、本专利技术酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，通过先向土柱中注入甘油磷酸钠溶液，随后注入植酸酶溶液，使得甘油磷酸钠能够充分深入到土柱的不同深度，甘油磷酸钠所携带的官能团与重金属充分络合，以降低重金属对酶的毒性，提高后续经由植酸酶促磷酸盐沉淀修复各层铜污染黄土的修复均匀性和效率。
20、2、本专利技术酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，可有效实现铜污染黄土中铜离子向铁锰氧化物结合态铜转化，相较于传统的基于碳酸盐结合态铜的修复技术，具有修复效率更高、矿化稳定性更强的特点。
21、3、本专利技术酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，包括通过植酸酶催化甘油磷酸钠水解产生与重金属离子结合的磷酸根，无氨氮产出，可有效避免对环境的二次污染。
22、4、优选的，本专利技术酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法中，先后注入甘油磷酸钠溶液和植酸酶溶液的时间间隔为2h，注入甘油磷酸钠溶液和植酸酶溶液的速率均为5～10ml/min，可有效实现甘油磷酸钠溶液和植酸酶溶液渗入至深层土样层中，与土层良好接触，保证进入土样的植酸酶及时发挥活性，避免甘油磷酸钠在浅层土层聚集。
23、5、本专利技术酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，操作简单，经济性高，可充分利用酶的强环境适应性，减少土样微环境对修复效果的影响，具有广泛的推广应用价值。
24、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。
25、说明书附图
26、图1为实施例1和对比例1～3的方法修复后黄土的各态铜含量示意图。
27、图2为在重金属浓度为500mg/kg时，实施例1和对比例1的各层土样可交换态含量示意图。
28、图3为在重金属浓度为2000mg/kg时，实施例1和对比例2的各层土样可交换态含量示意图。
29、图4为在重金属浓度为4000mg/kg时，实施例1和对比例3的各层土样可交换态含量示意图。
30、图5为在重金属浓度为500mg/kg时，实施例1的各层土样铁锰氧化态量的示意图。
31、图6为在重金属浓度为2000mg/kg时，实施例1的各层土样铁锰氧化态量的示意图。
32、图7为在重金属浓度为4000mg/kg本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，步骤一中，甘油磷酸钠溶液的浓度为50～80mmol/L。
3.根据权利要求1所述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，步骤二中，甘油磷酸钠溶液和植酸酶溶液的泵入速度均为5～10mL/min；步骤二中，先后泵入甘油磷酸钠溶液和植酸酶溶液的时间间隔为2h。
4.根据权利要求1所述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，步骤二中，所述黄土质量为植酸酶质量的4100～5000倍，所述植酸酶的质量与甘油磷酸钠的物质的量之比为1：(5～50)，所述植酸酶的质量单位为g，甘油磷酸钠的物质的量的单位为mmol。
5.根据权利要求1所述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，步骤二中，所述植酸酶溶液的配制方法包括：将含植酸酶的固体饲料添加剂溶于蒸馏水中，除杂，得到植酸酶溶液。
6.根据权利要求5所述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，所述除杂包括：将含有植酸酶
7.根据权利要求1所述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，步骤二中，所述含重金属污染黄土的配制方法包括：
8.根据权利要求7所述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，步骤201中，所述黄土为细粒土，细粒颗粒含量≥85％。
9.一种酶促磷酸盐修复重金属污染黄土用装置，其特征在于，包括：可供承装含重金属污染黄土的有机玻璃模具(1)、蠕动泵(2)和可供承装甘油磷酸钠溶液或植酸酶溶液的承装容器(3)；
10.根据权利要求8所述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土用装置，其特征在于，所述承装容器(3)可以为一个，也可以为两个，两个所述承装容器(3)分别承装甘油磷酸钠溶液和植酸酶溶液。
...【技术特征摘要】
1.一种酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，步骤一中，甘油磷酸钠溶液的浓度为50～80mmol/l。
3.根据权利要求1所述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，步骤二中，甘油磷酸钠溶液和植酸酶溶液的泵入速度均为5～10ml/min；步骤二中，先后泵入甘油磷酸钠溶液和植酸酶溶液的时间间隔为2h。
4.根据权利要求1所述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，步骤二中，所述黄土质量为植酸酶质量的4100～5000倍，所述植酸酶的质量与甘油磷酸钠的物质的量之比为1：(5～50)，所述植酸酶的质量单位为g，甘油磷酸钠的物质的量的单位为mmol。
5.根据权利要求1所述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，步骤二中，所述植酸酶溶液的配制方法包括：将含植酸酶的固体饲料添加剂溶于蒸馏水中，除杂，得到植酸酶溶液。
6.根据权利要求5所述的酶促磷酸盐修复重金属污染黄土的方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑文杰，周江汉，王琳，胡文乐，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：
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