【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环保，具体涉及一种可同时降解土壤中微塑料及镉的方法。
技术介绍
1、由于塑料制品的广泛使用使得大量塑料在环境中积累，并通过物理、化学和其他外力分解逐渐转变为微塑料。微塑料作为一种新兴的污染物，已成为一个全球的环境问题；微塑料通常指的是粒径小于5mm的塑料微粒，具有疏水性、持久性和难降解性，很难从土壤中回收获取。微塑料具有可迁移性，可随水流动，在土壤中富集，也可被动植物摄取，严重威胁生态环境和人类健康。同时，污染物并不总是以单一形式存在，土壤环境中总是存在于多种污染物，这可能会促进或抑制毒性效应。
2、重金属污染是土壤中人们关注的主要问题，尤其是镉(cd)；cd是农业土壤中最受关注的重金属元素之一。在微塑料与镉之间的相互作用可能会改变微生物的环境行为、生物利用度和毒性，从而对土壤生态系统造成潜在的风险；由于微塑料具有较大的特殊表面积，因此可作为金属的吸附剂，研究还发现，土壤中的微塑料可以作为一种介质，增加金属对土壤生物群的暴露，从而增加污染物的流动性和可用性，微塑料在土壤中形成的团聚体和膜结构可能会增加土壤颗粒之间的接触面积，并提供了一种在微观尺度上影响镉吸附和释放的环境；因此，应该考虑微塑料和金属的综合效应；来进行综合防治、降解；目前对塑料垃圾的处理大多采用填埋、焚烧、再加工等，但处理成本高，且会对环境产生二次污染。相比之下，微生物降解处理技术安全且对环境友好，其关键核心在于微生物的选择以及如何利用微生物进行降解。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利
2、本专利技术的技术方案是：一种可同时降解土壤中微塑料及镉的方法，包括以下步骤：
3、s1、制备菌群：
4、取经过微塑料及镉污染的土壤，对土壤进行稀释，然后将稀释后的土壤和液体lb培养基按照体积比1：3混合，培养土壤中的微生物，得到菌液，按照10～15％(w/w)的接种量，将菌液转接于功能培养基中培养，转接培养2～4次，得到菌悬液；
5、s2、制备微生物剂：
6、按以重量百分比计，向步骤s1得到的菌悬液中加入丛毛单胞菌20～25％，高温双岐菌10～15％，地衣芽孢杆菌6～12％；得到混合菌剂，将混合菌剂接种在功能培养基中，35℃下培养7～10天，得到复合微生物剂；
7、s3、固化微生物：
8、按照质量比1：13～15，取生物炭与步骤s1得到的菌悬液进行混合吸附，然后进行冷冻干燥，得到固化菌体；复合微生物剂与活性固体按照质量比为5～7：1～1.5的比例混合吸附，然后进行冷冻干燥，得到固化微生物；
9、s4、微生物降解：
10、首先按照3～7％wt的添加量将固化菌体添加至微塑料及镉污染的土壤中然后翻转土壤，然后以喷洒的方式加入水，至土壤湿度为85～90％，降解1～2天后，按照5～8％的添加量，将固化微生物添加至土壤中并翻转土壤，对土壤进行降解。
11、说明：通过上述步骤的设定，能够利用土壤中原有的微生物菌群结合功能菌体的加入、生物炭以及固体的负载作用，能有效将菌群附着在固体表面，使土壤中的功能性微生物增加，优化土壤的内部结构，促进微生物对微塑料以及镉的同时降解，通过多种菌剂以及原始提取，能够在可降解微塑料的同时，增加微生物的适用性，提高降解效果，通过固化菌剂与固化微生物的交叉使用，能够增强微生物的处理效果，固化菌剂的添加能够降低土壤中微塑料的吸附作用，从而减少镉与微塑料的相互作用，避免二者协同作用使其对土壤的毒性与污染扩大化，固化微生物的添加，可以同步地对土壤中的微塑料与镉进行降解。
12、进一步地，步骤s1中，以质量比1：2将土壤稀释在水中，步骤s1以及s2中，所述功能培养基按照以下原料比例混合得到：玉米糖5.0g、(nh4)no31g、na2hpo41g、kcl0.5g、cacl20.3g、feso40.2g、mgso40.1g、znso40.1g、复合维生素0.08g、na2seo30.03g、h3bo30.02g以及水1l。
13、说明：通过上述操作与设定，更加适用于微生物的培养过程，通过功能培养基的设置，能够对土壤微生物中适用于降解镉与微塑料的菌群进行筛选，并为适合生存的微生物提供营养。
14、进一步地，步骤s3中，所述混合吸附采用超声波辅助反应器，在25～35khz下处理10～15min。
15、说明：通过上述混合吸附的设定，能够使得菌剂更好的附着在生物炭、活性固体表面，通过适当的压力和搅拌来增强吸附过程；可以提高吸附速率和质量传递效率。
16、进一步地，步骤s3中，所述冷冻干燥为：将待冷冻干燥的混合物放入冻干机中，以1～1.5℃/min的冷冻速度进行降温，至-40～-30℃后，持续冷冻干燥30～35h。
17、说明：通过上述冷冻干燥，能够使菌剂从冰冻状态转变为无水状态，处于冷冻状态下去除水分，能够防止微生物生长和化学反应的发生，且通过参数的设定，能够适用于本实验，参数过高过低对菌剂的存放均有所影响。
18、进一步地，步骤s1得到的菌悬液、丛毛单胞菌、高温双岐菌、地衣芽孢杆菌中，每种所述活菌数均大于5*108cfu/ml。
19、说明：通过菌悬液的浓度设定消除因细菌数量差异过大而引起的变异以及细菌的生长，通过设定最低界限，能够确保菌剂的生长速率。
20、进一步地，步骤s3中，所述活性固体采用二氧化硅凝胶粉、生物炭、硅酸盐按照质量份数15～17：13～15：3混合配制得到。
21、说明：通过上述原料，能够使得得到的活性固体具有低污染、促降解、改善土壤结构的效果，二氧化硅凝胶粉为轻质的多孔结构，抗压强度高，且密度低，防水阻燃，绿色环保，防酸碱，耐腐蚀，不易老化，使用寿命长，其与生物炭均为多孔环保固体，二者混合能够改善土壤环境与结构，硅酸盐能够促进土壤结构稳定性；增加土壤的肥力和作物生长，增强植物抗逆性：硅酸盐可以提高植物的抗逆性，同时硅酸盐结合菌剂能够有效的钝化土壤中的镉，降低土壤毒性。
22、进一步地，所述活性固体的制备方法为：
23、s3-1、二氧化硅凝胶粉的制备：
24、将质量分数为65～70％硅酸盐的甲醇溶液中加入盐酸，直至ph值达到3～5后，搅拌15～30min，再依次向其中加入占硅酸盐质量比3～6％的乙酰胺、1～1.3％的氯化锌，静置30～65min形成二氧化硅水凝胶；将二氧化硅水凝胶进行陈化处理、去离子水洗涤，进行干燥后得到纳米级的二氧化硅气凝胶粉；
25、s3-2、混合配制：
26、将生物炭与硅酸盐混合得到混合料，然后将步骤s3-1得到的二氧化硅气凝胶粉与硅烷偶联剂以质量比3：1～2的比例混合，然后喷涂至混合料表面，然后将其进行活化处理，得到活性固体。
27、说明：通过上述方法制备得到的活性固体，表面性能更好，提高对微生物的附着效果的同时，能够对土壤的结构、稳定性等方面均本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可同时降解土壤中微塑料及镉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种可同时降解土壤中微塑料及镉的方法，其特征在于，步骤S1中，以质量比1：2将土壤稀释在水中，步骤S1以及S2中，所述功能培养基按照以下原料比例混合得到：玉米糖5.0g、(NH4)NO31g、Na2HPO41g、KCl0.5g、CaCl20.3g、FeSO40.2g、MgSO40.1g、ZnSO40.1g、复合维生素0.08g、Na2SeO30.03g、H3BO30.02g以及水1L。
3.如权利要求1所述的一种可同时降解土壤中微塑料及镉的方法，其特征在于，步骤S3中，所述混合吸附采用超声波辅助反应器，在25～35kHz下处理10～15min。
4.如权利要求1所述的一种可同时降解土壤中微塑料及镉的方法，其特征在于，步骤S3中，所述冷冻干燥为：将待冷冻干燥的混合物放入冻干机中，以1～1.5℃/min的冷冻速度进行降温，至-40～-30℃后，持续冷冻干燥30～35h。
5.如权利要求1所述的一种可同时降解土壤中微塑料及镉的方法，其特征在于，步骤
6.如权利要求5所述的一种可同时降解土壤中微塑料及镉的方法，其特征在于，所述活性固体的制备方法为：
7.如权利要求6所述的一种可同时降解土壤中微塑料及镉的方法，其特征在于，步骤S3-1中，所述陈化处理为，在50～80℃下恒温静置5～8min，然后在室温、紫外线下光照3～5min，照射强度为55W/cm2；交替进行恒温静置、室温光照，陈化时间5h后处理完成。
8.如权利要求7所述的一种可同时降解土壤中微塑料及镉的方法，其特征在于，在所述陈化处理中，照射强度每次较上一次增加1～2W/cm2，直至完成处理。
9.如权利要求6所述的一种可同时降解土壤中微塑料及镉的方法，其特征在于，步骤S3-2中，所述活化处理条件为，将待活化的固体放置到加热炉中，在270～300℃下，按体积比二氧化碳：水：乙酸：空气为5：5：0.1：25的比例，向加热炉内充满混合气体，进行活化2～3h，然后取出。
...【技术特征摘要】
1.一种可同时降解土壤中微塑料及镉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的一种可同时降解土壤中微塑料及镉的方法，其特征在于，步骤s1中，以质量比1：2将土壤稀释在水中，步骤s1以及s2中，所述功能培养基按照以下原料比例混合得到：玉米糖5.0g、(nh4)no31g、na2hpo41g、kcl0.5g、cacl20.3g、feso40.2g、mgso40.1g、znso40.1g、复合维生素0.08g、na2seo30.03g、h3bo30.02g以及水1l。
3.如权利要求1所述的一种可同时降解土壤中微塑料及镉的方法，其特征在于，步骤s3中，所述混合吸附采用超声波辅助反应器，在25～35khz下处理10～15min。
4.如权利要求1所述的一种可同时降解土壤中微塑料及镉的方法，其特征在于，步骤s3中，所述冷冻干燥为：将待冷冻干燥的混合物放入冻干机中，以1～1.5℃/min的冷冻速度进行降温，至-40～-30℃后，持续冷冻干燥30～35h。
5.如权利要求1所述的一种可同时降解土壤中微塑料...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴京，刘国强，王荐，张佳玲，刘勇华，高媛赟，
申请(专利权)人：生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。