目前,土壤重金屬污染治理途徑主要有兩種,一是改變重金屬在土壤中的存在狀態(tài),使其由活化態(tài)轉(zhuǎn)為穩(wěn)定態(tài) ;二是從土壤中除去重金屬。方法主要有工程物理化學(xué)法,包括 :客土法、沖洗絡(luò)合法、電動化學(xué)法、熱處理法等,不適合污染面積較大的土壤 ;生物修復(fù)法包括 :植物修復(fù)、微生物修復(fù)和動物修復(fù)等,植物和低等動物修復(fù)法對土壤修復(fù)的效果不太顯著 ;微生物修復(fù)利用土壤中的某些微生物對重金屬具有吸收、沉淀、氧化和還原等作用,從而降低土壤中重金屬的毒性。該技術(shù)可以使重金屬污染物從土壤中去除,對周圍環(huán)境影響較小,不會產(chǎn)生二次污染,具有的巨大土壤修復(fù)潛力。但現(xiàn)有的重金屬污染土壤的微生物修復(fù)技術(shù)存在一定的局限性,如微生物修復(fù)持續(xù)時間長、見效慢、一般形成絡(luò)合物降低重金屬的危害,并不能將重金屬從土壤中除去。
趨磁細(xì)菌屬于革蘭氏陰性菌,是專性微好氧、兼性或?qū)P詤捬跫?xì)菌,具有負(fù)趨氧特性,細(xì)胞內(nèi)有沿菌體長軸排列、由膜包被的磁小體顆粒鏈,在地磁場的作用下可以定向運(yùn)動,而且對重金屬有較強(qiáng)的吸附能力。目前,國內(nèi)外已有關(guān)于趨磁細(xì)菌吸附水體中重金屬的研究,但是對于趨磁細(xì)菌修復(fù)重金屬污染的土壤尚未見報道。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是,針對現(xiàn)有技術(shù)的不足,
土壤修復(fù)公司鄭州德森環(huán)境提供一種操作簡單、成本低廉、修復(fù)效果好、不破壞土壤肥力、不存二次污染的微生物原位修復(fù)方法。
1、重金屬污染土壤的微生物修復(fù)技術(shù)方案:
一種重金屬污染土壤的微生物修復(fù)方法,包括以下步驟 :
a、步驟一,分離趨磁細(xì)菌 :
利用趨磁細(xì)菌收集器從水下污泥表面部分分離得到趨磁細(xì)菌 ;
b、步驟二,趨磁細(xì)菌的培養(yǎng) :
將步驟一中分離得到的趨磁細(xì)菌按照每毫升液體培養(yǎng)基中接種 7×107~1.5×108個細(xì)菌,在黑暗條件下進(jìn)行培養(yǎng),液體培養(yǎng)基的 pH 為 4~7,培養(yǎng)溫度為 20~30℃,培養(yǎng) 15~25d 后,獲得處于生長對數(shù)期的培養(yǎng)液,每毫升培養(yǎng)液中含有 1.5×108~3.5×108個趨磁細(xì)菌 ;
c、步驟三,趨磁細(xì)菌修復(fù)重金屬污染土壤 :
將步驟二中得到的培養(yǎng)液,加入到被重金屬污染的土壤中,添加比例 :每畝地重金屬污染的土壤中噴施 10~30L 培養(yǎng)液,翻耕表層土壤,使趨磁細(xì)菌與被重金屬污染的土壤充分混合,趨磁細(xì)菌在地磁場的作用下向土壤深處移動,吸附深層土壤中的重金屬 ;
d、步驟四,趨磁細(xì)菌的回收 :
15~20 天后,灌溉步驟三中土壤,使重金屬污染土壤保持淹水狀態(tài),在土壤上面放上磁鐵,使趨磁細(xì)菌由土壤深層回到土壤的表面;
e、步驟五,趨磁細(xì)菌與重金屬的分離 :
經(jīng)過 20~25 天之后收集步驟四中與磁鐵接觸的表面土壤,并用水淋洗,收集淋洗液,提取重金屬,淋洗后的土壤回填原處。
優(yōu)選的,所述步驟一中利用趨磁細(xì)菌收集器從水下污泥表面分離得到趨磁細(xì)菌的具體方法為 :
1)取已滅菌、干燥的培養(yǎng)皿,并在培養(yǎng)皿內(nèi)設(shè)置鐵絲網(wǎng),取水下表面 0.5~1cm 處的污泥放入培養(yǎng)皿中,蓋住鐵絲網(wǎng) ;
2)在已滅菌的趨磁細(xì)菌收集器內(nèi)裝滿無菌水,并在趨磁細(xì)菌收集器的開口端蓋上一層濾紙,將趨磁細(xì)菌收集器迅速倒扣在所述鐵絲網(wǎng)上 ;
3)在趨磁細(xì)菌收集器的底部放一磁鐵,N 極朝上,靜置 4~5h 后,用無菌注射器從取樣孔收集趨磁細(xì)菌。
優(yōu)選的,步驟一中的趨磁細(xì)菌收集器由塑料管 1 和隔板 3 構(gòu)成,塑料管 1 的一端開口,另一端的中心留有取樣孔 2,隔板 3 位于塑料管 1 的中間位置,隔板 3 的中間留有連通的孔。
優(yōu)選的,步驟四中的磁鐵 S 極與土壤接觸。
優(yōu)選的,步驟五中收集的重金屬土壤深度為 8 ~ 12cm。
優(yōu)選的,所述重金屬污染的土壤類型為黃壤或紅壤,pH 為 4~6。
優(yōu)選的,所述重金屬污染的土壤中含有 Pb、Ni、Cu 中的一種或一種以上重金屬元素。
優(yōu)選的,所述重金屬污染土壤中 Pb 元素的濃度為 500~3000 mg/kg-1,Ni 元素的濃度為 300~1000 mg/kg-1,Cu 元素的濃度為 400~2000 mg/kg-1。
步驟一中分離得到的趨磁細(xì)菌首先要進(jìn)行吸附率檢測,將趨磁細(xì)菌置于提前配制好的含有 Pb、Ni、Cu 中的任何一種重金屬的溶液中,其中 Pb、Ni、Cu 的濃度分別為 400、70、120 mg/kg-1,當(dāng)趨磁細(xì)菌的吸附率均達(dá)到 30%以上時,才可以將趨磁細(xì)菌用于土壤重金屬污染的治理。
2、重金屬污染土壤的微生物修復(fù)的有益效果 :
本發(fā)明提供一種重金屬污染土壤的微生物修復(fù)方法,選用的是趨磁細(xì)菌,趨磁細(xì)菌均屬于革蘭氏陰性菌,是專性微好氧、兼性或?qū)P詤捬跫?xì)菌,具有負(fù)趨氧特性,有鞭毛,細(xì)胞內(nèi)有沿菌體長軸排列、由膜包被的磁小體顆粒鏈,在磁場的作用下可以定向運(yùn)動。
由于地磁場的作用力很弱,在土壤表面放上磁鐵,并灌溉重金屬污染的土壤,降低土壤表面的含氧量,創(chuàng)造適合趨磁細(xì)菌生長的環(huán)境 ;既而,可以使趨磁細(xì)菌向土壤表面移動,而且趨磁細(xì)菌吸附重金屬的速度很快,在其移動的過程中可以有效吸附土壤中的重金屬,大大降低了土壤中重金屬的積累量。該方法屬于原位修復(fù),操作簡單、成本低廉、修復(fù)效果好、不破壞土壤肥力、不存在土壤的二次污染 ;并且趨磁細(xì)菌在吸附重金屬以后可以通過磁分離器進(jìn)行分離,有利于重金屬的回收利用。
3、重金屬污染土壤的微生物修復(fù)設(shè)備結(jié)構(gòu)圖附圖說明
圖 1 為趨磁細(xì)菌收集器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中 :1 塑料管、2 取樣孔、3 隔板。