一种修复土壤重金属污染的微生物钝化剂及其制备、用途制造技术

本发明专利技术公开了一种修复土壤重金属污染的微生物钝化剂及其制备、用途；包括菌种的发酵和吸附，该方法是将解磷巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌LVLE‑14发酵后的菌液按比例混合，在利用特制吸附载体吸附，吸附后混合粉碎，即可。其中吸附载体包含水解渣和生物炭，按质量比混合粉碎。本发明专利技术提供的修复土壤重金属污染的微生物钝化剂可以有效降低土壤中重金属有效态含量，并大大增加微生物种群的数量和植物产量；采用本发明专利技术的微生物钝化剂对土壤重金属污染修复的方法属于原位修复，操作简单，成本低廉，易于产业化实施；且修复效果佳，不破坏土壤肥力，能提高资源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种修复土壤重金属污染的微生物钝化剂及其制备、用途
本专利技术涉及土壤微生物技术修复领域，特别涉及一种修复土壤重金属污染的微生物钝化剂及其制备、用途。
技术介绍
由于工业“三废”、污水灌溉、污泥农用以及含重金属农业投入品的大量使用，土壤重金属污染日益严重，已成为我国主要环境问题之一。在镉(Cd)、砷(As)、铅(Pb)、汞(Hg)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)）等八大重金属元素中，Cd、As毒性较强，被国际癌症研究机构(InternationalAgencyforResearchonCancer，简称IARC)定为I类致癌物质。2014年环保护、国土资源部联合发布的“全国土壤污染状况调查公报”显示，我国镉、砷污染面积最大，全国点位超标率分别为7.0%和2.7%。农田镉、砷在土壤-作物系统中易于迁移，给食物链和人体健康构成严重的威胁。在主要农作物中，水稻、小麦等主要大田作物和蔬菜对镉、砷的吸收能力较强，稻米、小麦等粮食以及蔬菜已成为镉、砷暴露的主要来源，如何控制农田重金属污染、保障农产品安全，是当前面临的主要难题之一。土壤重金属污染修复主要途径有两种：一种是净化土壤，将污染物去除，即去污染；另一种是通过一些技术手段改变重金属元素在土壤中的化学形态和赋存状态，降低其在土壤中可移动性和生物有效性，即稳定化。根据这两种途径，目前用于土壤重金属污染治理的方法包括物理修复、化学修复和生物修复。物理修复、化学修复虽能达到一定的效果，但是能耗大、二次污染等问题也限制了其应用，尤其对于大面积有害的低浓度重金属污染，更是难以处理。重金属污染土壤的原位生物修复是利用各种天然生物过程而发展起来的一种现场处理土壤环境污染的技术，可利用生物削减土壤中重金属含量或降低重金属毒性。根据修复主体的不同，它主要分为微生物修复和植物修复植物。微生物修复是指利用土壤中的土著微生物，或人为引进的外源微生物对重金属通过吸收、吸附、沉淀、转化等作用，改变重金属的物理化学特性，影响其在土壤中的迁移和转化性质，从而降低土壤中重金属的含量和毒性，甚至将其降解或转化成无害物质，最终达到改善土壤生态结构，恢复土壤生态功能的目的。较传统的物理修复和化学修复，微生物修复有着无可比拟的优越性，其操作简单、处理费用低、效果好，对环境不会造成二次污染，可以就地进行处理等，具有很大的潜力和广阔的应用前景。土壤重金属微生物修复在现阶段表现出巨大优势，以功能微生物菌株为核心，开发的土壤重金属污染微生物钝化剂成为研究的重点和热点。微生物钝化剂制备关键在于菌株和吸附载体。目前能够高效吸附富集功能菌株并不多见，且适应相差，在不同质地污染土壤中活性低。发酵液吸附载体是影响钝化剂产品功效的关键因素，不仅影响活菌数量，还兼有钝化重金属的功能。当前吸附载体主要是草炭、蛭石和硅藻土等。草炭是一种短期不可再生性的天然矿产资源，长期开采会对生态环境造成极大破坏，并且成本较高；硅藻土、蛭石是一种天然、无机，无毒的矿物质，不含活菌所需的营养物质。因此蛭石作为载体的钝化剂产品，活菌数量将随存放时间逐渐减少。此外草炭、蛭石和硅藻土等吸附载体本身含水量较高，即使烘干后其含水量仍高达15-20%，而一般成品钝化剂的含水量为35%左右，因此菌液的吸附量在10-15%，若菌液中活菌数量为25-30亿个/克，则成品钝化剂活菌数量只有2.5-4.5亿个/克。因此钝化剂生产过程中，通过创新性吸附载体来提高钝化剂活菌数量尤为关键。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于土壤重金属污染的高效、廉价、环保型微生钝化剂。本专利技术要解决的另一个问题是提供该钝化剂的生产方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：第一方面，本专利技术涉及一种修复土壤重金属污染的微生物钝化剂，包括解磷巨大芽孢杆菌(Bacillusmegateriumvar.phosphaticum)和枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）进行发酵后生成的菌液、吸附载体，所述菌液与吸附载体的质量比是0.1-0.3：1-2，活菌数为2-10亿/克。第二方面，本专利技术还涉及前述的修复土壤重金属污染的微生物钝化剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：（1）菌种发酵：a:将解磷巨大芽孢杆菌进行发酵，得A菌液；b:将枯草芽孢杆菌进行发酵，得B菌液；所述枯草芽孢杆菌保藏在中国微生物菌种LVLE-14，保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCCNo.12639；c:将发酵后的A菌液与B菌液混合，得到菌液；（2）载体处理：a:将预处理的水解渣敲碎成粉末或小颗粒，再与粉状石灰混合、粉碎后进行反应至pH达到5.5-8.5，得到水解渣；b:将预处理生物碳和稀硝酸按1(Kg):10(L)混合，在搅拌器内搅拌8-12小时，过滤后用蒸馏水反复清洗滤渣至pH中性，烘干备用；c:将处理后水解渣和生物炭按质量比1-3：5-7混合，粉碎，制得吸附载体；（3）钝化剂的制备：在所述水解渣中按质量比0.1-0.3:1-2加入步骤（1）中所述的菌液，混合均匀，即得到修复土壤重金属污染的固体微生物钝化剂；（4）将上述固体微生物钝化剂，用链条粉碎机进行粉碎，使细度达到60-80目，即得成品微生物钝化剂。优选地，步骤（2）中，所述粉碎的次数为二次以上。优选地，步骤（2）中，所述水解渣与所述石灰的质量比为2-3：1，所述水解渣与石灰的反应时间为10-15小时。优选地，步骤（2）中，所述的修复土壤重金属污染的微生物钝化剂的生产方法，其特征在于，步骤（2）中，所述稀硝酸质量分数为10%。优选地，步骤（2）中，所述生物炭包括：秸秆类、壳类、木质类；所述秸秆类包括：玉米秸秆、小麦秸秆、稻杆、棉杆、芦苇一种或几种；所述壳类包括：花生壳、榛子壳、栗子壳一种或几种；所述木质类包括：木屑、竹炭、菇渣一种或几种。优选地，步骤（3）中，所述进行吸附后的钝化剂的水份控制在35%以内，所述成品修复土壤重金属污染的微生物钝化剂的活菌数量为2-10亿/克。优选地，步骤（1）中，所述菌液中有效活菌数总数达到35-60亿/ml菌液。第三方面，本专利技术还涉及前述的修复土壤重金属污染的微生物钝化剂的用途，所述修复重金属污染土壤具体为：将所述微生物钝化剂施于重金属污染土壤表层土中，浅耕使混匀，喷水使土壤湿润，平衡两周后种植农作物。优选地，所述修复土壤重金属污染的微生物钝化剂在施于时具体为：每亩中、轻度重金属污染土壤施用的该微生物钝化剂10-15kg，每克所述次修复土壤重金属污染的微生物钝化剂的含菌量为活菌数量为2-10亿。优选地，所述土壤重金属是镉、砷、铅、汞、铬、铜、锌、镍主要重金属中的一种或几种。经过大量的不同试验证明，利用特质优异吸附载体生产的修复土壤重金属污染的微生物钝化剂其技术指标可以达到以下指标，重金属含量没有超过农业部生物肥料行业标准无害化指标，见表1所示。表1：土壤微生物钝化剂的技术指标项目有效活菌数(×108个/克)杂菌率（%）pH水分（%）含量4-6≤105-729-35%上述的个/克是指每克固体中含有微生物的个数；%是指每百份质量的固体中加入和含有目标物的质量份数。第四方面，本专利技术还涉及前述的修复土壤重金属污染的微生物钝化剂施用方法，具体步骤如下：将微生物钝化剂，按照每亩10-15kg用量，均本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修复土壤重金属污染的微生物钝化剂，其特征在于，包括解磷巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌进行发酵后生成的菌液、吸附载体，所述菌液与吸附载体的质量比是0.1‑0.3：1‑2，活菌数为2‑10亿/克。

【技术特征摘要】
1.一种修复土壤重金属污染的微生物钝化剂，其特征在于，包括解磷巨大芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌进行发酵后生成的菌液、吸附载体，所述菌液与吸附载体的质量比是0.1-0.3：1-2，活菌数为2-10亿/克。2.一种如权利要求1所述的修复土壤重金属污染的微生物钝化剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）菌种发酵：a:将解磷巨大芽孢杆菌进行发酵，得A菌液；b:将枯草芽孢杆菌进行发酵，得B菌液；所述枯草芽孢杆菌保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为：CGMCCNo.12639；c:将发酵后的A菌液与B菌液混合，得到菌液；（2）载体处理：a:将预处理的水解渣敲碎成粉末或小颗粒，再与粉状石灰混合、粉碎后进行反应至pH达到5.5-8.5，得到水解渣；b:将预处理生物碳和稀硝酸按质量体积比1:10混合，在搅拌器内搅拌8-12小时，过滤后用蒸馏水反复清洗滤渣至pH中性，烘干备用；c:将处理后水解渣和生物炭按质量比1-3：5-7混合，粉碎，得吸附载体；（3）钝化剂的制备：在所述吸附载体中按质量比0.1-0.3:1-2加入步骤（1）中所述的菌液，混合均匀，即得到修复土壤重金属污染的固体微生物钝化剂；（4）将上述固体微生物钝化剂，用链条粉碎机进行粉碎，使细度达到60-80目，即得成品微生物钝化剂。3.根据权利要求2所述的修复土壤重金属污染的微生物钝化剂的生产方法，其特征在于，步骤（2）中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小蒙，陈露，闫龙翔，
申请(专利权)人：上海绿乐生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31