一种吸附去除土壤中重金属元素的复合微生物菌剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种吸附去除土壤中重金属元素的复合微生物菌剂及其制备方法，属于功能微生物技术领域。本发明专利技术将生物碳和硅藻土复配改性，制备得到生物吸附载体，其可有效的吸附降解土壤中的镉等重金属元素。生物质炭和硅藻土按照1.5:1混合酸解后，乙二胺四乙酸钠、壳聚糖作为促进剂可以辅助吸附载体固定和络合重金属元素。同时配合枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、绿色木霉菌、硝化细菌、圆褐固氮菌、贝莱斯芽孢杆菌，菌剂吸附于吸附剂的空隙中，一方面起到了保护微生物菌剂的作用，另一方面也使微生物菌剂在土壤中充分发挥功效，改善土壤微生态，调节土壤结构。本发明专利技术的制造方法简单易行，运行成本低，具有广阔的市场应用前景。具有广阔的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种吸附去除土壤中重金属元素的复合微生物菌剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于功能微生物
，具体涉及一种吸附去除土壤中重金属元素的复合微生物菌剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]土壤是生态系统的重要组成部分，其理化性状会影响植物的生长。生长在土壤重金属污染区域的植物会在繁殖代谢过程中积累重金属，并产生毒害效应，进而通过食物链循环危害动物、人类的生命健康。重金属污染源呈现多元化特征，如工业生产、污水浇灌、矿产开发、农药化肥的过量使用、大气沉降等。导致我国农田土壤重金属污染的种类主要有镉、铅、汞、铬、铜、锌及类金属砷等生物毒性显著的元素。针对重金属污染土壤的修复，主要包括物理修复，化学修复，生物修复，农艺调控等技术措施。生物修复因其安全、环保、低耗的优势，在实际重金属污染治理中，以生物修复技术为中心的多种联合修复将会是主要研究方向。因此，微生物菌剂资源的开发尤为重要。
[0003]中国专利CN 104525102A公开了一种伊利石吸附剂改性方法，通过将伊利石原矿粉与硫酸锌按比例混合，置于马弗炉内烘焙，研磨后用稀盐酸洗去硫酸根离子，得到制剂产品用于去除废水中重金属离子。但对于土壤中重金属元素的祛除效果，并没有有效的启示。中国专利CN 103894404A公开了一种丙烯酸改性壳聚糖修复剂，将重金属污染土置于修复剂水溶液中进行搅拌洗脱，或将修复剂水溶液中施于待耕水田，通过犁田耙田将重金属转移到洗脱液中，实现重金属(Pb，Cr，Cu)污染土壤的修复。该专利应用于染污土壤的方法适用于小范围的土壤修复，对于大面积污染农田操作成本相对较高，且高分子有机化合物的应用，对于土壤环境也有一定程度的损害。
[0004]上述应用于土壤重金属污染的处理剂，其均存在功能单一，制备工艺复杂，成本高且去除不彻底的问题，导致市场化应用受到极大的限制。

技术实现思路

[0005]本专利技术指在针对目前土壤重金属污染治理中出现的缺陷，提供一种既可以有效降低土壤中镉等重金属含量，同时可以优化土壤微环境提升土壤微生物水平的复合微生物菌剂。
[0006]为实现上述技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0007]一种吸附去除土壤中重金属元素的复合微生物菌剂，包括以下重量份的原料制备而成：生物吸附载体100
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165份、枯草芽孢杆菌10
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20份、巨大芽孢杆菌15
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20份、绿色木霉菌5
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10份、硝化细菌3
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8份、圆褐固氮菌4
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8份、贝莱斯芽孢杆菌1
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5份、乙二胺四乙酸钠0.1
‑
0.5份、壳聚糖0.1
‑
0.5份。
[0008]所述生物吸附载体的制备方法为：
[0009](1)将甘蔗秸秆用水冲洗干净，80℃烘干至恒重，采用粉碎机粉碎并过200目筛，得
甘蔗秸秆粉；将秸秆粉置于马弗炉中，通入氮气，于500℃下煅烧1h，后自然降温至室温，得秸秆生物质炭；
[0010](2)取步骤(1)所得秸秆生物质炭和硅藻土按质量比1.5:1混合均匀，按照液固比3：1加入到质量浓度为65％的H2SO4溶液中，浸泡12h；接着用蒸馏水进行反复洗涤并过滤；
[0011](3)将步骤(2)所得粉体置于小球藻液中，于室温下混合浸泡24后过滤、干燥及冷却，最后研磨至180～220目，得到生物吸附载体。
[0012]步骤(1)中煅烧的升温速率不超过5℃/min。
[0013]步骤(3)所述小球藻液的制备方法为：小球藻干藻粉加水配制成细胞悬浮液，50℃保温30min，离心过滤得到清液和滤渣，滤液于4～10℃储存备用；滤渣加水混合均匀，加入纤维素酶和蛋白酶，50～60℃继续保温24h小时，离心得上清液；将滤液和上清液混合，经浓缩至体积恒定，得小球藻液。
[0014]一种吸附去除土壤中重金属元素的复合微生物菌剂的制备方法，包括以下步骤：
[0015](1)制备小球藻液；
[0016](2)制备生物吸附载体；
[0017](3)按重量份将枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、绿色木霉菌、硝化细菌、圆褐固氮菌、贝莱斯芽孢杆菌、乙二胺四乙酸钠、壳聚糖与生物吸附载体混合均匀，加入到气流粉碎机中，细度控制300
‑
400目，得复合微生物菌剂。
[0018]本专利技术枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、绿色木霉菌、硝化细菌、圆褐固氮菌均为市售，有效活菌数为10
‑
100亿/克。本专利技术各原料均市售可得。
[0019]本专利技术贝莱斯芽孢杆菌购自中国普通微生物菌种保藏管理中心(地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号中国科学院微生物研究所)，保藏编号为：CGMCC No.15324。
[0020]贝莱斯芽孢杆菌菌剂制备方法为：
[0021]将贝莱斯芽孢杆菌按照3％的接种量接种到液体培养基，在32℃条件下摇床转速160rpm培养25h，得贝莱斯芽孢杆菌发酵种子液；将贝莱斯芽孢杆菌发酵种子液以10％的接种量接入发酵培养基中，在32℃条件下摇床转速160rpm发酵培养55h，离心收集菌体；将菌体喷雾冷冻干燥，得贝莱斯芽孢杆菌剂。
[0022]液体培养基中胰蛋白胨含量为9～11g/L、酵母提取物含量为4～6g/L、氯化钠含量为9～11g/L，LB培养基的pH值为7.0～7.2；
[0023]发酵培养基组成如下：甘露醇11.2g，KH2PO
4 0.3g，MgSO4·
7H2O 0.2g，NaCl 0.3g，CaCO35.0g，CaSO4·
2H2O 0.1g，调pH至7.0
‑
7.2，加水1000mL混合均匀，120℃灭菌30min。
[0024]本专利技术微生物菌剂用量10
‑
15kg/亩。
[0025]有益效果
[0026]本专利技术将生物碳和硅藻土复配改性，制备得到生物吸附载体，其可有效的吸附降解土壤中的镉等重金属元素。秸秆生物碳500℃条件下缺氧热裂解，所得生物炭可通过其多级孔的物理吸附及带电吸附降低土壤中镉离子的移动性。生物质炭和硅藻土按照1.5:1混合酸解后，其致密多孔的结构可以实现对重金属元素的充分吸附和固定，经过小球藻液浸泡的生物质吸附剂，小球藻酶解产生的大量阳离子基团的胞外聚合物多糖、糖蛋白等，并与重金属形成络合物，进一步实现重金属元素的固定和降解。乙二胺四乙酸钠、壳聚糖作为促进剂可以辅助吸附载体固定和络合重金属元素。同时配合枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、绿
色木霉菌、硝化细菌、圆褐固氮菌、贝莱斯芽孢杆菌，菌剂吸附于吸附剂的空隙中，一方面起到了保护微生物菌剂的作用，另一方面也使微生物菌剂在土壤中充分发挥功效，改善土壤微生态，调节土壤结构。本专利技术各原料缺一不可，原料的选择和用量是实现本专利技术技术效果关键，缺一则效弱。本专利技术的制造方法简单易行，运行成本低，具有广阔的市场应用前景。
具体实施方式<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吸附去除土壤中重金属元素的复合微生物菌剂，其特征在于，包括以下重量份的原料制备而成：生物吸附载体100
‑
165份、枯草芽孢杆菌10
‑
20份、巨大芽孢杆菌15
‑
20份、绿色木霉菌5
‑
10份、硝化细菌3
‑
8份、圆褐固氮菌4
‑
8份、贝莱斯芽孢杆菌1
‑
5份、乙二胺四乙酸钠0.1
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0.5份、壳聚糖0.1
‑
0.5份。2.根据权利要求1所述吸附去除土壤中重金属元素的复合微生物菌剂，其特征在于，所述生物吸附载体的制备方法为：(1)将甘蔗秸秆用水冲洗干净，80℃烘干至恒重，采用粉碎机粉碎并过200目筛，得甘蔗秸秆粉；将秸秆粉置于马弗炉中，通入氮气，于500℃下煅烧1h，后自然降温至室温，得秸秆生物质炭；(2)取步骤(1)所得秸秆生物质炭和硅藻土按质量比1.5:1混合均匀，按照液固比3：1液固比加入到质量浓度为65％的H2SO4溶液中，浸泡12h；接着用蒸馏水进行反复洗涤并过滤；(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘月田，解晓梅，张九宏，申智凯，巩俊花，刘伟，韩超，朱红梅，朱玉成，徐衍周，
申请(专利权)人：施可丰化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：