一种应用蚯蚓粪和益生菌配施修复污染土壤的方法技术

本发明专利技术公开了一种应用蚯蚓粪和益生菌配施修复污染土壤的方法，包括以下步骤：S1、改性蚯蚓粪生物炭制备：S1

【技术实现步骤摘要】
一种应用蚯蚓粪和益生菌配施修复污染土壤的方法


[0001]本专利技术涉及土壤污染修复
，具体是涉及一种应用蚯蚓粪和益生菌配施修复污染土壤的方法。

技术介绍

[0002]土壤污染物大致可分为无机污染物和有机污染物两大类。无机污染物主要包括酸、碱、重金属，盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3,4
‑
苯并芘以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等。当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累通过“土壤
→
植物
→
人体”，或通过“土壤
→
水
→
人体”间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度。
[0003]化学肥料的长期使用也是土壤污染的一个主要原因，长期使用化学肥料导致了土壤微生物量的减少及酶活性的降低，显著降低土壤质量，从而影响农作物产量和品质。蚯蚓粪作为有机肥的一种，可提高土壤养分的有效性，刺激土壤微生物生物量增加，维持土壤健康。蚯蚓粪通过改善土壤质量和酶活性来改善作物生长的土壤环境，从而提升作物的产量和品质。益生菌作为常用的土壤改良剂，其不仅可促进作物吸收矿质营养元素，将土壤中难以被作物吸收利用的养分转化为易吸收利用的成分，还能提高微生物活性，改善土壤生态环境。
[0004]目前，关于蚯蚓粪或益生菌在提高土壤肥力，增加作物产量品质方面已有大量的研究报道，但对于蚯蚓粪配施益生菌以及两者间的交互作用对土壤的重金属污染修复作用、微生物量及酶活性的研究还有待进一步探讨，以期探明蚯蚓粪与益生菌配施及其交互作用对土壤微生态环境的影响。

技术实现思路

[0005]针对上述存在的问题，本专利技术提供了一种应用蚯蚓粪和益生菌配施修复污染土壤的方法。
[0006]本专利技术的技术方案是：
[0007]一种应用蚯蚓粪和益生菌配施修复污染土壤的方法，包括以下步骤：
[0008]S1、改性蚯蚓粪生物炭制备：
[0009]S1
‑
1、热解烘干：将蚯蚓粪烘干并粉碎，得到粒径为0.1～0.2mm的蚯蚓粪粉末，将蚯蚓粪粉末置于烘箱中在550～600℃下热解2h，得到蚯蚓粪生物炭；
[0010]S1
‑
2、高锰酸钾氧化处理：将步骤S1
‑
1中得到的蚯蚓粪生物炭通过与高锰酸钾溶液混合改性，得到高锰酸钾氧化处理后的蚯蚓粪生物炭；
[0011]S1
‑
3、磁化处理：将步骤S1
‑
2中得到的高锰酸钾氧化处理后的蚯蚓粪生物炭置于去离子水中，同时加入FeCl3·
6H2O和FeSO4·
7H2O，高锰酸钾氧化处理后的蚯蚓粪生物炭、
去离子水、FeCl3·
6H2O和FeSO4·
7H2O的质量比为2：40～50：1～1.3：0.8～1，通过磁搅拌的方式在110～120℃条件下持续搅拌，磁搅拌的同时持续加入摩尔浓度为10mol/L的氢氧化钠溶液，直至混合溶液的pH为10～11，继续磁搅拌1
‑
2h，冷却过滤得到磁化处理的蚯蚓粪生物炭，将磁化处理的蚯蚓粪生物炭使用去离子水持续过滤洗涤，再进行烘干，即得到所述改性蚯蚓粪生物炭；
[0012]S2、改性蚯蚓粪生物炭及益生菌初次配施：将步骤S1
‑
3中得到的改性蚯蚓粪生物炭以6～8t/hm2的施配量翻拌施配到待修复土壤中，再将益生菌制备成发酵菌液以1L/m2的施配量施配到待修复土壤中，所述益生菌为解淀粉芽孢杆菌，发酵菌液中活菌含量为1.5～1.7
×
108cfu/mL，静置1～2周，随后将待修复土壤翻拌并灌溉，直至待修复土壤中表层土壤的含水率为25～28％；
[0013]S3、益生菌二次配施及农作物种植：将步骤S2中的待修复土壤静置并自然曝晒，直至待修复土壤中表层土壤的含水率达到适墒状态，再将益生菌制备成发酵菌液以0.7～1L/m2的施配量施配到待修复土壤中，所述益生菌为巨大芽孢杆菌，发酵菌液中活菌含量为1.4～1.6
×
108cfu/mL，静置1～2周，完成待修复土壤的第一阶段修复，随后在待修复土壤内种植农作物；
[0014]S4、改性蚯蚓粪生物炭再进行多次配施：在农作物生长期间每隔15～20d进行一次改性蚯蚓粪生物炭配施，施配量为0.1～0.2t/hm2，同时在本步骤S4中的第一次改性蚯蚓粪生物炭配施时施配化肥，化肥的施配量为5～8kg/hm2，在农作物生长至90～105d时将农作物移除，完成待修复土壤的第二阶段修复；
[0015]S5、蚯蚓粪再利用：将第二阶段修复完成后的土壤中引入蚯蚓进行培养，培养124～187天，完成土壤的最终修复，并将得到的蚯蚓粪进行回收，回收的蚯蚓粪可返回至步骤S1
‑
1中，用于下一次污染土壤的修复。
[0016]进一步地，所述步骤S1
‑
1中蚯蚓粪选用赤子爱胜蚓蚯蚓粪，蚯蚓粪的制备方法为：将赤子爱胜蚓以50～60g/m2的密度接种到市政污泥中，堆肥处理2～3个月，直至市政污泥全部转化为污泥源蚯蚓粪。所选用的蚯蚓及蚯蚓粪具有良好的土壤改良效果。
[0017]进一步地，所述步骤S1
‑
2高锰酸钾氧化处理的具体步骤为：将步骤S1
‑
1中得到的蚯蚓粪生物炭置于质量浓度为5％的高锰酸钾溶液中，蚯蚓粪生物炭与高锰酸钾溶液的质量比为1～1.5：100，在常温条件下搅拌4～6h，随后过滤出蚯蚓粪生物炭后使用去离子水持续过滤洗涤，再将蚯蚓粪生物炭烘干得到高锰酸钾氧化处理后的蚯蚓粪生物炭。通过高锰酸钾氧化处理以提高蚯蚓粪生物炭对重金属污染物的吸附效果。
[0018]更进一步地，所述步骤S1
‑
1、S1
‑
2、S1
‑
3中，烘干的温度均为75～85℃，所述步骤S1
‑
2和S1
‑
3中去离子水持续过滤洗涤直至洗涤后的去离子水pH无变化则洗涤完成。通过对改性蚯蚓粪生物炭pH的控制确保改性过程稳定。
[0019]进一步地，所述步骤S2中灌溉的方式为滴灌，灌溉速度为0.3～0.5m3/m2·
h。通过滴灌的方式使待修复土壤变为淹水环境，加速了益生菌的代谢，促进土壤中氧化物质发生还原反应，对土壤中的铁元素起到活化作用，从而在后续过程中减少了其他有害重金属元素向农作物地上部分的转运。
[0020]进一步地，所述步骤S3中适墒状态的含水率为15.5～18.5％。通过调节含水率以使土壤达到适合农作物生长的条件。
[0021]进一步地，所述步骤S3中春季选择的农作物为番茄，夏季选择的农作物为空心菜或生菜，秋季选择的农作物为萝卜或菠菜，冬季选择的农作物为油菜或白菜。根据季节的不同选择合适本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用蚯蚓粪和益生菌配施修复污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、改性蚯蚓粪生物炭制备：S1
‑
1、热解烘干：将蚯蚓粪烘干并粉碎，得到粒径为0.1～0.2mm的蚯蚓粪粉末，将蚯蚓粪粉末置于烘箱中在550～600℃下热解2h，得到蚯蚓粪生物炭；S1
‑
2、高锰酸钾氧化处理：将步骤S1
‑
1中得到的蚯蚓粪生物炭通过与高锰酸钾溶液混合改性，得到高锰酸钾氧化处理后的蚯蚓粪生物炭；S1
‑
3、磁化处理：将步骤S1
‑
2中得到的高锰酸钾氧化处理后的蚯蚓粪生物炭置于去离子水中，同时加入FeCl3·
6H2O和FeSO4·
7H2O，高锰酸钾氧化处理后的蚯蚓粪生物炭、去离子水、FeCl3·
6H2O和FeSO4·
7H2O的质量比为2：40～50：1～1.3：0.8～1，通过磁搅拌的方式在110～120℃条件下持续搅拌，磁搅拌的同时持续加入摩尔浓度为10mol/L的氢氧化钠溶液，直至混合溶液的pH为10～11，继续磁搅拌1
‑
2h，冷却过滤得到磁化处理的蚯蚓粪生物炭，将磁化处理的蚯蚓粪生物炭使用去离子水持续过滤洗涤，再进行烘干，即得到所述改性蚯蚓粪生物炭；S2、改性蚯蚓粪生物炭及益生菌初次配施：将步骤S1
‑
3中得到的改性蚯蚓粪生物炭以6～8t/hm2的施配量翻拌施配到待修复土壤中，再将益生菌制备成发酵菌液以1L/m2的施配量施配到待修复土壤中，优选地，所述益生菌为解淀粉芽孢杆菌，发酵菌液中活菌含量为1.5～1.7
×
108cfu/mL，静置1～2周，随后将待修复土壤翻拌并灌溉，直至待修复土壤中表层土壤的含水率为25～28％；S3、益生菌二次配施及农作物种植：将步骤S2中的待修复土壤静置并自然曝晒，直至待修复土壤中表层土壤的含水率达到适墒状态，再将益生菌制备成发酵菌液以0.7～1L/m2的施配量施配到待修复土壤中，优选地，所述益生菌为巨大芽孢杆菌，发酵菌液中活菌含量为1.4～1.6
×
108cfu/mL，静置1～2周，完成待修复土壤的第一阶段修复，随后在待修复土壤内种植农作物；S4、改性蚯蚓粪生物炭再进行多次配施：在农作物生长期间每隔15～20d进行一次改性蚯蚓粪生物炭配施，施配量为0.1～0.2t/hm2，同时在本步骤S4中的第一次改性蚯蚓粪生物炭配施时施配化肥，化肥的施配量为5～8kg/hm2，在农作物生长至90～105d时将农作物移除，完成待修复土壤的第二阶段修复；S5、蚯蚓粪再利用：将第二阶段修复完成后的土壤中引入蚯蚓进行培养，培养124～187天，完成土壤的最终修复，并将得到的蚯蚓粪进行回收，回收的蚯蚓粪可返回至步骤S1
‑
1中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：应蓉蓉，张亚，夏冰，季文兵，芦园园，冯艳红，赵彩衣，张晓雨，胡哲伟，尹爱经，陈红枫，张斌，
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：