一种六价铬的化学-微生物协同修复方法及处理液技术

本发明专利技术公开了一种六价铬的化学

【技术实现步骤摘要】
一种六价铬的化学
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微生物协同修复方法及处理液


[0001]本专利技术属于六价铬污染修复
，具体涉及一种六价铬的化学
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微生物协同修复方法及处理液。

技术介绍

[0002]我国土壤重金属污染问题突出，铬(Cr)是主要无机污染物之一。我国商品种类中铬化合物产品占比约为15％，其中铬化工、电镀和制革是最主要的行业，占铬消耗总量的70％以上，三大涉铬行业企业数量达万个。随着近年来我国产业结构调整，大量企业被关停搬迁。长达几年至几十年的粗放生产导致这些遗留场址地块受到严重污染，威胁人体健康和生态安全，大量受污染地块亟需治理。Cr(VI)迁移能力强、毒性高且易致癌，是国家重点控制的五大重金属之一。Cr(III)水溶性低、迁移能力弱，且不能穿过细胞膜，毒性相对较低。因此，将Cr(VI)还原为毒性较低的Cr(III)是环境铬污染治理的重要途径。
[0003]土壤化学还原稳定化技术近年来被广泛应用。常用的土壤铬污染修复化学药剂包括硫酸亚铁、含铁矿物和硫系材料(如硫化氢和亚硫酸盐)等。化学还原稳定化技术具有处理效率高和可操作性强等优点，但试剂消耗量大、易产生二次污染，且显著改变土壤理化性质。此外，化学药剂失效及还原产物再氧化影响土壤铬还原稳定化的长效性，导致单一铬化学还原稳定化技术难以达到我国建设用地土壤六价铬风险管控要求。
[0004]微生物参与可形成亚纳米级三价铬，降低三价铬再氧化机率，但其对复杂环境中铬的耐受能力较低。微生物与化学修复技术联合有望突破化学还原产物再氧化及微生物低适应性的局限，构建绿色、经济、长效的土壤铬还原稳定化技术体系。
[0005]纳米技术在多个工业应用领域中具有可持续竞争力。纳米颗粒的独特性在于是它们具有更大的比表面积和高反应活性等。其中，纳米零价铁(nZVI)在土壤及溶液中六价铬修复方面展现出巨大潜力。纳米零价铁是一种环境友好型材料，反应寿命优异、流动性良好、毒性较低、粒径可控且表面活性位点丰富，是铬污染土壤及地下水修复的理想材料。但相关研究表明，纳米零价铁颗粒本身易团聚、表面易氧化，且铬铁沉淀物附着在颗粒表面阻碍六价铬的还原，使纳米零价铁反应活性大大降低。因此，亟需解决纳米零价铁在修复六价铬污染溶液及土壤时易钝化失活的问题，提供一种可溶解铬铁沉淀，且可再生二价铁以延长材料反应寿命的铬污染溶液及土壤的协同修复方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术不足，并提供一种六价铬的化学
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微生物协同修复方法及处理液。
[0007]本专利技术所采用的具体技术方案如下：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种六价铬的化学
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微生物协同修复方法，具体在于，将草酸青霉SL2孢子悬液或草酸青霉SL2菌丝球中的一种与纳米零价铁颗粒混合后获得的处理液添加至待修复的六价铬污染物中。
[0009]作为优选，上述草酸青霉SL2孢子悬液的制备方法如下：将草酸青霉SL2接种至马铃薯葡萄糖琼脂培养基中，进行黑暗条件培养后接种至无菌Triton X溶液中，过滤菌丝后得到草酸青霉SL2孢子悬液。
[0010]作为优选，上述草酸青霉SL2菌丝球的制备方法如下：将所述的草酸青霉SL2孢子悬液接种至马铃薯葡萄糖液体培养基中进行预培养，预培养结束后用无菌水冲洗得到草酸青霉SL2菌丝球。
[0011]作为优选，上述黑暗条件培养温度为30℃，时间为7d。
[0012]作为优选，上述预培养时间为48h。
[0013]作为优选，上述纳米零价铁颗粒的制备方法如下：在氮气气氛条件下，将通过硼氢化钾还原氯化铁法制备得到的颗粒分散于无水乙醇中，进行氮吹处理，获得纳米零价铁颗粒。
[0014]作为优选，上述六价铬污染物为土壤，修复方法如下：
[0015]S1：采集原始六价铬污染土壤，经风干、研磨过2.0mm筛后经伽马射线照射预处理达到灭菌目的，得到待处理六价铬污染土壤；
[0016]S2：在上述待处理六价铬污染土壤中喷洒含草酸青霉SL2孢子悬液和纳米零价铁颗粒的处理液，混合均匀后于30℃条件下修复180～360d；草酸青霉SL2孢子悬液中孢子的添加量为108个孢子/g土壤；纳米零价铁颗粒的添加量为4.0g/kg土壤。
[0017]作为优选，上述六价铬污染物为水体，修复方法如下：
[0018]向六价铬污染物水体中加入葡萄糖液体培养基以提供碳源，随后加入含草酸青霉SL2菌丝球和纳米零价铁颗粒的处理液进行修复；上述草酸青霉SL2菌丝球的添加量为9g/L；上述纳米零价铁颗粒的添加量为0.2g/L，修复在180rpm、30℃条件下进行24h。
[0019]进一步的，上述葡萄糖液体培养基中葡萄糖浓度为4.5～20g/L。
[0020]第二方面，本专利技术提供一种用于修复六价铬污染物的处理液，处理液为草酸青霉SL2孢子悬液或草酸青霉SL2菌丝球中的一种和纳米零价铁混合所得。
[0021]本专利技术相对于现有技术而言，具有以下有益效果：
[0022](1)本专利技术提供的化学
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微生物协同修复方法在水体和土壤中均具备良好的修复效果，在含六价铬污染的水体中，本专利技术提供的草酸青霉SL2与纳米零价铁颗粒协同修复可在1d内将水体中初始浓度为200mg/L的六价铬完全还原；本专利技术提供的修复方法可将土壤六价铬浓度降至3.4mg/kg，低于中国II类建设用地土壤污染风险筛选值(5.7mg/kg，参见生态环境部《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准GB36600
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2018》)。为了评估修复后六价铬污染土壤中重金属浸出率，采用TCLP法进行提取，结果表明修复180d后土壤中TCLP提取态六价铬浓度从7.7mg/L下降至0.09mg/L(低于中国地表水V类环境质量标准限值0.1mg/L，参见原国家环境保护总局《地表水环境质量标准GB3838
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2002》)，说明修复后的土壤对地下水和地表水危害显著降低；
[0023](2)本专利技术提供的化学
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微生物协同修复方法通过功能微生物草酸青霉SL2(Penicillium oxalicum SL2)参与还原稳定六价铬，减少了纳米零价铁颗粒的用量。此外，草酸青霉SL2可溶解纳米零价铁表面铬铁沉淀，使纳米零价铁反应充分，且可将三价铁还原，活化纳米零价铁，充分延长纳米零价铁的使用寿命。降低处理成本同时提升六价铬还原稳定化效率，更绿色环保，同时可避免土壤理化性质的显著改变，避免二次污染的发生；
[0024](3)本专利技术提供的化学
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微生物协同修复方法的还原产物稳定，仅由化学药剂参与的土壤铬还原产物易再氧化，而本专利技术提供的修复方法在修复360d后仍较为稳定，土壤中六价铬的浓度低于5.7mg/kg，说明了该修复药剂及三价铬产物的长效稳定性。
附图说明
[0025]图1为实施例1中化学
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微生物协同修复下草酸青霉SL2的透射电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六价铬的化学
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微生物协同修复方法，其特征在于，将草酸青霉SL2孢子悬液或草酸青霉SL2菌丝球中的一种与纳米零价铁颗粒混合后获得的处理液添加至待修复的六价铬污染物中。2.根据权利要求1所述的一种六价铬的化学
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微生物协同修复方法，其特征在于，所述的草酸青霉SL2孢子悬液的制备方法如下：将草酸青霉SL2接种至马铃薯葡萄糖琼脂培养基中，进行黑暗条件培养后提取至无菌Triton X溶液中，过滤菌丝后得到草酸青霉SL2孢子悬液。3.根据权利要求1所述的一种六价铬的化学
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微生物协同修复方法，其特征在于，所述的草酸青霉SL2菌丝球的制备方法为：将所述的草酸青霉SL2孢子悬液接种至马铃薯葡萄糖液体培养基中进行预培养，预培养结束后用无菌水冲洗得到草酸青霉SL2菌丝球。4.根据权利要求2所述的一种六价铬的化学
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微生物协同修复方法，其特征在于，所述的黑暗条件培养温度为30℃，时间为7d。5.根据权利要求3所述的一种六价铬的化学
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微生物协同修复方法，其特征在于，所述的预培养时间为48h。6.根据权利要求1所述的一种六价铬的化学
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微生物协同修复方法，其特征在于，所述纳米零价铁颗粒的制备方法如下：在氮气气氛条件下，将通过硼氢化钾还原氯化铁法制备得到的颗粒分散于无水乙醇中，进...

【专利技术属性】
技术研发人员：施积炎，罗亚婷，庞景理，贾飞，吴罕欣，童健豪，王潞滨，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：