【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固废资源利用和生态修复，具体涉及一种磷石膏堆场生物原位土壤化改良的方法。
技术介绍
1、磷石膏是湿法磷酸生产工艺产生的酸性工业固体废弃物，主要成分为caso4·2h2o，且含有少量未分解的磷酸、磷、氟以及重金属元素等杂质。每生产1吨磷酸将产生约5吨的磷石膏。目前，全球的磷石膏堆存量高达60亿吨，并以1～2.8亿吨/年的速度递增。我国作为磷石膏产出大国，堆存量高达8亿吨，新增磷石膏产量高达约0.8亿吨/年，但综合利用率仅为40％，与德国、比利时及日本等发达国家相比，仍存在较大差距。
2、磷石膏的大量堆存不仅占用大面积土地，还可能带来粉尘、地下水和土壤污染等环境问题以及滑坡塌坝等风险灾害，已成为阻碍磷化工行业健康可持续发展的主要瓶颈，因此对磷石膏进行资源化利用刻不容缓。针对磷石膏资源化利用的难题，传统的物理、化学及生物治理存在成本高、工艺复杂，易产生二次污染，无法大规模操作等问题，而微生物-植物协同处理技术广泛应用于生态修复领域。
3、磷石膏中含有的硫、钙、铁、锌、磷和硅等元素都是植物生长所必需的，对植物生长具有促进作用；植物根系的生理活动能改善土壤物理结构，植物在生长的过程中可以通过根和叶片在体内的不同部位吸收积累氟；自然界中还广泛存在着解磷微生物，它们通过产酸(如柠檬酸、草酸等)等作用将难溶性的磷转化为可溶磷，供植物吸收利用；同时，许多微生物能够有效促进植物固氮，提高植物的生长活性与抗病性，并帮助驱动土壤中的有机质固持，促进水稳性团聚体的形成及矿物质养分的提升。
1、基于此，本专利技术提出了一种磷石膏堆场生物原位土壤化改良的方法，将磷石膏堆场生物原位土壤化改良的生态修复模式，采用微生物强化植物定植技术改善废弃堆场磷石膏的ph、含水量、土壤酶活以及孔隙粒度等性质，使其达到满足植物种植的要求。这不仅能够促进磷石膏堆场的植被恢复和矿区的可持续生态重建，还有益于绿色矿山的建设，缓解我国所面临的磷石膏大宗消纳利用的难题。
2、本专利技术针对磷石膏大量堆存带来的环境问题及资源化利用难题，从磷石膏的土壤化改良研究入手，首先从磷石膏堆场或周边筛选出能高效溶磷、固氮、解钾的土著耐酸功能微生物和典型的土著植物；然后将磷石膏堆场沿破势归理平整，并铺设管道、种植植物，通过管道向植物根部喷淋功能微生物复合菌剂；最后引入土壤动物的驻扎，通过微生物-动物的协同作用，促进植物根际微生态的重建，综合提高磷石膏的生物学功能，以时间为成本，实现磷石膏堆场的生物原位土壤化改良。
3、本专利技术的技术方案：
4、一种磷石膏堆场生物原位土壤化改良的方法，所述方法包括以下步骤：
5、s1：筛选磷石膏堆场或周边土著耐酸功能微生物，并制备复合菌剂；
6、s2：筛选磷石膏堆场或周边典型土著植物；
7、s3：磷石膏堆场土地平整，管道铺设；
8、s4：喷淋土著耐酸功能微生物复合菌剂，种植土著植物；
9、s5：引入土壤动物，完成磷石膏堆场生物原位土壤化改良。
10、优选地，所述步骤s1中分离筛选的土著耐酸功能微生物包括溶磷菌、自生固氮菌以及解钾菌；
11、溶磷菌为假单胞菌，自生固氮菌为圆褐固氮菌，解钾菌为胶质芽胞杆菌。
12、优选地，所述步骤s1中所述的复合菌剂制备方法如下：将步骤s1中分离筛选得到的溶磷菌、自生固氮菌以及解钾菌分别在25-30℃、150-180r/min的条件下振荡培养3-7天，获得扩大培养液，然后将扩大培养液按照体积比为(1-3):(1-3):(1-3)的比例混合均匀，得到复合菌剂。
13、进一步优选地，所述制备复合菌剂所使用的溶磷菌分离筛选过程如下：采集磷石膏堆场或附近根际土壤样品，将其与无菌水按照5-10g:100ml的比例混合，并稀释成浓度梯度为10-1～10-9的土壤悬液，然后从每个浓度梯度中分别取10ml土壤悬液接种于50ml的解磷液体培养基(pikovskaya，pko)中，在25-30℃、150-180r/min的条件下振荡2-3天；从pko液体培养基中取适量上清液均匀涂于pko固体平板上，于25-30℃下恒温培养3-5天，观察平板上的菌落形态，菌落周围具有明显透明溶磷圈的即为溶磷菌；将分离出来的溶磷菌平板划线后在28-30℃纯化培养3-5天，得到纯化的溶磷菌菌株，将纯化的溶磷菌菌株接种至改良的pko筛选培养基中，在28-30℃、150-180r/min转速下振荡培养7天后，比较培养液中可溶磷含量高低，选择该项指标最高的菌株确定为高效溶磷菌；
14、所述pko液体培养基配方为：8-10g/l葡萄糖，0.5g/l酵母提取物，0.1-0.2g/l(nh4)2so4，0.1-0.3g/l kcl，0.1-0.3g/l mgcl2·7h2o，0.8-1g/l cacl2，0.03-0.05g/lfeso4·7h2o，5-6g ca3(po4)2，溶剂为无菌水。所述pko固体培养基配方为：8-10g/l葡萄糖，0.5g/l酵母提取物，0.1-0.2g/l(nh4)2so4，0.1-0.3g/l kcl，0.1-0.3g/l mgcl2·7h2o，0.8-1g/l cacl2，0.03-0.05g/l feso4·7h2o，5-6g ca3(po4)2，15-18g/l琼脂，溶剂为无菌水。所述pko筛选培养基配方为：8-10g/l葡萄糖，0.5g/l酵母提取物，0.1-0.2g/l(nh4)2so4，0.1-0.3g/l kcl，0.1-0.3g/l mgcl2·7h2o，0.8-1g/l cacl2，0.03-0.05g/l feso4·7h2o，5-10g/l磷石膏，溶剂为无菌水。
15、进一步优选地，所述复合菌剂所使用的自生固氮菌分离筛选过程如下：采集磷石膏堆场或附近根际土壤样品，将其与无菌水按照5-10g:100ml的比例混合，并稀释成浓度梯度为10-1～10-9的土壤悬液，然后从每个浓度梯度中分别取10ml土壤悬液接种于50ml的固氮液体培养基(阿须贝氏(ashby)无氮培养基)中，在25-30℃、150-180r/min的条件下振荡3-5天。从ashby液体培养基中取适量上清液均匀涂于ashby固体平板上，于25-30℃下恒温培养4-7天，观察平板上的菌落形态，出现大型、黏稠、半透明，颜色呈白色、褐色或黑褐色的菌落，即为自生固氮菌。将分离出来的固氮菌平板划线后在28-30℃纯化培养4-7天，得到纯化的固氮菌菌株，将纯化的固氮菌菌株接种至改良的ashby筛选培养基中，在28-30℃、150-180r/min转速下振荡培养7天后，比较培养液中氨氮含量的高低，选择该项指标最高的菌株确定为高效自生固氮菌；
16、所述ashby液体培养基配方为：8-10g/l甘露醇，0.1-0.3g/l kh2po4，0.1-0.3g/lnacl，0.1-0.3g/l mgso4·7h2o，0.1-0.3g/l caso4·2h2o，4-6g c本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磷石膏堆场生物原位土壤化改良的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述磷石膏堆场生物原位土壤化改良的方法，其特征在于：所述步骤S1中分离筛选的土著耐酸功能微生物包括溶磷菌、自生固氮菌以及解钾菌；
3.根据权利要求1所述磷石膏堆场生物原位土壤化改良的方法，其特征在于：所述步骤S1中所述的复合菌剂制备方法如下：将步骤S1中分离筛选得到的溶磷菌、自生固氮菌以及解钾菌分别在25-30℃、150-180r/min的条件下振荡培养3-7天，获得扩大培养液，然后将扩大培养液按照体积比为(1-3):(1-3):(1-3)的比例混合均匀，得到复合菌剂。
4.根据权利要求3所述磷石膏堆场生物原位土壤化改良的方法，其特征在于：所述制备复合菌剂所使用的溶磷菌分离筛选过程如下：
5.根据权利要求3所述磷石膏堆场生物原位土壤化改良的方法，其特征在于：所述复合菌剂所使用的自生固氮菌分离筛选过程如下：
6.根据权利要求3所述磷石膏堆场生物原位土壤化改良的方法，其特征在于：所述制备复合菌剂所使用的解钾菌分离筛选过程如下：<...
【技术特征摘要】
1.一种磷石膏堆场生物原位土壤化改良的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述磷石膏堆场生物原位土壤化改良的方法，其特征在于：所述步骤s1中分离筛选的土著耐酸功能微生物包括溶磷菌、自生固氮菌以及解钾菌；
3.根据权利要求1所述磷石膏堆场生物原位土壤化改良的方法，其特征在于：所述步骤s1中所述的复合菌剂制备方法如下：将步骤s1中分离筛选得到的溶磷菌、自生固氮菌以及解钾菌分别在25-30℃、150-180r/min的条件下振荡培养3-7天，获得扩大培养液，然后将扩大培养液按照体积比为(1-3):(1-3):(1-3)的比例混合均匀，得到复合菌剂。
4.根据权利要求3所述磷石膏堆场生物原位土壤化改良的方法，其特征在于：所述制备复合菌剂所使用的溶磷菌分离筛选过程如下：
5.根据权利要求3所述磷石膏堆场生物原位土壤化改良的方法，其特征在于：所述复合菌剂所使用的自生固氮菌分离筛选过程如下：
6.根据权利要求3所述磷石膏堆场生物原位土壤化改良的方法，其特征在于：所述制备复合菌剂所使用的解钾菌分离筛选过程如下：
7.根据权利要求1所述磷石膏堆场...
【专利技术属性】
技术研发人员：肖春桥，许鸿娟，万凯，曹本三郎，王斌，池汝安，
申请(专利权)人：湖北三峡实验室，
类型：发明
国别省市：
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