一種微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)鉛污染土壤的方法

技術(shù)領(lǐng)域

1.本發(fā)明屬于土壤改良技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)鉛污染土壤的方法。

背景技術(shù)：

2.土壤是人類賴以生存的基礎(chǔ)，隨著人為活動(dòng)的加劇，土壤重金屬污染問題越發(fā)的嚴(yán)重。土壤重金屬不能被降解，并會(huì)在食物鏈中富集，最終危害人體的健康。其中，土壤鉛污染已被廣泛報(bào)道，并被視為具有潛在毒性的優(yōu)先元素。土壤鉛污染主要來(lái)自于冶金、采礦、冶煉、汽車尾氣排放、土壤施肥和電子垃圾回收等人為活動(dòng)，進(jìn)入人體后將對(duì)神經(jīng)、造血、消化、腎臟、心血管和內(nèi)分泌等多個(gè)系統(tǒng)造成危害，對(duì)公眾健康、食品安全和生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

3.重金屬污染土壤的修復(fù)技術(shù)主要分為三大類：物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)和生物修復(fù)。其中物理修復(fù)指通過物理手段減少土壤中重金屬的含量，常用的方法包括克土法、電動(dòng)電熱修復(fù)等?；瘜W(xué)修復(fù)指利用化學(xué)手段，如氧化還原、沉淀聚合、絡(luò)合吸附等反應(yīng)改變土壤中重金屬的遷移態(tài)和生物活性，常用的方法包括土壤淋洗、化學(xué)改良修復(fù)等。但物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)存在工程量大，成本高，對(duì)土壤原生生態(tài)環(huán)境影響巨大等難以解決的技術(shù)局限。微生物修復(fù)屬于生物修復(fù)，其利用微生物本身的生理代謝活動(dòng)來(lái)固定土壤重金屬，具有操作簡(jiǎn)單，成本低廉，不會(huì)對(duì)影響土壤原生生態(tài)環(huán)境，增加土壤肥力的優(yōu)勢(shì)，相對(duì)而言是更安全有效的土壤修復(fù)方式。微藻常見于土壤淺層，是土壤微生物群落的主要組成部分，但微生物通常對(duì)土壤重金屬的耐受能力有限，土壤重金屬往往在淺層高濃度富集，這會(huì)很大程度影響土壤微生物的修復(fù)效果。為了解決這個(gè)問題，實(shí)際運(yùn)用中常會(huì)將微生物與植物進(jìn)行聯(lián)用來(lái)增強(qiáng)其對(duì)重金屬污染土壤的修復(fù)效果，但植物會(huì)由于氣候及生長(zhǎng)周期的影響使適用范圍變窄，影響微生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用和普及。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

4.本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是：本發(fā)明的目的是提供一種微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)鉛污染土壤的方法，該方法可有效降低高濃度鉛污染土壤中鉛的游離態(tài)和可還原態(tài)，具有優(yōu)異的鉛污染土壤鈍化性能。微藻

?

蒙脫石復(fù)合物對(duì)環(huán)境友好，不會(huì)造成二次污染，并能增加土壤養(yǎng)分，且微藻屬自養(yǎng)生物，對(duì)營(yíng)養(yǎng)需求相對(duì)較低，因此本方法經(jīng)濟(jì)生態(tài)效應(yīng)顯著。

5.為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

6.本發(fā)明提供一種微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)鉛污染土壤的方法，包括以下步驟：

7.s1、取粉末狀蒙脫石投入事先培養(yǎng)好的微藻藻液中，混勻反應(yīng)后制得微藻

?

蒙脫石復(fù)合物混合液，其中微藻與蒙脫石干重質(zhì)量比為1：1～5；

8.s2、將步驟s1中得到的微藻

?

蒙脫石復(fù)合物混合液加入鉛污染的土壤中，修復(fù)處理一段時(shí)間即可。

9.優(yōu)選的是，所述步驟s1中微藻藻液濃度為0.1～1.5g/l。

10.優(yōu)選的是，所述步驟s2中鉛污染土壤中鉛的濃度為100～1000mg/kg。

11.優(yōu)選的是，所述步驟s2中微藻

?

蒙脫石復(fù)合物投加量與鉛污染土壤的干重比大于等于1：10000。

12.優(yōu)選的是，所述步驟s2中修復(fù)處理時(shí)間為28天。

13.優(yōu)選的是，所述微藻藻液的培養(yǎng)方法為：將分離純化后的微藻接種到培養(yǎng)液中進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)至穩(wěn)定期，得到微藻藻液。

14.進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述微藻為從三鑫鉛鋅庫(kù)中通過常規(guī)方法分離純化的微藻chlorella sorokiniana fk。

15.進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述培養(yǎng)液采用bg

?

11培養(yǎng)液。

16.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)鉛污染土壤的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

17.(1)本發(fā)明提供的微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)土壤鉛污染的方法可以顯著降低高濃度鉛污染土壤中鉛的弱酸態(tài)和可還原態(tài)，降低鉛的生物有效性，具有優(yōu)異的土壤鉛污染鈍化能力。這是由于蒙脫石具有良好的鉛吸附能力和較好的保水保肥性。蒙脫石的加入轉(zhuǎn)移了部分鉛對(duì)微藻的脅迫，同時(shí)保水保肥，為微藻的生存繁殖提供更有利的水肥環(huán)境，這使得微藻

?

蒙脫石復(fù)合物相對(duì)單獨(dú)微藻在鉛污染土壤修復(fù)過程中具有明顯優(yōu)勢(shì)。

18.(2)微藻

?

蒙脫石復(fù)合物在自然界中廣泛存在，環(huán)境友好，容易得到，修復(fù)后無(wú)需回收，不破壞土壤結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單易行，成本低廉，且微藻為光合自養(yǎng)生物，對(duì)環(huán)境的營(yíng)養(yǎng)需求較低，同時(shí)具有優(yōu)秀的固碳能力，能增加土壤的有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分，具有顯著的經(jīng)濟(jì)生態(tài)效應(yīng)。

具體實(shí)施方式

19.為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是不能理解為對(duì)本專利的限制。

20.下述實(shí)施例中所述試驗(yàn)方法或測(cè)試方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均從常規(guī)商業(yè)途徑獲得，或以常規(guī)方法制備。

21.實(shí)施例1：

22.一種微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)鉛污染土壤的方法，具體包括以下步驟：

23.(1)蒙脫石懸液制備：取150mg蒙脫石投加到100ml水中，攪拌均勻，得蒙脫石懸液。

24.(2)微藻

?

蒙脫石復(fù)合物制備：取75mg蒙脫石投加到事先培養(yǎng)好的0.75g/l藻液100ml中，調(diào)ph為6～7，在室溫以180～220rpm速度攪拌均勻24h，得微藻

?

蒙脫石復(fù)合體，其中微藻與蒙脫石干重質(zhì)量比為1：1。

25.(3)污染土壤制備：取過45目篩的土壤若干，加入pb(no3)2水溶液，使土壤含水率為28～32％，充分混合均勻，使pb處理濃度為1000mg/kg。在室溫條件下老化14天制得鉛污染土壤樣品。

26.(4)效果監(jiān)測(cè)：

27.空白組：稱取上述污染土壤214.3g，將土壤樣品平鋪于直徑150mm的塑料培養(yǎng)皿中，然后將培養(yǎng)皿放入溫度25℃，光照條件為光暗比14h:10h的光照培養(yǎng)箱中，每2～3天補(bǔ)水約10ml，28天后進(jìn)行土壤鉛的四態(tài)提取分析；

28.對(duì)照組：對(duì)照組分為蒙脫石組和微藻組兩組。土壤培養(yǎng)的處理方式同上，蒙脫石組

初始時(shí)加入10ml的蒙脫石懸液；而微藻組初始時(shí)加入10ml的1.5g/l藻液，28天后進(jìn)行土壤鉛的四態(tài)提取分析；

29.實(shí)驗(yàn)組：土壤培養(yǎng)的處理方式同上，初始時(shí)加入10ml的微藻

?

蒙脫石復(fù)合物，28天后進(jìn)行鉛的四態(tài)提取分析，判斷其修復(fù)效果，結(jié)果如表1所示。

30.表1微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)處理前后土壤中鉛的四態(tài)變化

[0031][0032]

鉛在土壤中的生物有效性大小依次為：弱酸態(tài)＞可還原態(tài)＞氧化態(tài)＞殘?jiān)鼞B(tài)。從表1可以看出，經(jīng)實(shí)施例1所述方法的修復(fù)處理，可以看到微藻

?

蒙脫石復(fù)合體顯著降低土壤中鉛的弱酸態(tài)和可還原態(tài)，鉛的可氧化態(tài)相對(duì)空白組顯著上升，而鉛的殘?jiān)鼞B(tài)含量相對(duì)空白組和對(duì)照組顯著上升，顯示了微藻

?

蒙脫石復(fù)合物對(duì)土壤中鉛污染的優(yōu)秀鈍化性能。

[0033]

實(shí)施例2：

[0034]

(1)蒙脫石懸液制備：取150mg蒙脫石投加到100ml水中，攪拌均勻，得蒙脫石懸液。

[0035]

(2)微藻

?

蒙脫石復(fù)合物制備：取100mg蒙脫石投加到事先培養(yǎng)好的0.5g/l藻液100ml中，調(diào)ph為6～7，在室溫以180～220rpm速度攪拌均勻24h，得微藻

?

蒙脫石復(fù)合體，其中微藻與蒙脫石干重質(zhì)量比為1：2。

[0036]

(3)污染土壤制備：取過45目篩的土壤若干，加入pb(no3)2水溶液，使土壤含水率為28～32％，充分混合均勻，使pb處理濃度為1000mg/kg。在室溫條件下老化14天制得鉛污染土壤樣品。

[0037]

(4)效果監(jiān)測(cè)：

[0038]

空白組：稱取上述污染土壤214.3g，將土壤樣品平鋪于直徑150mm的塑料培養(yǎng)皿中，然后將培養(yǎng)皿放入溫度25℃，光照條件為光暗比14h:10h的光照培養(yǎng)箱中，每2～3天補(bǔ)水約10ml，28天后進(jìn)行土壤鉛的四態(tài)提取分析；

[0039]

對(duì)照組：對(duì)照組分為蒙脫石組和微藻組兩組。土壤培養(yǎng)的處理方式同上，蒙脫石組初始時(shí)加入10ml的蒙脫石懸液；而微藻組初始時(shí)加入10ml的1.5g/l藻液，28天后進(jìn)行土壤鉛的四態(tài)提取分析；

[0040]

實(shí)驗(yàn)組：土壤培養(yǎng)的處理方式同上，初始時(shí)加入10ml的微藻

?

蒙脫石復(fù)合物，28天后進(jìn)行鉛的四態(tài)提取分析，判斷其修復(fù)效果，結(jié)果如表2所示。

[0041]

表2微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)處理前后土壤中鉛的四態(tài)變化

[0042][0043]

從表2可以看出，經(jīng)實(shí)施例2所述方法的修復(fù)處理，可以看到微藻

?

蒙脫石復(fù)合體顯著降低土壤中鉛的弱酸態(tài)和可還原態(tài)，鉛的可氧化態(tài)相對(duì)空白組顯著上升，而鉛的殘?jiān)鼞B(tài)含量相對(duì)空白組和對(duì)照組顯著上升，顯示了微藻

?

蒙脫石復(fù)合物對(duì)土壤中鉛污染的優(yōu)秀鈍化性能。

[0044]

實(shí)施例3：

[0045]

(1)蒙脫石懸液制備：取150mg蒙脫石投加到100ml水中，攪拌均勻，得蒙脫石懸液。

[0046]

(2)微藻

?

蒙脫石復(fù)合物制備：取125mg蒙脫石投加到事先培養(yǎng)好的0.25g/l藻液100ml中，調(diào)ph為6～7，在室溫以180～220rpm速度攪拌均勻24h，得微藻

?

蒙脫石復(fù)合體，其中微藻與蒙脫石干重質(zhì)量比為1：5。

[0047]

(3)污染土壤制備：取過45目篩的土壤若干，加入pb(no3)2水溶液，使土壤含水率為28～32％，充分混合均勻，使pb處理濃度為1000mg/kg。在室溫條件下老化14天制得鉛污染土壤樣品。

[0048]

(4)效果監(jiān)測(cè)：

[0049]

空白組：稱取上述污染土壤214.3g，將土壤樣品平鋪于直徑150mm的塑料培養(yǎng)皿中，然后將培養(yǎng)皿放入溫度25℃，光照條件為光暗比14h:10h的光照培養(yǎng)箱中，每2～3天補(bǔ)水約10ml，28天后進(jìn)行土壤鉛的四態(tài)提取分析；

[0050]

對(duì)照組：對(duì)照組分為蒙脫石組和微藻組兩組。土壤培養(yǎng)的處理方式同上，蒙脫石組初始時(shí)加入10ml的蒙脫石懸液；而微藻組初始時(shí)加入10ml的1.5g/l藻液，28天后進(jìn)行土壤鉛的四態(tài)提取分析；

[0051]

實(shí)驗(yàn)組：土壤培養(yǎng)的處理方式同上，初始時(shí)加入10ml的微藻

?

蒙脫石復(fù)合物，28天后進(jìn)行鉛的四態(tài)提取分析，判斷其修復(fù)效果，結(jié)果如表3所示。

[0052]

表3微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)處理前后土壤中鉛的四態(tài)變化

[0053][0054]

從表3可以看出，經(jīng)實(shí)施例3所述方法的修復(fù)處理，可以看到微藻

?

蒙脫石復(fù)合體顯著降低土壤中鉛的弱酸態(tài)和可還原態(tài)，鉛的可氧化態(tài)相對(duì)空白組顯著上升，而鉛的殘?jiān)鼞B(tài)含量相對(duì)空白組和對(duì)照組顯著上升，顯示了微藻

?

蒙脫石復(fù)合物對(duì)土壤中鉛污染的優(yōu)秀鈍化性能。

[0055]

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，上述優(yōu)選實(shí)施方式不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范圍為準(zhǔn)。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。技術(shù)特征：

1.一種微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)鉛污染土壤的方法，其特征在于，包括以下步驟：s1、取粉末狀蒙脫石投入事先培養(yǎng)好的微藻藻液中，混勻反應(yīng)后制得微藻

?

蒙脫石復(fù)合物混合液，其中微藻與蒙脫石干重質(zhì)量比為1：1～5；s2、將步驟s1中得到的微藻

?

蒙脫石復(fù)合物混合液加入鉛污染的土壤中，修復(fù)處理一段時(shí)間即可。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)鉛污染土壤的方法，其特征在于，所述步驟s1中微藻藻液濃度為0.1～1.5g/l。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)鉛污染土壤的方法，其特征在于，所述步驟s2中鉛污染土壤中鉛的濃度為100～1000mg/kg。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)鉛污染土壤的方法，其特征在于，所述步驟s2中微藻

?

蒙脫石復(fù)合物投加量與鉛污染土壤的干重比大于等于1：10000。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)鉛污染土壤的方法，其特征在于，所述步驟s2中修復(fù)處理時(shí)間為28天。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)鉛污染土壤的方法，其特征在于，所述微藻藻液的培養(yǎng)方法為：將分離純化后的微藻接種到培養(yǎng)液中進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)至穩(wěn)定期，得到微藻藻液。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)鉛污染土壤的方法，其特征在于，所述微藻為從三鑫鉛鋅庫(kù)中分離純化的微藻chlorella sorokiniana fk。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的微藻

?

蒙脫石復(fù)合物修復(fù)鉛污染土壤的方法，其特征在于，所述培養(yǎng)液采用bg

?

11培養(yǎng)液。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及一種利用微藻

技術(shù)研發(fā)人員：夏令 譚佳琦 宋少先

受保護(hù)的技術(shù)使用者：武漢理工大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2021.07.19

技術(shù)公布日：2021/11/2