一种治理重金属污染沙土的微生物制品及其制造方法 |
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| 申请号 | CN201610713577.6 | 申请日 | 2016-08-24 | 公开(公告)号 | CN106222110A | 公开(公告)日 | 2016-12-14 |
| 申请人 | 宁波枫叶杰科生物技术有限公司; | 发明人 | 胡奕清; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种治理重金属污染沙土的 微 生物 制品及其制造方法，该制品包括营养基和目标菌株，营养基为粉末状营养基，包括蛋白类低成本 植物 基材、 能量 类低成本植物基材、 纤维 类低成本植物基材各一种；所述目标菌株具体为污染对应重金属的抗性菌株，所述菌株为需 氧 菌株，优选为节杆菌属菌株；制造步骤包括制取营养基、培养目标菌株、制取微生物制品、保藏微生物制品。本发明的治理重金属污染沙土的微生物制品及其制造方法尤其适用于被重金属污染的干燥、贫瘠的沙土地，可降低重金属污染的危害，同时提高沙土地的肥度，在治理期间不影响作物的正常种植。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种治理重金属污染沙土的微生物制品，由营养基和目标菌株组成，其特征在于：所述营养基包括蛋白类低成本植物基材粉末、能量类低成本植物基材粉末、纤维类低成本植物基材粉末各一份，按重量比例为5：2：3；所述目标菌株为采用废旧重金属驯化过的节杆菌属细菌。 |
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| 说明书全文 | 一种治理重金属污染沙土的微生物制品及其制造方法技术领域[0001] 本发明涉及重金属防治领域，尤其涉及一种治理重金属污染沙土的微生物制品及其制造方法。 背景技术[0002] 沙土中的重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、不能自然降解、稀释、流动，会随着时间的延长在沙土中越发富集，危害沙土中种植的植物。近年来人们对于土壤的污染问题日益重视，为减轻重金属对土壤的污染，人们做了许多研究，开发出了各种不同的处理技术，一是活化作用，主要利用不同的手段增加土壤中重金属的活动性，最终将重金属从土壤中排除出去；二是固定化作用，利用不同的手段将土壤中的重金属转变为更稳定的组分，使其难以被作物利用而达到保护作物的目的。 [0003] 目前的修复方法主要包括电动修复方法、化学淋洗方法以及植物修复方法等，这类方法的优点是能够清除土壤中的重金属，但是应用中存在着耗能高、难于实现原位修复等缺点。相对于活化方法来说，固定方法虽然不能实现重金属的去除，但是操作简便、成本低廉，易于实现原位修复，传统的的固定化方法主要是向土壤中添加不同类型的化学物质，与重金属发生吸附、螯合和沉淀作用来实现重金属的固定化。 [0004] 在国内已申请的相关专利中，并没有专门针对沙土进行微生物治理的相关技术资料。在相近领域中，专利《一种重金属污染土壤的微生物修复方法》（申请号：201110122739.6，公开日：2011-11-16）公开了一种利用球形红细菌制剂配合淹水治理土壤的方法，其工作原理主要为利用球形红细菌在富水厌氧环境下大量繁殖后吸附重金属，再经由水渗入地下降低土壤中的重金属浓度，但其在治理过程中土壤不能用于种植作业，经济成本高，另一方面，也不适用于缺水、沙化的区域，而且重金属流入地下水也会造成二次污染；专利《重金属污染土壤微生物修复剂及其应用》（申请号：201410682558.2，公开日： 2015-04-22）公开了一种采用枯草芽孢杆菌和热带假丝酵母作为有效成份的重金属污染土壤治理剂，该发明的生物修复剂可以吸附一定比例的重金属，并可在土壤中存留一段时间，但热带假丝酵母属厌氧菌类，在干燥通风的土壤中无法长期存活，另一方面，有效菌株未经针对性的重金属驯化，对对应重金属的耐受较差，集富效果也不好，且由于每种微生物都有其局限，因此其治理土壤的效果既不长效、也不全面。 发明内容[0005] 针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明旨在提供一种适用于干燥、沙化的沙土地，同时具有降解重金属和促植物生长作用，长期有效，有效成份更有针对性地耐受目标重金属的治理重金属污染沙土的微生物制品及其制造方法。 [0006] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种治理重金属污染沙土的微生物制品，由营养基和目标菌株组成，其特征在于：所述营养基包括蛋白类低成本植物基材粉末、能量类低成本植物基材粉末、纤维类低成本植物基材粉末各一份，按重量比例为5：2：3；所述目标菌株为采用废旧重金属驯化过的节杆菌属细菌。 [0007] 上述治理重金属污染沙土的微生物制品，其中：蛋白类低成本植物基材优选为黄豆，能量类低成本植物基材优选为花生，纤维类低成本植物基材优选为米糠。 [0008] 上述治理重金属污染沙土的微生物制品，其中：所述节杆菌属细菌为从干燥沙土中提取的节杆菌属细菌，优选采集地为新疆。 [0009] 上述治理重金属污染沙土的微生物制品的制造方法，其步骤包括制取营养基、培养目标菌株、制取微生物制品、保藏微生物制品，其中：1）所述营养基具体为粉末状营养基，其制取步骤为： ①准备基材：选用蛋白类低成本植物基材、能量类低成本植物基材、纤维类低成本植物基材各至少一种； ②采用机械压榨或化学浸出提取基材中的油脂，将去油后的植物残渣晒干待用； ③采用机械方式将植物残渣磨成粉末状； ④采用150℃-200℃的温度上一步骤获得的粉末状植物残渣进行高温除菌和烘焙除水，即可获得所述粉末状营养基。 [0010] 2）所述目标菌株具体为污染对应重金属的抗性菌株，其制取步骤为：①对被污染的沙土地进行分析检测，明确沙土中超标准的重金属种类； ②根据步骤①检测出的重金属种类，选用对应的废旧重金属或重金属矿渣的对菌株进行驯化，再采用标准培养方法对驯化后的菌株进行纯化和分离；所述纯化方法选优选为平板划线法，至少划分4个区，每次纯化周期为3-4周，至少纯化2次；将纯化获得的菌株从培养基上分离出来，即获得所述目标菌株。 [0011] 上述治理重金属污染沙土的微生物制品的制造方法，其中：所述采用机械压榨和/或化学浸出提取基材中的油脂的方法，优选为采用机械压榨法先提取优质油脂后再采用化学浸出法二次提取。 [0012] 与现有技术比较，本发明由于采用了上述方案，具有以下优点：选用的营养基包括纤维素、蛋白质和糖类营养素，为优选的需氧型化能异养菌（节杆菌属细菌）提供了生长繁殖的优良环境，可使有效菌株在干燥通风的沙土中快速繁殖；节杆菌属细菌适宜生长温度为20-35℃，与一般干燥沙土的正常温度相当，能长久地在干燥沙土中生存；沙土由于缺水而疏松，整体为有氧环境，节杆菌属细菌属于需氧菌，在沙土中不会由于有氧环境快速死亡，使治理效果更长效；经特定驯化后，有效菌株能更有针对性地耐受需治理沙土中的重金属，能提高富集度同时使细菌本身更长久地生存；由于节杆菌属细菌可以对作物死坏根茎进行分解，可以在减少消耗的同时增加沙土肥度，并使其不易板结；营养基只采用了对人类基本无用的残渣，经济成本低。 具体实施方式[0013] 实施例1：一种治理重金属污染沙土的微生物制品，由营养基和目标菌株组成，其中：所述营养基包括黄豆粉末、花生粉末、米糠粉末各一份，按重量比例为5：2：3；所述目标菌株为从新疆干燥沙土中提取的、采用废旧重金属驯化过的节杆菌属细菌。 [0014] 该微生物制品的制造方法，其步骤包括制取营养基、培养目标菌株、制取微生物制品、保藏微生物制品，其中将获得的目标菌株移植至营养基内制取微生物制品、保藏微生物制品及细菌的驯化方法均属于现有技术，故不再赘述；1)所述营养基具体为粉末状营养基，其制取步骤为： ①准备基材：选用黄豆、花生和米糠作为基材； ②采用机械压榨先提取基材中的一部分油脂，再采用化学浸出法二次提取，将去油后的植物残渣晒干待用； ③采用机械方式将植物残渣磨成粉末状； ④采用150℃-200℃的温度上一步骤获得的粉末状植物残渣进行高温除菌和烘焙除水，即可获得所述粉末状营养基。 [0015] 2)所述目标菌株具体为污染对应重金属的抗性菌株，其制取步骤为：①对被污染的沙土地进行分析检测，明确沙土中超标准的重金属种类； ②根据步骤①检测出的重金属种类，选用对应的废旧重金属或重金属矿渣的对菌株进行驯化，再采用标准培养方法对驯化后的菌株进行纯化和分离；所述菌株为从新疆干燥沙土中采集的节杆菌属细菌；所述纯化方法选优选为平板划线法，所述平板划线共划分了四个区；将纯化获得的菌株从培养基上分离出来，即获得所述目标菌株。 [0016] 3)应用本微生物制品的具体步骤为：①在被重金属污染的沙土表面按10-20kg/亩的比例均匀施加微生物制品。 [0018] ③每2-3个月重复步骤①-②一次，即可将被重金属污染的沙土地修复为相对良性的土壤。 [0019] 本实施例在实验田里进行实地效果验证，情况如下：取甘肃省某市重金属污染沙土作为实验地，分别取间距十米以上的沙土进行测量后取平均值，其中Pb含量以重量计为68.14mg/kg，Cu含量以重量计为53.39mg/kg，Zn含量以重量计为155.68mg/kg，Cd含量以重量计为1.395mg/kg；经驯化、纯化、分离等步骤分别获得Cu、Zn、Cd、Pb的抗性菌株，按本实施例的方法与营养基混合并应用在目标沙土上，一个月后再以同样方式进行检测，结果为：其中Pb含量以重量计为21.24mg/kg，Cu含量以重量计为20.99mg/kg，Zn含量以重量计为 90.13mg/kg，Cd含量以重量计为0.106mg/kg；以同样的方式继续治理一个月后再以同样方式进行检测，结果为：其中Pb含量以重量计为10.34mg/kg，Cu含量以重量计为10.36mg/kg，Zn含量以重量计为68.07mg/kg，Cd含量以重量计为0.059mg/kg。 [0020] 国家标准为：Pb（铅）含量以重量计不大于35mg/kg，Cu（铜）含量以重量计不大于35mg/kg，Zn（锌）含量以重量计不大于100mg/kg，Cd（镉）含量以重量计不大于0.20 mg/kg。 [0021] 本发明的工作原理为：节杆菌属细菌具有分解植物纤维、促进植物对营养素吸收的作用，同时使沙土不易板结；节杆菌属细菌，尤其是优选的新疆沙土上采集的节杆菌属细菌，生命力顽强，存活时间长，耐缺水、干旱环境，同时能吸附多种重金属，尤其对是Cu、Zn、Cd和Pb降解率都在85%以上，经驯化后可使吸附功能更为优化，细菌可针对性地吸附并耐受对应重金属，治理效率更高，时间更长。营养全面的营养基包括有需氧型化能异养型细菌所述的所有营养素，同时利用的是对人类基本无用的残渣，在为细菌提供生长所需环境的同时还增加了沙土的肥度，更利于沙土地的改良；每2-3月重复施加一次微生物制品可以使沙土内的菌群总数始终处于较高水平，使治理效率更高。 [0022] 本发明尤其适用于缺水、干旱的沙土地。 [0023] 对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 |
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