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土壤-蔬菜体系治理用生物质炭-噬菌体联合修复方法

申请号 CN202310209356.5 申请日 2023-03-07 公开(公告)号 CN117862216A 公开(公告)日 2024-04-12
申请人 生态环境部南京环境科学研究所; 发明人 赵远超; 张胜田; 万金忠; 李群; 周艳; 范婷婷; 杨璐; 李梅; 王祥; 靳德成;
摘要 本 发明 公开了 土壤 ‑蔬菜体系治理用 生物 质 炭‑ 噬菌体 联合修复方法,涉及 土壤污染 治理技术领域,包括以下步骤:S1、土壤翻耕;S2、处理区域划分;S3、预处理:S3‑1、蔬菜种植;S3‑2、噬菌体加入;S3‑3、生物质炭补充;S3‑4、含 水 率控制;S4、深度处理;S5、后处理。本发明不仅可以通过 吸附 、阻隔作用主动持留一部分抗性细菌,同时可以让抗性细菌在土壤微域环境形成相对密集的定殖区域,再加上外界的多价噬菌体的引入,充分增加噬菌体 接触 到宿主抗性细菌的概率,节约噬菌体寻找宿主时间和缩短噬菌体寻找宿主路径,这样更有利于噬菌体快速侵染并灭活复合抗性细菌,达到消除 风 险的作用。
权利要求

1.土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、土壤翻耕:确定收到抗性基因污染的污染土壤的处理深度为0.8~1m,并根据处理深度以及污染土壤总面积确定污染土壤总重量,将待处理污染土壤区域内污染土壤进行翻耕,翻耕深度为20~30cm,翻耕的同时拌入生物质炭,拌入的生物质炭的量为3~4g/kg污染土壤;
S2、处理区域划分:将待处理污染土壤区域划分为若干个相邻的处理带,将每个处理带划分为若干个等间距排列的处理单元,相邻的处理单元间距为0.4~0.6m,处理单元的尺寸大小为2~2.4m×2~2.4m;
S3、预处理:
S3‑1、蔬菜种植:在每个处理单元内部种植4~5颗蔬菜;
S3‑2、噬菌体加入:在每个处理单元内中部加入噬菌体培养液,加入噬菌体培养液的量为4~5ml/kg污染土壤;
S3‑3、生物质炭补充:在每个处理单元左右两侧加入生物质炭,加入生物质炭的量为2~3g/kg污染土壤,加入深度为20~30cm;
S3‑4、含率控制:对待处理污染土壤区域内部整体注水使待处理污染土壤区域内部含水率达到80~85%;
S4、深度处理:每隔8~10天对每个处理单元进行补水,使待处理污染土壤区域内部含水率不低于75%,补水位置为每个处理单元左右两侧,在第30~35天在每个处理单元左右两侧补充加入生物质炭,使生物质炭深度达到处理深度最深处,补充的生物质炭的量为3~
4g/kg污染土壤,同时每隔10~12天补充一次噬菌体培养液,每次补充的噬菌体培养液为
0.5~1ml/kg污染土壤,将每次补充的噬菌体培养液二等份,且两份噬菌体培养液的加入位置分别为第一次加入噬菌体培养液的位置向前后两侧移动n*0.2m,其中,n为加入的次数;
S5、后处理:在第60天时采集蔬菜,检测深度处理后的污染土壤中抗生素抗性细菌ARB和抗性基因ARGs的浓度。
2.根据权利要求1所述的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法,其特
3
征在于,所述步骤S1中确定土壤总重量时选取的土壤密度为2.6~2.7g/cm。
3.根据权利要求1所述的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法,其特征在于,所述生物质炭为玉米秸秆炭。
4.根据权利要求3所述的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法,其特征在于,所述玉米秸秆炭的制备方法为:将玉米秸秆在75~85℃下烘干,再将烘干后的玉米秸秆在300~350℃下热解4~5h,得到玉米秸秆炭。
5.根据权利要求1所述的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法,其特征在于,所述步骤S3‑1中蔬菜为意大利全年耐抽苔生菜。
6.根据权利要求1所述的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法,其特
8 7
征在于,所述噬菌体培养液为浓度10±10PFU/mL的噬菌体YSZ 5K。
7.根据权利要求1所述的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法,其特征在于,所述处理单元内部设置有位于其左右两侧的下沉板(1),以及位于所述下沉板(1)顶部且连接两个下沉板(1)的两个对称设置的连接板(2),下沉板(1)为中空设置用于放置生物质炭,下沉板(1)底部为锥形设置,下沉板(1)左右两侧壁均设有若干通孔(11);
所述连接板(2)两端底部设有开槽(21),所述开槽(21)外侧壁与所述下沉板(1)顶部内侧壁滑动连接,开槽(21)底部设有第一转轴(3),所述第一转轴(3)底部设有第一齿轮(31),所述第一齿轮(31)与下沉板(1)内侧壁外部设有的齿槽(12)啮合连接,所述齿槽(12)为间断式设置,位于第一齿轮(31)顶部的第一转轴(3)外缠绕设有卷带(32),所述卷钢带(32)一端与开槽(21)底部固定,卷钢带(32)另一端与第一转轴(3)固定,位于第一转轴(3)内侧的开槽(21)底部设有第二转轴(4),所述第二转轴(4)底部设有与第一齿轮(31)啮合转动连接的第二齿轮(41),第二转轴(4)中部转动连接套设有挡板(42),所述挡板(42)延伸至连接板(2)中部设有的凹槽(22)内,挡板(42)一侧中部通过若干个弹簧(5)与所述凹槽(22)内壁连接,且弹簧(5)在挡板(42)上的设置位置与连接板(2)的滑动方向相反;
连接板(2)顶部设有噬菌体培养液容器(6),所述噬菌体培养液容器(6)底部贯穿所述凹槽(22)后连接有导管(61),所述导管(61)延伸至凹槽(22)两侧,导管(61)底部设有若干个开口(62),当所述挡板(42)与连接板(2)平行时,所述开口(62)的底部与所述挡板(42)顶部对接并形成密封。
8.根据权利要求7所述的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法,其特征在于,所述第二齿轮(41)的半径为第一齿轮(31)半径的3~5倍,所述下沉板(1)内中部设有外接水管(7),所述齿槽(12)每一段长度为0.1m,间隔为0.05m。
9.根据权利要求7所述的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法,其特征在于,每个所述挡板(42)上所述弹簧(5)的设置数量为2个,每个所述导管(61)上所述开口(62)的设置数量为6个且关于所述噬菌体培养液容器(6)对称设置,位于同一侧的3个开口(62)与对应的一个挡板(42)相匹配。

说明书全文

土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法

技术领域

[0001] 本发明涉及土壤污染治理技术领域,具体是涉及土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法。

背景技术

[0002] 畜禽粪便是重要的肥料资源,也是土壤‑蔬菜体系中的重要组成部分,由于我国现阶段畜禽粪便安全化处理技术或环境管理仍存在一定的不足或缺失,许多城郊畜牧业养殖厂周边的农田土壤常成为残留和滋生人畜共患抗性细菌的高险热点区域,严重影响人体健康和环境安全。因而,针对抗性细菌污染农田土壤,开展必要的微生物修复技术研究非常迫切。
[0003] 噬菌体疗法为修复上述污染土壤提供了一种全新途径。噬菌体是一类专捕食活体宿主细菌而存活的生物体,在土壤、、空气乃至人/动物体表或肠道内均广泛分布了大量噬菌体。噬菌体疗法是指通过分离、筛选、纯化和富集宿主细菌的专属噬菌体之后,向污染土壤中添加特定噬菌体菌液,定向侵染灭活抗性细菌的修复方式。国外学者已成功将噬菌体疗法应用在灭活辣椒、番茄、葡萄等果蔬的植物病害细菌或人畜共患抗性细菌的食品安全保障领域。
[0004] 然而,使用噬菌体疗法来削减土壤中抗性细菌的生物修复技术研究则相对较少。此外,现有研究常认为噬菌体仅限于侵染某一“种”类的宿主细菌,而近年来学术界发现:一些噬菌体经过适当的基因改造或人工加速拓宽其宿主谱的表达,可针对同一“属”内几种高度同源性的宿主细菌,甚至针对不同种属之间的宿主细菌也具有一定广谱性捕食区间。这为噬菌体疗法的推广提供了有效的理论支撑
[0005] 生物质炭是一种多孔隙、吸附强、可提供土壤微生物着床的环境友好型功能材料。有研究表明,在畜禽养殖场周边农田土壤、医疗废弃物处理厂和垃圾填埋场周边覆土中,添加生物质炭可高效广谱性协同阻控多种抗生素抗性细菌ARB和抗性基因ARGs在土壤‑植物体系中的传播路径、传播频率和传播距离,环境中ARB和ARGs的扩散风险在生物质炭的阻隔、吸附、促消减作用下得到有效降低。然而,基于生物质炭的阻控技术虽可以显著降低风险,但并未从根本上消除风险。仍然需要与其他技术相结合来从根本上消除ARB和ARGs的扩散。

发明内容

[0006] 针对上述存在的问题,本发明提供了土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法。
[0007] 本发明的技术方案是:
[0008] 土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法,包括以下步骤:
[0009] S1、土壤翻耕:确定收到抗性基因污染的污染土壤的处理深度为0.8~1m,并根据处理深度以及污染土壤总面积确定污染土壤总重量,将待处理污染土壤区域内污染土壤进行翻耕,翻耕深度为20~30cm,翻耕的同时拌入生物质炭,拌入的生物质炭的量为3~4g/kg污染土壤;
[0010] S2、处理区域划分:将待处理污染土壤区域划分为若干个相邻的处理带,将每个处理带划分为若干个等间距排列的处理单元,相邻的处理单元间距为0.4~0.6m,处理单元的尺寸大小为2~2.4m×2~2.4m;
[0011] S3、预处理:
[0012] S3‑1、蔬菜种植:在每个处理单元内部种植4~5颗蔬菜;
[0013] S3‑2、噬菌体加入:在每个处理单元内中部加入噬菌体培养液,加入噬菌体培养液的量为4~5ml/kg污染土壤;
[0014] S3‑3、生物质炭补充:在每个处理单元左右两侧加入生物质炭,加入生物质炭的量为2~3g/kg污染土壤,加入深度为20~30cm;
[0015] S3‑4、含水率控制:对待处理污染土壤区域内部整体注水使待处理污染土壤区域内部含水率达到80~85%;
[0016] S4、深度处理:每隔8~10天对每个处理单元进行补水,使待处理污染土壤区域内部含水率不低于75%,补水位置为每个处理单元左右两侧,在第30~35天在每个处理单元左右两侧补充加入生物质炭,使生物质炭深度达到处理深度最深处,补充的生物质炭的量为3~4g/kg污染土壤,同时每隔10~12天补充一次噬菌体培养液,每次补充的噬菌体培养液为0.5~1ml/kg污染土壤,将每次补充的噬菌体培养液二等份,且两份噬菌体培养液的加入位置分别为第一次加入噬菌体培养液的位置向前后两侧移动n*0.2m,其中,n为加入的次数;
[0017] S5、后处理:在第60天时采集蔬菜,检测深度处理后的污染土壤中抗生素抗性细菌ARB和抗性基因ARGs的浓度。
[0018] 进一步地,所述步骤S1中确定土壤总重量时选取的土壤密度为2.6~2.7g/cm3。
[0019] 说明:通过根据土壤密度以及面积和处理深度来确定待处理污染土壤的总质量,所选取的土壤密度为常见土壤的平均密度。
[0020] 进一步地,所述生物质炭为玉米秸秆炭。
[0021] 说明:通过选取玉米秸秆炭可以通过吸附、阻隔作用主动持留一部分抗性细菌,同时生物质炭自身的多孔结构和富含养分元素也可以让抗性细菌在土壤微域环境形成相对密集的定殖区域。
[0022] 更进一步地,所述玉米秸秆炭的制备方法为:将玉米秸秆在75~85℃下烘干,再将烘干后的玉米秸秆在300~350℃下热解4~5h,得到玉米秸秆炭。
[0023] 说明:通过优选玉米秸秆炭的制备方法,得出与噬菌体能够良好共存的玉米秸秆炭。
[0024] 进一步地,所述步骤S3‑1中蔬菜为意大利全年耐抽苔生菜。
[0025] 说明:通过优选蔬菜的种类能够实现最优种植周期,与修复方法相契合。
[0026] 进一步地,所述噬菌体培养液为浓度108±107PFU/mL的噬菌体YSZ 5K。
[0027] 说明:通过优选多价噬菌体能够利于噬菌体快速侵染并灭活复合抗性细菌。
[0028] 进一步地,所述处理单元包括位于左右两侧的下沉板,以及位于所述下沉板顶部且连接两个下沉板的两个对称设置的连接板,下沉板为中空设置用于放置生物质炭,下沉板底部为锥形设置,下沉板左右两侧壁均设有若干通孔;
[0029] 所述连接板两端底部设有开槽,所述开槽外侧壁与所述下沉板顶部内侧壁滑动连接,开槽底部设有第一转轴,所述第一转轴底部设有第一齿轮,所述第一齿轮与下沉板内侧壁外部设有的齿槽啮合连接,所述齿槽为间断式设置,位于第一齿轮顶部的第一转轴外缠绕设有卷带,所述卷钢带一端与开槽底部固定,卷钢带另一端与第一转轴固定,位于第一转轴内侧的开槽底部设有第二转轴,所述第二转轴底部设有与第一齿轮啮合转动连接的第二齿轮,第二转轴中部转动连接套设有挡板,所述挡板延伸至连接板中部设有的凹槽内,挡板一侧中部通过若干个弹簧与所述凹槽内壁连接,且弹簧在挡板上的设置位置与连接板的滑动方向相反;
[0030] 连接板顶部设有噬菌体培养液容器,所述噬菌体培养液容器底部贯穿所述凹槽后连接有导管,所述导管延伸至凹槽两侧,导管底部设有若干个开口,当所述挡板与连接板平行时,所述开口的底部与所述挡板顶部对接并形成密封。
[0031] 说明:通过处理单元的设置能够完成步骤S3和S4中的操作要求,且大大提高了工作效率,针对本发明的操作步骤提供了最适配且最合理的操作装置。
[0032] 更进一步地,所述第二齿轮的半径为第一齿轮半径的3~5倍,所述下沉板内中部设有外接水管,所述齿槽每一段长度为0.1m,间隔为0.05m。
[0033] 说明:通过优选两个齿轮的半径从而达到调节转轴转动速度的目的,从而尽可能使挡板的复位时间延长,达到预设的时间,从而实现开口排出的噬菌体培养液量达到指定要求。
[0034] 更进一步地,每个所述挡板上所述弹簧的设置数量为2个,每个所述导管上所述开口的设置数量为6个且关于所述噬菌体培养液容器对称设置,位于同一侧的3个开口与对应的一个挡板相匹配。
[0035] 说明:通过优选弹簧的个数能够使挡板完成复位,且避免单个弹簧发生疲劳,通过优选开口数量从而达到最优出液速度,从而实现开口排出的噬菌体培养液量达到指定要求。
[0036] 本发明的有益效果是:
[0037] (1)本发明的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法通过向土壤中添加生物质炭和噬菌体,不仅可以通过吸附、阻隔作用主动持留一部分抗性细菌,同时生物质炭自身的多孔结构和富含养分元素也可以让抗性细菌在土壤微域环境形成相对密集的定殖区域,再加上外界的多价噬菌体的引入,充分增加噬菌体接触到宿主抗性细菌的概率,节约噬菌体寻找宿主时间和缩短噬菌体寻找宿主路径,这样更有利于噬菌体快速侵染并灭活复合抗性细菌,达到消除风险的作用。
[0038] (2)本发明的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法优化了生物质炭的加入量以及加入位置,同时根据生物质炭的加入量和加入位置进一步优化了噬菌体培养液的加入方式,在最大程度节省原材料的前提下,使修复效果达到最优。
[0039] (3)本发明的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法通过处理单元的设置能够对整个待处理的污染土壤进行区域划分,使其能够完成步骤S3和S4中的操作要求,且大大提高了工作效率,针对本发明的操作步骤提供了最适配且最合理的操作装置,通过移动连接板从而完成第一齿轮与齿槽的啮合转动,进而使卷钢带蓄力,完成对第二齿轮的驱动,从而使挡板在弹簧作用下完成定时的活动以及复位,在此期间通过设定好的出口的排液量达到精确控制每一次噬菌体培养液的投放量,使用方便,实用性强。附图说明
[0040] 图1是本发明的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法工艺流程图
[0041] 图2是本发明的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法中处理单元的结构示意图;
[0042] 图3是本发明的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法中处理单元的剖视图;
[0043] 图4是本发明的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法中处理单元内部第一齿轮和第二齿轮连接结构示意图;
[0044] 图5是本发明的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法中处理单元在运行前的俯视图;
[0045] 图6是本发明的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法中处理单元在运行时的内部结构示意图;
[0046] 图7是本发明的土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法中处理单元在运行后的内部结构示意图。
[0047] 其中,1‑下沉板,11‑通孔,12‑齿槽,2‑连接板,21‑开槽,22‑凹槽,3‑第一转轴,31‑第一齿轮,32‑卷钢带,4‑第二转轴,41‑第二齿轮,42‑挡板,5‑弹簧,6‑噬菌体培养液容器,61‑导管,62‑开口,7‑外接水管。

具体实施方式

[0048] 实施例1
[0049] 土壤‑蔬菜体系治理用生物质炭‑噬菌体联合修复方法,如图1所示,包括以下步骤:
[0050] S1、土壤翻耕:确定收到抗性基因污染的污染土壤的处理深度为0.9m,污染土壤的污染程度越高处理深度越深,并根据处理深度以及污染土壤总面积确定污染土壤总重量,3
确定土壤总重量时选取的土壤密度为2.65g/cm,将待处理污染土壤区域内污染土壤进行翻耕,翻耕深度为20~30cm,翻耕的同时拌入玉米秸秆炭,拌入的玉米秸秆炭的量为3.5g/kg污染土壤;
[0051] 玉米秸秆炭的制备方法为:将玉米秸秆在80℃下烘干,再将烘干后的玉米秸秆在320℃下热解4.5h,得到玉米秸秆炭;
[0052] S2、处理区域划分:将待处理污染土壤区域划分为若干个相邻的处理带,将每个处理带划分为若干个等间距排列的处理单元,相邻的处理单元间距为0.5m,处理单元的尺寸大小为2.2m×2.2m;
[0053] S3、预处理:
[0054] S3‑1、蔬菜种植:在每个处理单元内部种植5颗意大利全年耐抽苔生菜;
[0055] S3‑2、噬菌体加入:在每个处理单元内中部加入噬菌体培养液,噬菌体培养液为浓8 7
度10±10PFU/mL的噬菌体YSZ 5K,加入噬菌体培养液的量为4.5ml/kg污染土壤;
[0056] S3‑3、生物质炭补充:在每个处理单元左右两侧加入玉米秸秆炭,加入生物质炭的量为2.5g/kg污染土壤,加入深度为25m;
[0057] S3‑4、含水率控制:对待处理污染土壤区域内部整体注水使待处理污染土壤区域内部含水率达到82%;
[0058] S4、深度处理:每隔9天对每个处理单元进行补水,使待处理污染土壤区域内部含水率不低于75%,补水位置为每个处理单元左右两侧,在第32天在每个处理单元左右两侧补充加入玉米秸秆炭,使玉米秸秆炭深度达到处理深度最深处,补充的玉米秸秆炭的量为3.5g/kg污染土壤,同时每隔11天补充一次噬菌体培养液,每次补充的噬菌体培养液为
0.75ml/kg污染土壤,将每次补充的噬菌体培养液二等份,且两份噬菌体培养液的加入位置分别为第一次加入噬菌体培养液的位置向前后两侧移动n*0.2m,其中,n为加入的次数;
[0059] S5、后处理:在第60天时采集蔬菜,检测深度处理后的污染土壤中抗生素抗性细菌ARB和抗性基因ARGs的浓度。
[0060] 实施例2
[0061] 本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S1中具体参数不同。
[0062] S1、土壤翻耕:确定收到抗性基因污染的污染土壤的处理深度为0.8m,污染土壤的污染程度越高处理深度越深,并根据处理深度以及污染土壤总面积确定污染土壤总重量,3
确定土壤总重量时选取的土壤密度为2.6g/cm ,将待处理污染土壤区域内污染土壤进行翻耕,翻耕深度为20cm,翻耕的同时拌入玉米秸秆炭,拌入的玉米秸秆炭的量为3g/kg污染土壤;
[0063] 玉米秸秆炭的制备方法为:将玉米秸秆在75℃下烘干,再将烘干后的玉米秸秆在300℃下热解4h,得到玉米秸秆炭。
[0064] 实施例3
[0065] 本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S1中具体参数不同。
[0066] S1、土壤翻耕:确定收到抗性基因污染的污染土壤的处理深度为1m,污染土壤的污染程度越高处理深度越深,并根据处理深度以及污染土壤总面积确定污染土壤总重量,确3
定土壤总重量时选取的土壤密度为2.7g/cm ,将待处理污染土壤区域内污染土壤进行翻耕,翻耕深度为30cm,翻耕的同时拌入玉米秸秆炭,拌入的玉米秸秆炭的量为4g/kg污染土壤;
[0067] 玉米秸秆炭的制备方法为:将玉米秸秆在85℃下烘干,再将烘干后的玉米秸秆在350℃下热解5h,得到玉米秸秆炭。
[0068] 实施例4
[0069] 本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S2中具体参数不同。
[0070] S2、处理区域划分:将待处理污染土壤区域划分为若干个相邻的处理带,将每个处理带划分为若干个等间距排列的处理单元,相邻的处理单元间距为0.4m,处理单元的尺寸大小为2m×2m。
[0071] 实施例5
[0072] 本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S2中具体参数不同。
[0073] S2、处理区域划分:将待处理污染土壤区域划分为若干个相邻的处理带,将每个处理带划分为若干个等间距排列的处理单元,相邻的处理单元间距为0.6m,处理单元的尺寸大小为2.4m×2.4m。
[0074] 实施例6
[0075] 本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S3中具体参数不同。
[0076] S3、预处理:
[0077] S3‑1、蔬菜种植:在每个处理单元内部种植4颗意大利全年耐抽苔生菜;
[0078] S3‑2、噬菌体加入:在每个处理单元内中部加入噬菌体培养液,噬菌体培养液为浓8 7
度10±10PFU/mL的噬菌体YSZ 5K,加入噬菌体培养液的量为4ml/kg污染土壤;
[0079] S3‑3、生物质炭补充:在每个处理单元左右两侧加入玉米秸秆炭,加入生物质炭的量为2g/kg污染土壤,加入深度为20cm;
[0080] S3‑4、含水率控制:对待处理污染土壤区域内部整体注水使待处理污染土壤区域内部含水率达到80%。
[0081] 实施例7
[0082] 本实施例与实施例1不同之处在于:步骤S3中具体参数不同。
[0083] S3、预处理:
[0084] S3‑1、蔬菜种植:在每个处理单元内部种植5颗意大利全年耐抽苔生菜;
[0085] S3‑2、噬菌体加入:在每个处理单元内中部加入噬菌体培养液,噬菌体培养液为浓8 7
度10±10PFU/mL的噬菌体YSZ 5K,加入噬菌体培养液的量为5ml/kg污染土壤;
[0086] S3‑3、生物质炭补充:在每个处理单元左右两侧加入玉米秸秆炭,加入生物质炭的量为3g/kg污染土壤,加入深度为30cm;
[0087] S3‑4、含水率控制:对待处理污染土壤区域内部整体注水使待处理污染土壤区域内部含水率达到85%。
[0088] 实施例8
[0089] 本实施例与实施例4不同之处在于:步骤S4中具体参数不同。
[0090] S4、深度处理:每隔8天对每个处理单元进行补水,使待处理污染土壤区域内部含水率不低于75%,补水位置为每个处理单元左右两侧,在第30天在每个处理单元左右两侧补充加入玉米秸秆炭,使玉米秸秆炭深度达到处理深度最深处,补充的玉米秸秆炭的量为3g/kg污染土壤,同时每隔10天补充一次噬菌体培养液,每次补充的噬菌体培养液为0.5ml/kg污染土壤,将每次补充的噬菌体培养液二等份,且两份噬菌体培养液的加入位置分别为第一次加入噬菌体培养液的位置向前后两侧移动n*0.2m,其中,n为加入的次数。
[0091] 实施例9
[0092] 本实施例与实施例5不同之处在于:步骤S4中具体参数不同。
[0093] S4、深度处理:每隔10天对每个处理单元进行补水,使待处理污染土壤区域内部含水率不低于75%,补水位置为每个处理单元左右两侧,在第35天在每个处理单元左右两侧补充加入玉米秸秆炭,使玉米秸秆炭深度达到处理深度最深处,补充的玉米秸秆炭的量为4g/kg污染土壤,同时每隔12天补充一次噬菌体培养液,每次补充的噬菌体培养液为1ml/kg污染土壤,将每次补充的噬菌体培养液二等份,且两份噬菌体培养液的加入位置分别为第一次加入噬菌体培养液的位置向前后两侧移动n*0.2m,其中,n为加入的次数。
[0094] 实施例10
[0095] 本实施例与实施例1不同之处在于:
[0096] 如图2所示,处理单元包括位于左右两侧的下沉板1,以及位于下沉板1顶部且连接两个下沉板1的两个对称设置的连接板2,下沉板1为中空设置用于放置生物质炭,下沉板1底部为锥形设置,下沉板1左右两侧壁均设有若干通孔11;
[0097] 如图3~5所示,连接板2两端底部设有开槽21,开槽21外侧壁与下沉板1顶部内侧壁滑动连接,开槽21底部设有第一转轴3,第一转轴3底部设有第一齿轮31,第一齿轮31与下沉板1内侧壁外部设有的齿槽12啮合连接,齿槽12为间断式设置,位于第一齿轮31顶部的第一转轴3外缠绕设有卷钢带32,卷钢带32一端与开槽21底部固定,卷钢带32另一端与第一转轴3固定,位于第一转轴3内侧的开槽21底部设有第二转轴4,第二转轴4底部设有与第一齿轮31啮合转动连接的第二齿轮41,第二齿轮41的半径为第一齿轮31半径的4倍,第二转轴4中部转动连接套设有挡板42,挡板42延伸至连接板2中部设有的凹槽22内,挡板42一侧中部通过2个弹簧5与凹槽22内壁连接,且弹簧5在挡板42上的设置位置与连接板2的滑动方向相反,下沉板1内中部设有外接水管7,齿槽12每一段长度为0.2m,间隔为0.05m;
[0098] 如图3、6、7所示,连接板2顶部设有噬菌体培养液容器6,噬菌体培养液容器6底部贯穿凹槽22后连接有导管61,导管61延伸至凹槽22两侧,导管61底部设有若干个开口62,当挡板42与连接板2平行时,开口62的底部与挡板42顶部对接并形成密封,每个导管61上开口62的设置数量为6个且关于噬菌体培养液容器6对称设置,位于同一侧的3个开口62与对应的一个挡板42相匹配。
[0099] 实施例11
[0100] 本实施例与实施例10不同之处在于:
[0101] 第二齿轮41的半径为第一齿轮31半径的3倍。
[0102] 实施例12
[0103] 本实施例与实施例10不同之处在于:
[0104] 第二齿轮41的半径为第一齿轮31半径的5倍。
[0105] 工作原理
[0106] 下面结合本发明实施例1的方法对本发明的处理单元工作原理进行简要说明:
[0107] 在使用时,步骤S3‑2中加入噬菌体培养液为将加入噬菌体培养液均匀加入到土壤中,随后将剩余需要加入的噬菌体培养液进行计算,得出加入总量加入到噬菌体培养液容器6内;
[0108] 步骤S3‑3中加入生物质炭时将玉米秸秆炭加入到下沉板1内,并将下沉板1下沉到土壤以下指定深度;
[0109] 步骤S4中补水时通过外接水管7进行补水,补水位置为下沉板1处,补充玉米秸秆炭时通过继续向下沉板1内部补充并将下沉板1继续下沉到指定深度,玉米秸秆炭通过通孔11以及注水时完成在土壤内部的扩散,并让抗性细菌在土壤微域环境形成相对密集的定殖区域;
[0110] 补充噬菌体培养液时,通过滑动两个连接板2,使第一齿轮31与齿槽12啮合转动,从而带动卷钢带32卷起蓄力,并带动第二齿轮41以及第一转轴4和挡板42转动,如图6所示挡板42挤压弹簧5使开口62漏出,将噬菌体培养液容器6内部的噬菌体培养液通过导管61以及开口62排出,直至离开该段齿槽12时,卷钢带32释放,带动第一齿轮31反转,同时带动第二齿轮41以及第一转轴4和挡板42反转,变为如图7所示状态,此时在弹簧5、以及挡板42与第二转轴4之间的摩擦力作用下,卷钢带32不会瞬间释放所有的力,而是逐渐释放完,而释放的时间刚好是该处理单元需要的一次噬菌体培养液流出的量对应的时间,因此,当噬菌体培养液容器6内部的噬菌体培养液通过导管61以及开口62排出指定量后,卷钢带32力竭使挡板42在弹簧5的作用下重新复位,阻挡开口62,以便进行下一次排液;
[0111] 在实施例1中每隔11天补充一次噬菌体培养液,并在第60天时采集蔬菜,因此需要5次排液补充,而齿槽12每一段长度为0.2m,间隔为0.05m,刚好与处理单元内前后间距为
2.2m相对应,完成了5次排液补充后两个连接板2刚好移动至下沉板1的前后两端,两份噬菌体培养液的加入位置分别为第一次加入噬菌体培养液的位置向前后两侧移动5*0.2=1m,也就与步骤S4中的深度处理方法相契合。
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