專利名稱：一種土壤重金屬生物降解劑及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及土壤重金屬生物降解技術領域，特別是一種土壤重金屬生物降解劑及其制造方法。
背景技術：
在上世紀末到本世紀初，是我們亞洲人進入工業(yè)化后，遭受重金屬為害最嚴重的年代。首先是日本的水稻遭鎘污染而有痛痛病等后遺癥。臺灣也不例外。所以在本世紀交替之時，重金屬污染之研究特別受到重視。例如水稻品種間秈稻品系的糙米含鎘量高于粳稻糙米含鎘量。重金屬之中，鎳及鉛較其他元素更易擴散，且從入水口及排水口侵入。國際稻米重金屬之安全品質標準臺灣要由現(xiàn)行之0.45mg/g降到0.2mg/g。臺灣農田用不同淋洗劑處理來整治受重金屬污染的土壤方法中以酸淋洗處理為工法簡單，處理效果佳，所需時間短，經濟效益較佳，及可調節(jié)處理量等特性而被接受。特別對鎘污染之土壤，去除率可達到80%以上，對耕地在臺灣土壤及灌溉用水都有含重金屬的標準。中國已成為環(huán)境問題最嚴重的國家之一。據(jù)統(tǒng)計截至上世紀末，我國受污染的耕地面積達2000多萬頃，約占耕地面積的五分之一。每年因土壤污染糧食減產就達1000萬噸,還有1200萬噸糧食受污染。污染土壤的物質中，重金屬污染占重要地位。2011年3月28日，國家環(huán)保部等九部委聯(lián)合會議，將今年環(huán)保專項行動“劍指”重金屬污染問題。調查顯示，珠三角部分城市有近40%農田菜地土壤重金屬污染超標，其中10%屬嚴重超標。在土壤中重金屬一般可殘留幾十年，其中鉛可殘留100年。重金屬污染農田土壤的修復治理有多種途經。一是工程治理，例如翻土、換土，但實施復雜，費用高和易降低土壤肥力。二是化學治理，效果和費用都適中，缺點是容易再度活化。三是農業(yè)治理，易操作耗費較低，但周期長，效果不顯著
發(fā)明內容
·本發(fā)明的目的在于提供一種土壤重金屬生物降解劑及其制造方法，利用該生物降解劑來降解土壤中有毒重金屬。該生物降解劑所含的WH菌群是降解重金屬的微生物，它以木碳、活性有機物料、蛭石為微生物WH菌群的生命載體，該微生物的代謝活性可以導致溶解作用、沉降作用、螯合作用、生物性甲基化作用、細胞內累積或揮發(fā)作用，從而將土壤中重金屬去除。本發(fā)明所提出的技術解決方案是這樣的:一種制造土壤重金屬生物降解劑的微生物，所述的微生物包含有地衣芽孢桿菌、Bacillus licheniformis、保藏單位為中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心、簡稱CGMCC、保藏地址為北京市朝陽區(qū)大屯路，中國科學院微生物研究所、保藏日期為1999年4月23日、保藏編號為CGMCC N0.0395.4、名為WH4菌種；臺灣假單胞菌、Pseudomonas taiwanensis、保藏單位為中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心、簡稱CGMCC、保藏地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號，中國科學院微生物研究所、保藏日期為2012年12月28日、保藏編號為CGMCC N0.7063、名為WHl5 ;細黃鏈霉菌、Streptomyces microf lavus、保藏單位為中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心、簡稱CGMCC、保藏地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號，中國科學院微生物研究所、保藏日期為2012年12月28日、保藏編號為CGMCC N0.7066、名為WH18菌種；銅綠假單胞菌、Pseudomonas aeruginosa、保藏單位為中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心、簡稱CGMCC、保藏地址為北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號，中國科學院微生物研究所、保藏日期為2013年I月8日、保藏編號為CGMCC N0.7111、名為WH20菌種。采用上述微生物的土壤重金屬生物降解劑的主要成份為WH4菌種、WH15菌種、WH18菌種、WH20菌種以及木碳、活性有機物料、蛭石。該土壤重金屬生物降解劑內含菌種配比以重量百分比計為:
(I) WH4 菌種:10-45% ； (2) WHl5 菌種:13-50% ；
(3)WH18 菌種:8-40% ； (4) WH20 菌種:8_37%。本發(fā)明的土壤重金屬生物降解劑的制造方法，包括菌種培養(yǎng)和配制，其工藝步驟為:
(1)將WH4菌種、WHl5菌種、WH18菌種、WH20菌種按上述重量百分比配比混合均勻組成為WH菌群；
(2)所述WH菌群二級培養(yǎng)基按重量百分比配方:
活性有機物料 35— 45%;米糠 35— 45%;大豆粉15 —17%;奶粉 1.5 — 2.5% ;糖
0.5—1.5% ;其余水；
(3 )二級菌種培養(yǎng):先將WH菌群二級培養(yǎng)基按所述配方混合拌勻，常溫下接種WH菌群，二級培養(yǎng)基溫度范圍30°C — 60°C，PH值6.5—7.5，培養(yǎng)時間7_15天，培養(yǎng)成熟后獲得WH菌群的活性糠菌，其含活菌數(shù)5億一30億個/克；
(4)將木碳、活性有機物料、蛭石和WH菌群的活性糠菌，按以下重量百分比配方混合、常溫發(fā)酵10天以上、粉碎、包裝制成土壤重金屬生物降解劑:
木碳10-70% ；
活性有機物料 15-40% ；
蛭石5-10% ；
WH菌群活性糠菌 10-40%。本發(fā)明是利用生物工程技術研制成的一種土壤重金屬生物降解劑，它利用了 WH菌群對重金屬的強烈吸收效力而實現(xiàn)降解的。本微生物降解劑是由經過嚴格篩選的多種有益微生物經純培養(yǎng)后復合而成，施入土壤后可以降低土壤中重金屬的毒性；可以明顯改善土壤養(yǎng)分供應狀況，主要通過WH菌群的各種菌劑促進土壤中重金屬的溶解和釋放。菌劑在代謝過程中同時釋放出大量的無機有機酸性物質，促進土壤中微量元素硅、鋁、鐵、鎂、鑰等的釋放及螯合，改善土壤養(yǎng)分的供應情況。本發(fā)明所提供的土壤重金屬生物降解劑是一種經過多年的探索與研究，從自然界分離、誘變、篩選馴化出性能顯著的微生物，運用先進技術生產應用于治理重金屬污染的生物制劑，可降低土壤中重金屬的毒性，能顯著降低植物對重金屬的攝取量。同比于化學法降解重金屬污染，本生物制劑更加有效、更安全、更經濟、更實用，而且在降解重金屬同時還能有效改善土壤的物理、化學與生物特性，有利于作物生長與農業(yè)生產。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下顯著的效果:(I)本土壤重金屬生物降解劑，在WH菌群作用下，有效降低了污泥、土壤中重金屬的毒性，顯著降低植物對重金屬的攝取量，修復被重金屬污染的土壤，保護了環(huán)境。(2)使用本土壤重金屬生物降解劑能持續(xù)地改良土壤，增加土壤有機質，提高土壤保水保肥和透氣能力，促進作物生長。(3)施用本活性微生物土壤重金屬生物降解劑對降低農產品的重金屬含量效果非常明顯，能降低到對人體健康無害的水平，有益于人體健康。本發(fā)明涉及的生物材料樣品保藏單位名稱、地址、保藏日期和編號，以及該生物材料的分類命名如下表:
權利要求
1.一種制造土壤重金屬生物降解劑的微生物，其特征在于所述微生物包含有地衣芽孢桿菌，名為WH4菌種；臺灣假單胞菌，名為WH15菌種；細黃鏈霉菌，名為WH18菌種；銅綠假單胞菌，名為WH20菌種。
2.一種采用權利要求I所述微生物的土壤重金屬生物降解劑，其特征在于它的主要成份為WH4菌種、WH15菌種、WH18菌種、WH20菌種以及木碳、活性有機物料、蛭石。
3.根據(jù)權利要求2所述的土壤重金屬生物降解劑，其特征在于該土壤重金屬生物降解劑內含菌種配比以重量百分比計為 (I) WH4 菌種10-45% ； (2) WH15 菌種13-50% ； (3)WH18 菌種8-40% ； (4) WH20 菌種8_37%。
4.一種根據(jù)權利要求2所述土壤重金屬生物降解劑的制造方法，包括菌種培養(yǎng)和配制，其特征在于 (1)將WH4菌種、WHl5菌種、WH18菌種、WH20菌種按權利要求3所述的重量百分比配比混合均勻組成為WH菌群； (2)所述WH菌群二級培養(yǎng)基按重量百分比配方 活性有機物料 35— 45%;米糠 35— 45%;大豆粉15 —17%;奶粉I. 5 — 2. 5% ;糖·O.5—1. 5% ;其余水； (3 )二級菌種培養(yǎng)先將WH菌群二級培養(yǎng)基按所述配方混合拌勻，常溫下接種WH菌群，二級培養(yǎng)基溫度范圍30°C—60°C，PH值6. 5—7. 5，培養(yǎng)時間7_15天，培養(yǎng)成熟后獲得WH菌群的活性糠菌，其含活菌數(shù)5億一30億個/克； (4)將木碳、活性有機物料、蛭石和WH菌群的活性糠菌，按以下重量百分比配方混合、常溫發(fā)酵10天以上、粉碎、包裝制成土壤重金屬生物降解劑 木碳10-70% ； 活性有機物料15-40% ； 蛭石5-10% ； WH菌群活性糠菌10-40%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種土壤重金屬生物降解劑及其制造方法，該土壤重金屬生物降解劑主要成份為WH4菌種、WH15菌種、WH18菌種、WH20菌種以及木碳、活性有機物料、蛭石。該土壤重金屬生物降解劑制造工藝步驟為將WH4菌種、WH15菌種、WH18菌種、WH20菌種按配比混合成WH菌群，通過WH菌群二級培養(yǎng)基對WH菌群進行二級菌種培養(yǎng)，最后將木碳、蛭石、活性有機物料和WH菌群的活性糠菌按配方混合，常溫下發(fā)酵10天以上、粉碎、包裝制成土壤重金屬生物降解劑。利用該生物降解劑來降解土壤中的有毒重金屬，其效果顯著。
文檔編號B09C1/10GK103255078SQ201310042929
公開日2013年8月21日 申請日期2013年2月4日 優(yōu)先權日2013年2月4日
發(fā)明者何飚, 黃恩雄, 何定國, 何定榮 申請人:佛山金葵子植物營養(yǎng)有限公司