一種土壤重金屬處理劑及其應用
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種土壤重金屬處理劑及其應用，土壤重金屬處理劑由枯草芽孢桿菌發(fā)酵液、蒙脫石、糠醛渣、石膏粉和腐植酸組成。本發(fā)明通過對枯草芽孢桿菌特定的發(fā)酵培養(yǎng)，使得其細胞壁上含有豐富的磷壁酸和肽聚糖，在此基礎上，結合蒙脫石、糠醛渣、石膏粉、腐植酸，使得本發(fā)明可以快速、高效的降低土壤中的重金屬。
【專利說明】
一種土壤重金屬處理劑及其應用
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種土壤重金屬處理劑及其應用，屬于土壤處理技術領域。
【背景技術】
[0002]土壤是重金屬離子的源和匯，土壤中的金屬離子可以多種形態(tài)存在，如可溶態(tài)、交換態(tài)以及與不同土壤固相組分如碳酸鹽、鐵錳氧化物、有機質、殘渣物質結合的形態(tài)。土壤微生物是土壤中的活性膠體，他們比表面大、帶電荷、代謝活動旺盛、受到重金屬污染的土壤，往往富集多種耐重金屬的真菌和細菌、微生物可通過多種作用方式影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(I)生物吸附和富集作用，(2)溶解和沉淀作用，(3)氧化還原作用，(4)菌根真菌與土壤重金屬的生物有效性關系。
[0003]土壤重金屬污染修復的專利申請最早出現(xiàn)于1974年，日本朝日化學公司發(fā)明了一種能夠修復汞污染土壤的材料。近年來，對土壤重金屬污染修復技術的研究已經逐漸轉向投資少、效率高的生物修復手段，尤其是植物修復，成為該領域的研究重點。

【發(fā)明內容】

[0004]針對土壤重金屬污染問題，本發(fā)明提供了一種土壤重金屬處理劑，本發(fā)明處理劑可以快速的降低土壤中重金屬的含量，改善土壤結構。本發(fā)明的技術方案如下:
一種土壤重金屬處理劑，由枯草芽孢桿菌發(fā)酵液、蒙脫石、糠醛渣、石膏粉和腐植酸組成;優(yōu)選的，各原料按重量份數(shù)計，枯草芽孢桿菌濃縮液3-8份、蒙脫石1-3份、糠醛渣3-8份、石膏粉1-5份、腐植酸5-10份。
[0005]制備上處理劑的方法，具體步驟如下:
(1)枯草芽孢桿菌斜面的制備
將菌株接種到斜面培養(yǎng)基上進行斜面培養(yǎng)，在32 V，飽和度為70%的條件下培養(yǎng)6-7天；
(2)枯草芽孢桿菌種子培養(yǎng)
將斜面培養(yǎng)的菌株制作菌懸液，按1.5-2%(體積比)的量接種入種子培養(yǎng)基中，開啟攪拌轉速200轉/min、在32°C條件下培養(yǎng)至培養(yǎng)基的光密度為0.5時；
種子培養(yǎng)基:LB培養(yǎng)基:蛋白胨10g/L，酵母膏5g/L，NaCl 10g/L，pH 7.2。
[0006](3)枯草芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)
將種子液按1.5-2%(體積比)的量接種入發(fā)酵培養(yǎng)基中，在30-32°C，通氣量為lL/min，轉速為80轉/min的條件下培養(yǎng)至培養(yǎng)基的光密度為0.5時；
發(fā)酵培養(yǎng)基:淀粉15-25 g/L，蛋白胨10-15 g/L，糖漿3_5 g/L，酵母粉5_8 g/L，玉米干漿 1-2 g/L, (NH4)2.SO4 1-1.5 g/L,K2HPO4 1-2 g/L,MgSO4.7H20 0.5-1 g/L,CaCl2.2H2035-40 mg/L,MnSO4.H2O 20-25 mg/L。
[0007](4)真空條件下濃縮
真空濃縮的條件:在溫度小于35°C條件下進行真空濃縮，濃縮至枯草芽孢桿菌孢子的密度為19個/mL; (5)向步驟(4)獲得的濃縮液中加入蒙脫石，以及糠醛渣、石膏粉、腐植酸，調節(jié)pH7.0，攪拌均勻，其中，各原料按重量份數(shù)計，枯草芽孢桿菌濃縮液3-8份、蒙脫石1-3份、糠醛渣3-8份、石膏粉1-5份、腐植酸5-10份；
(6)對步驟(5)獲得的混合物進行噴霧干燥，即得。
[0008]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點:
本發(fā)明處理劑可以快速的降低土壤中重金屬的含量，改善土壤結構?？莶菅挎邨U菌為革蘭氏陽性菌，其吸附位點是細胞壁肽聚糖、磷壁酸上的羧基和糠醛酸上的磷酸基，本發(fā)明通過對枯草芽孢桿菌特定的發(fā)酵培養(yǎng)，使得其細胞壁上含有豐富的磷壁酸和肽聚糖，在此基礎上，結合蒙脫石、糠醛渣、石膏粉、腐植酸，使得本發(fā)明可以快速、高效的降低土壤中的重金屬。
【具體實施方式】
[0009]下面結合具體實施例來進一步描述本發(fā)明，本發(fā)明的優(yōu)點和特點將會隨著描述而更為清楚。但實施例僅是范例性的，并不對本發(fā)明的范圍構成任何限制。本領域技術人員應該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對本發(fā)明技術方案的細節(jié)和形式進行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護范圍內。
[0010]實施例1一種土壤重金屬處理劑，
由枯草芽孢桿菌發(fā)酵液、蒙脫石、糠醛渣、石膏粉和腐植酸組成。
[0011 ]制備上處理劑的方法，具體步驟如下:
(1)枯草芽孢桿菌斜面的制備
將菌株接種到斜面培養(yǎng)基上進行斜面培養(yǎng)，在32 V，飽和度為70%的條件下培養(yǎng)7天；
(2)枯草芽孢桿菌種子培養(yǎng)
將斜面培養(yǎng)的菌株制作菌懸液，按1.5(體積比)的量接種入種子培養(yǎng)基中，開啟攪拌轉速200轉/min、在32 °C條件下培養(yǎng)至培養(yǎng)基的光密度為0.5時；
種子培養(yǎng)基:LB培養(yǎng)基:蛋白胨10g/L，酵母膏5g/L，NaCl 10g/L，pH 7.2。
[0012](3)枯草芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)
將種子液按1.5體積比)的量接種入發(fā)酵培養(yǎng)基中，在31°C，通氣量為lL/min，轉速為80轉/min的條件下培養(yǎng)至培養(yǎng)基的光密度為0.5時；
發(fā)酵培養(yǎng)基:淀粉20 8/1，蛋白胨12 g/L，糖漿4 g/L，酵母粉6 g/L，玉米干漿2 g/L,(NH4)2.SO4 1.2 g/L,K2HPO4 1.6 g/L,MgSO4.7H20 0.8 g/L，CaCl2.2H20 40 mg/L,MnSO4.H2O 24 mg/L。
[0013](4)真空條件下濃縮
真空濃縮的條件:在溫度小于35°C條件下進行真空濃縮，濃縮至枯草芽孢桿菌孢子的密度為19個/mL;
(5)向步驟(4)獲得的濃縮液中加入蒙脫石，以及糠醛渣、石膏粉、腐植酸，調節(jié)pH7.0，攪拌均勻，其中，各原料按重量份數(shù)計，枯草芽孢桿菌濃縮液5.5份、蒙脫石2份、糠醛渣4份、石膏粉2份、腐植酸7份；
(6)對步驟(5)獲得的混合物進行噴霧干燥，即得。
[0014]將實施例1獲得的處理劑應用于重金屬污染的土壤中，處理前，土壤中的pH為6.8，Pb、Cd、Cr的含量分別為850mg/kg、6.5mg/kg、930mg/kg;將實施例1獲得的處理劑撒到受重金屬污染的土壤表面，然后噴灑水，處理劑的施用量為60kg/公頃;處理10天后進行檢測，土壤中，Pb、Cd、Cr 的含量分別為 157mg/kg、0.35mg/kg、183mg/kg。
[0015]實施例2—種土壤重金屬處理劑
由枯草芽孢桿菌發(fā)酵液、蒙脫石、糠醛渣、石膏粉和腐植酸組成。
[0016]制備上處理劑的方法，具體步驟如下:
(1)枯草芽孢桿菌斜面的制備
將菌株接種到斜面培養(yǎng)基上進行斜面培養(yǎng)，在32 V，飽和度為70%的條件下培養(yǎng)6天；
(2)枯草芽孢桿菌種子培養(yǎng)
將斜面培養(yǎng)的菌株制作菌懸液，按2%(體積比)的量接種入種子培養(yǎng)基中，開啟攪拌轉速200轉/min、在32 °C條件下培養(yǎng)至培養(yǎng)基的光密度為0.5時；
種子培養(yǎng)基:LB培養(yǎng)基:蛋白胨10g/L，酵母膏5g/L，NaCl 10g/L，pH 7.2。
[0017]( 3)枯草芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)
將種子液按2%(體積比)的量接種入發(fā)酵培養(yǎng)基中，在30°C，通氣量為lL/min，轉速為80轉/min的條件下培養(yǎng)至培養(yǎng)基的光密度為0.5時；
發(fā)酵培養(yǎng)基:淀粉23 8/1，蛋白胨148/1，糖漿3.5 g/L，酵母粉6 8/1，玉米干漿1..5 g/L,(NH4)2.SO4 lg/L,K2HPO4 1.5 g/L,MgSO4.7H20 0.8 g/L，CaCl2.2H20 38 mg/L,MnSO4.H2O 23 mg/L。
[0018](4)真空條件下濃縮
真空濃縮的條件:在溫度小于35°C條件下進行真空濃縮，濃縮至枯草芽孢桿菌孢子的密度為19個/mL;
(5)向步驟(4)獲得的濃縮液中加入蒙脫石，以及糠醛渣、石膏粉、腐植酸，調節(jié)pH7.0，攪拌均勻，其中，各原料按重量份數(shù)計，枯草芽孢桿菌濃縮液4份、蒙脫石1.5份、糠醛渣7份、石膏粉2份、腐植酸6份；
(6)對步驟(5)獲得的混合物進行噴霧干燥，即得。
[0019]將實施例2獲得的處理劑應用于重金屬污染的土壤中，處理前，土壤中的pH為6.8，Pb、Cd、Cr的含量分別為850mg/kg、6.5mg/kg、930mg/kg;將實施例1獲得的處理劑撒到受重金屬污染的土壤表面，然后噴灑水，處理劑的施用量為60kg/公頃;處理10天后進行檢測，土壤中，Pb、Cd、Cr 的含量分別為 169mg/kg、0.38mg/kg、190mg/kg。
[0020]實施例3—種土壤重金屬處理劑
由枯草芽孢桿菌發(fā)酵液、蒙脫石、糠醛渣、石膏粉和腐植酸組成。
[0021 ]制備上處理劑的方法，具體步驟如下:
(1)枯草芽孢桿菌斜面的制備
將菌株接種到斜面培養(yǎng)基上進行斜面培養(yǎng)，在32 V，飽和度為70%的條件下培養(yǎng)7天；
(2)枯草芽孢桿菌種子培養(yǎng)
將斜面培養(yǎng)的菌株制作菌懸液，按1.5%(體積比)的量接種入種子培養(yǎng)基中，開啟攪拌轉速200轉/min、在32 °C條件下培養(yǎng)至培養(yǎng)基的光密度為0.5時；
種子培養(yǎng)基:LB培養(yǎng)基:蛋白胨10g/L，酵母膏5g/L，NaCl 10g/L，pH 7.2。
[0022](3)枯草芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng)將種子液按1.5%(體積比)的量接種入發(fā)酵培養(yǎng)基中，在32°C，通氣量為lL/min，轉速為80轉/min的條件下培養(yǎng)至培養(yǎng)基的光密度為0.5時；
發(fā)酵培養(yǎng)基:淀粉18 g/L，蛋白胨14 g/L，糖漿5 g/L，酵母粉6 g/L，玉米干漿1.2g/L，(NH4)2.SO4 1.4 g/L,K2HPO4 1.8g/L,MgS04.7H20 0.6g/L,CaCl2.2H20 35 mg/L,MnSO4.H2O 21 mg/L0
[0023](4)真空條件下濃縮
真空濃縮的條件:在溫度小于35°C條件下進行真空濃縮，濃縮至枯草芽孢桿菌孢子的密度為19個/mL;
(5)向步驟(4)獲得的濃縮液中加入蒙脫石，以及糠醛渣、石膏粉、腐植酸，調節(jié)pH7.0，攪拌均勻，其中，各原料按重量份數(shù)計，枯草芽孢桿菌濃縮液8份、蒙脫石3份、糠醛渣3.5份、石膏粉2份、腐植酸8份；
(6)對步驟(5)獲得的混合物進行噴霧干燥，即得。
[0024]將實施例3獲得的處理劑應用于重金屬污染的土壤中，處理前，土壤中的pH為6.8，Pb、Cd、Cr的含量分別為850mg/kg、6.5mg/kg、930mg/kg;將實施例1獲得的處理劑撒到受重金屬污染的土壤表面，然后噴灑水，處理劑的施用量為60kg/公頃;處理10天后進行檢測，土壤中，Pb、Cd、Cr 的含量分另 Ij 為 188mg/kg、0.65mg/kg、197mg/kg。
【主權項】
1.一種土壤重金屬處理劑，其特征在于，所述土壤重金屬處理劑由枯草芽孢桿菌發(fā)酵液、蒙脫石、糠醛渣、石膏粉和腐植酸組成。2.根據權利要求1所述土壤重金屬處理劑，其特征在于，所述土壤重金屬處理劑中各原料按重量份數(shù)計，枯草芽孢桿菌濃縮液3-8份、蒙脫石1-3份、糠醛渣3-8份、石膏粉1-5份、腐植酸5-10份。3.根據權利要求2所述土壤重金屬處理劑，其特征在于，所述土壤重金屬處理劑中各原料按重量份數(shù)計，枯草芽孢桿菌濃縮液5.5份、蒙脫石2份、糠醛渣4份、石膏粉2份、腐植酸7份。4.制備如權利要求1-3任一項所述土壤重金屬處理劑的方法，其特征在于，具體步驟如下: (1)枯草芽孢桿菌斜面的制備 將菌株接種到斜面培養(yǎng)基上進行斜面培養(yǎng)，在32 V，飽和度為70%的條件下培養(yǎng)6-7天； (2)枯草芽孢桿菌種子培養(yǎng) 將斜面培養(yǎng)的菌株制作菌懸液，按1.5-2%(體積比)的量接種入種子培養(yǎng)基中，開啟攪拌轉速200轉/min、在32°C條件下培養(yǎng)至培養(yǎng)基的光密度為0.5時； 種子培養(yǎng)基:LB培養(yǎng)基:蛋白胨10g/L，酵母膏5g/L，NaCl 10g/L，pH 7.2； (3)枯草芽孢桿菌發(fā)酵培養(yǎng) 將種子液按1.5-2%(體積比)的量接種入發(fā)酵培養(yǎng)基中，在30-32°C，通氣量為lL/min，轉速為80轉/min的條件下培養(yǎng)至培養(yǎng)基的光密度為0.5時； 發(fā)酵培養(yǎng)基:淀粉15-25 g/L，蛋白胨10-15 g/L，糖漿3_5 g/L，酵母粉5_8 g/L，玉米干漿 1-2 g/L, (NH4)2.SO4 1-1.5 g/L,K2HPO4 1-2 g/L,MgSO4.7H20 0.5-1 g/L，CaCl2.2H2035-40 mg/L,MnSO4.H2O 20-25 mg/L； (4)真空條件下濃縮 真空濃縮的條件:在溫度小于35°C條件下進行真空濃縮，濃縮至枯草芽孢桿菌孢子的密度為19個/mL; (5)向步驟(4)獲得的濃縮液中加入蒙脫石、糠醛渣、石膏粉、腐植酸，調節(jié)pH7.0; (6)對步驟(5)獲得的混合物進行噴霧干燥，即得。5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)中按1.5%(體積比)的量接種入種子培養(yǎng)基中，所述步驟(3)中將種子液按1.5%(體積比)的量接種入發(fā)酵培養(yǎng)基中。6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中發(fā)酵培養(yǎng)基為:淀粉20g/L，蛋白胨 12 g/L，糖漿4 g/L，酵母粉6 g/L，玉米干漿2 g/L, (NH4)2.SO4 1.2 g/L,K2HPO41.6 g/L,MgSO4.7H20 0.8 g/L，CaCl2.2H20 40 mg/L,MnSO4.H2O 24 mg/L。7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，在31°C，通氣量為lL/min，轉速為80轉/min的條件下培養(yǎng)至培養(yǎng)基的光密度為0.5時。8.如權利要求1-3任一項所述土壤重金屬處理劑在治理土壤重金屬方面的應用。
【文檔編號】B09C1/10GK105921509SQ201610276807
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月29日
【發(fā)明人】丁方軍, 路艷艷, 洪丕征, 陳士更, 吳欽泉, 朱福軍, 郭新送, 胡翠紅, 陳大印
【申請人】山東農大肥業(yè)科技有限公司