一种铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法，包括如下步骤：取含有黑曲霉菌的斜面PDA，用无菌水冲洗斜面PDA的表面后得到第一混合物料，将第一混合物料置于无菌锥形瓶中，振荡培养11-13h得到黑曲霉菌液；粉碎皂角壳至粒径为2-3mm，加水混合后高温灭菌，冷却至室温后加入黑曲霉菌液，置于恒温摇床上培养115-125h得到第二混合物料；将第二混合物料静置沉淀完全后，取上层液体加入柠檬酸中混合均匀得到铬污染土壤淋洗液。本发明原料简单易得，制备工艺简单，大大减低了制备成本，而且对土壤中铬的淋洗率高，而且不会对修复土壤带来二次污染。
【专利说明】一种铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及土壤修复【技术领域】，尤其涉及一种铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着铬盐在制造、金属加工、制革、印染等工业的大量使用，铬在环境中的高浓度累积已经成为了一种不容忽视的环境问题。而近年由于化工厂非法倾倒剧毒铬渣造成当地牲畜死亡，农田、水质严重污染引起铬中毒的事件已引起了各方面的关注。同时，由于历史原因，我国大部分铬盐厂生产过程中产生的固体废物即铬渣，主要采取简单堆存的方式处理，未采取防渗措施。铬渣中含有一定量的水溶性六价铬，在降水淋沥的情况下，这部分水溶性六价铬会随淋沥水进入土壤，并对地下水或地表水造成比较严重的污染。
[0003]土壤淋洗技术在土壤重金属污染修复中因其具有投资少、耗能低，对操作人员伤害小等优势，在许多土壤修复中被广泛使用。筛选出合适有效的土壤淋洗剂对土壤的修复来说非常的关键和重要，但现有技术对于铬污染的土壤，尤其具有高毒性的六价铬的土壤淋洗剂都采用有机酸淋洗剂。而生物表面活性剂因其具有较低的临界胶束浓度而能够清除土壤中一些种类的重金属、且成本低、生物降解性好、表面活性大以及没有二次污染等优点，在铬污染土壤修复中可提高铬的洗脱效率。
【发明内容】
[0004]基于【背景技术】存在的技术问题，本发明提出了一种铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法，采用柠檬酸与废弃生物质材料皂角的发酵液相互配合，不仅解决铬污染土壤淋洗效率较低的困境，同时实现了废弃物的清洁、循环转化利用。
[0005]本发明提出的一种铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法，包括如下步骤:
51、取含有黑曲霉菌的斜面PDA，用无菌水冲洗斜面PDA的表面后得到第一混合物料，将第一混合物料置于无菌锥形瓶中，以145-155rpm的转速振荡培养ll_13h得到黑曲霉菌液，培养温度为28-32 °C ；
52、粉碎皂角壳至粒径为2-3_，加水混合后高温灭菌，冷却至室温后加入黑曲霉菌液，置于恒温摇床上培养115-125h得到第二混合物料，恒温摇床的培养温度为28-32°C，恒温摇床转速为145_155rpm ；
53、将第二混合物料静置沉淀完全后，取上层液体加入柠檬酸混合均匀得到铬污染土壤复合淋洗剂。
[0006]优选地，S2中，粉碎后的皂角壳与水的质量体积比(g/L)为8-12:10_15，粉碎后的皂角壳与黑曲霉菌液的质量体积比(g/L)为5-10:2-3。
[0007]优选地，S2中，高温灭菌的温度为120-125°C，高温灭菌的时间为18_21min。
[0008]优选地，S2中，粉碎皂角壳至粒径为2-3_，加水混合后高温灭菌，粉碎后的皂角壳与水的质量体积比(g/L)为9-11:11-14，高温灭菌的温度为120-123°C，高温灭菌的时间为19-20min，冷却至室温后加入黑曲霉菌液，置于恒温摇床上培养119_121h得到第二混合物料，恒温摇床的培养温度为29-30°C，恒温摇床转速为148-153rpm，其中粉碎后的皂角壳与黑曲霉菌液的质量体积比(g/L)为6-9:2.2-2.6。
[0009]优选地，S2中，粉碎皂角壳至粒径为2-3_，加水混合后高温灭菌，粉碎后的皂角壳与水的质量体积比(g/L)为10:12，高温灭菌的温度为121°C，高温灭菌的时间为20min，冷却至室温后加入黑曲霉菌液，置于恒温摇床上培养120h得到第二混合物料，恒温摇床的培养温度为30°C，恒温摇床转速为150rpm，其中粉碎后的皂角壳与黑曲霉菌液的质量体积比(g/L)为3丄
[0010]优选地，S3中，柠檬酸浓度为0.3-0.5mol/Lo
[0011]优选地，S3中，上层液体与柠檬酸的体积比为0.8-1.2:0.8-1.2。
[0012]优选地，S3中，将第二混合物料静置沉淀完全后，取上层液体加入0.4mol/L柠檬酸混合均匀得到铬污染土壤复合淋洗剂，其中上层液体与柠檬酸的体积比为1:1。
[0013]对本发明进行淋洗率检测:采用PVC塑料管制成土柱，直径5.0cm，高30.0cm，土柱底部采用纱布包裹，并用铁丝固定牢固，使其可以承受土壤且允许淋洗剂流出。取土壤样品采用手工填充的方式填于土柱中，土壤填充高度为20.0cm。将本发明按照固液比为1:20注入制备好的土柱中，淋洗液从土柱的上方注入，调节蠕动泵控制流速。将烧杯置于土柱下方，接收经土柱流出的复合淋洗剂溶液。对接收液利用原子吸收分光光度计进行铬含量测定。结果显示，复合淋洗剂对铬污染土壤的淋洗率可达93.2%。
[0014]本发明采用皂角经黑曲霉菌发酵后，与柠檬酸混合而得的，原料简单易得，大大降低了铬污染土壤淋洗液成本，而且实现废弃生物材料的清洁、循环利用，经上述实验证实本发明对土壤中铬的淋洗率高，而且不会对修复土壤带来二次污染。
【具体实施方式】
[0015]下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
[0016]实施例1
本发明提出的一种铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法，包括如下步骤:
51、取含有黑曲霉菌的斜面PDA，用无菌水冲洗斜面PDA的表面后得到第一混合物料，将第一混合物料置于无菌锥形瓶中，以145rpm的转速振荡培养13h得到黑曲霉菌液，培养温度为28 °C ；
52、粉碎皂角壳至粒径为2-3_，加水混合后高温灭菌，粉碎后的皂角壳与水的质量体积比(g/L)为6:5，高温灭菌的温度为125°C，高温灭菌的时间为18min，冷却至室温后加入黑曲霉菌液，置于恒温摇床上培养125h得到第二混合物料，恒温摇床的培养温度为28°C，恒温摇床转速为155rpm，其中粉碎后的皂角壳与黑曲霉菌液的质量体积比(g/L)为5:3 ；
53、将第二混合物料静置沉淀完全后，取上层液体加入柠檬酸混合均匀得到铬污染土壤复合淋洗剂。
[0017]实施例2
本发明提出的一种铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法，包括如下步骤:
S1、取含有黑曲霉菌的斜面PDA，用无菌水冲洗斜面PDA的表面后得到第一混合物料，将第一混合物料置于无菌锥形瓶中，以155rpm的转速振荡培养Ilh得到黑曲霉菌液，培养温度为32 °C ；
52、粉碎皂角壳至粒径为2-3_，加水混合后高温灭菌，粉碎后的皂角壳与水的质量体积比(g/L)为8:15，高温灭菌的温度为120°C，高温灭菌的时间为21min，冷却至室温后加入黑曲霉菌液，置于恒温摇床上培养115h得到第二混合物料，恒温摇床的培养温度为32°C，恒温摇床转速为145rpm，其中粉碎后的皂角壳与黑曲霉菌液的质量体积比(g/L)为5:1 ;
53、将第二混合物料静置沉淀完全后，取上层液体加入柠檬酸混合均匀得到铬污染土壤复合淋洗剂。
[0018]实施例3
本发明提出的一种铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法，包括如下步骤:
51、取含有黑曲霉菌的斜面PDA，用无菌水冲洗斜面PDA的表面后得到第一混合物料，将第一混合物料置于无菌锥形瓶中，以152rpm的转速振荡培养11.5h得到黑曲霉菌液，培养温度为31°C ;
52、粉碎皂角壳至粒径为2-3_，加水混合后高温灭菌，粉碎后的皂角壳与水的质量体积比(g/L)为9:14，高温灭菌的温度为120°C，高温灭菌的时间为20min，冷却至室温后加入黑曲霉菌液，置于恒温摇床上培养119h得到第二混合物料，恒温摇床的培养温度为30°C，恒温摇床转速为148rpm，其中粉碎后的皂角壳与黑曲霉菌液的质量体积比(g/L)为9:2.2 ；
53、将第二混合物料静置沉淀完全后，取上层液体加入0.5mol/L柠檬酸混合均匀得到铬污染土壤复合淋洗剂，其中上层液体与柠檬酸的体积比为2:3。
[0019]实施例4
本发明提出的一种铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法，包括如下步骤:
51、取含有黑曲霉菌的斜面PDA，用无菌水冲洗斜面PDA的表面后得到第一混合物料，将第一混合物料置于无菌锥形瓶中，以148rpm的转速振荡培养12.5h得到黑曲霉菌液，培养温度为29 °C ；
52、粉碎皂角壳至粒径为2-3_，加水混合后高温灭菌，粉碎后的皂角壳与水的质量体积比(g/L)为1:1，高温灭菌的温度为123°C，高温灭菌的时间为19min，冷却至室温后加入黑曲霉菌液，置于恒温摇床上培养121h得到第二混合物料，恒温摇床的培养温度为29°C，恒温摇床转速为153rpm，其中粉碎后的皂角壳与黑曲霉菌液的质量体积比(g/L)为3:1.3 ；
53、将第二混合物料静置沉淀完全后，取上层液体加入0.3mol/L柠檬酸混合均匀得到铬污染土壤复合淋洗剂，其中上层液体与柠檬酸的体积比为3:2。
[0020]实施例5
本发明提出的一种铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法，包括如下步骤:
51、取含有黑曲霉菌的斜面PDA，用无菌水冲洗斜面PDA的表面后得到第一混合物料，将第一混合物料置于无菌锥形瓶中，以150rpm的转速振荡培养12h得到黑曲霉菌液，培养温度为30 °C ；
52、粉碎皂角壳至粒径为2-3_，加水混合后高温灭菌，粉碎后的皂角壳与水的质量体积比(g/L)为5:6，高温灭菌的温度为121°C，高温灭菌的时间为20min，冷却至室温后加入黑曲霉菌液，置于恒温摇床上培养120h得到第二混合物料，恒温摇床的培养温度为30°C，恒温摇床转速为150rpm，其中粉碎后的皂角壳与黑曲霉菌液的质量体积比(g/L)为3:1 ;
53、将第二混合物料静置沉淀完全后，取上层液体加入0.4mol/L柠檬酸混合均匀得到铬污染土壤复合淋洗剂，其中上层液体与柠檬酸的体积比为1:1。
[0021]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 51、取含有黑曲霉菌的斜面PDA，用无菌水冲洗斜面PDA的表面后得到第一混合物料，将第一混合物料置于无菌锥形瓶中，以145-155rpm的转速振荡培养ll_13h得到黑曲霉菌液，培养温度为28-32 °C ； 52、粉碎皂角壳至粒径为2-3_，加水混合后高温灭菌，冷却至室温后加入黑曲霉菌液，置于恒温摇床上培养115-125h得到第二混合物料，恒温摇床的培养温度为28-32°C，恒温摇床转速为145_155rpm ； 53、将第二混合物料静置沉淀完全后，取上层液体加入柠檬酸混合均匀得到铬污染土壤复合淋洗剂。
2.根据权利要求1所述铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法，其特征在于，S2中，粉碎后的皂角壳与水的质量体积比(g/L)为8-12:10-15，粉碎后的皂角壳与黑曲霉菌液的质量体积比(g/L)为 5-10:2-3。
3.根据权利要求1或2所述铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法，其特征在于，S2中，高温灭菌的温度为120-125°C，高温灭菌的时间为18-21min。
4.根据权利要求1-3任一项所述铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法，其特征在于，S2中，粉碎皂角壳至粒径为2-3_，加水混合后高温灭菌，粉碎后的皂角壳与水的质量体积比(g/L)为9-11:11_14，高温灭菌的温度为120-123°C，高温灭菌的时间为19_20min，冷却至室温后加入黑曲霉菌液，置于恒温摇床上培养119-121h得到第二混合物料，恒温摇床的培养温度为29-30°C，恒温摇床转速为148-153rpm，其中粉碎后的皂角壳与黑曲霉菌液的质量体积比(g/L)为 6-9:2.2-2.6。
5.根据权利要求1-4任一项所述铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法，其特征在于，S2中，粉碎皂角壳至粒径为2-3_，加水混合后高温灭菌，粉碎后的皂角壳与水的质量体积比(g/L)为10:12，高温灭菌的温度为121°C，高温灭菌的时间为20min，冷却至室温后加入黑曲霉菌液，置于恒温摇床上培养120h得到第二混合物料，恒温摇床的培养温度为30°C，恒温摇床转速为150rpm，其中粉碎后的皂角壳与黑曲霉菌液的质量体积比(g/L)为3:1。
6.根据权利要求1-5任一项所述铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法，其特征在于，S3中，柠檬酸浓度为0.3-0.5mol/Lo
7.根据权利要求1-6任一项所述铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法，其特征在于，S3中，上层液体与柠檬酸的体积比为0.8-1.2:0.8-1.2。
8.根据权利要求1-6任一项所述铬污染土壤复合淋洗剂的制备方法，其特征在于，S3中，将第二混合物料静置沉淀完全后，取上层液体加入0.4mol/L柠檬酸混合均匀得到铬污染土壤复合淋 洗剂，其中上层液体与柠檬酸的体积比为1:1。
【文档编号】B09C1/10GK104492806SQ201410741658
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月9日 优先权日:2014年12月9日
【发明者】熊华斌, 魏薇, 刘晓海, 高云涛, 李晓芬, 刘天成, 罗利军, 熊艳, 高金婷, 张继, 谢尧娟, 陈佳静 申请人:云南民族大学