一种土壤重金属处理剂及其应用
【专利摘要】本发明涉及一种土壤重金属处理剂及其应用，土壤重金属处理剂由枯草芽孢杆菌发酵液、蒙脱石、糠醛渣、石膏粉和腐植酸组成。本发明通过对枯草芽孢杆菌特定的发酵培养，使得其细胞壁上含有丰富的磷壁酸和肽聚糖，在此基础上，结合蒙脱石、糠醛渣、石膏粉、腐植酸，使得本发明可以快速、高效的降低土壤中的重金属。
【专利说明】
一种土壤重金属处理剂及其应用
技术领域
[0001]本发明涉及一种土壤重金属处理剂及其应用，属于土壤处理技术领域。
【背景技术】
[0002]土壤是重金属离子的源和汇，土壤中的金属离子可以多种形态存在，如可溶态、交换态以及与不同土壤固相组分如碳酸盐、铁锰氧化物、有机质、残渣物质结合的形态。土壤微生物是土壤中的活性胶体，他们比表面大、带电荷、代谢活动旺盛、受到重金属污染的土壤，往往富集多种耐重金属的真菌和细菌、微生物可通过多种作用方式影响主要体现在以下几个方面:(I)生物吸附和富集作用，(2)溶解和沉淀作用，(3)氧化还原作用，(4)菌根真菌与土壤重金属的生物有效性关系。
[0003]土壤重金属污染修复的专利申请最早出现于1974年，日本朝日化学公司发明了一种能够修复汞污染土壤的材料。近年来，对土壤重金属污染修复技术的研究已经逐渐转向投资少、效率高的生物修复手段，尤其是植物修复，成为该领域的研究重点。
【发明内容】
[0004]针对土壤重金属污染问题，本发明提供了一种土壤重金属处理剂，本发明处理剂可以快速的降低土壤中重金属的含量，改善土壤结构。本发明的技术方案如下:
一种土壤重金属处理剂，由枯草芽孢杆菌发酵液、蒙脱石、糠醛渣、石膏粉和腐植酸组成;优选的，各原料按重量份数计，枯草芽孢杆菌浓缩液3-8份、蒙脱石1-3份、糠醛渣3-8份、石膏粉1-5份、腐植酸5-10份。
[0005]制备上处理剂的方法，具体步骤如下:
(1)枯草芽孢杆菌斜面的制备
将菌株接种到斜面培养基上进行斜面培养，在32 V，饱和度为70%的条件下培养6-7天；
(2)枯草芽孢杆菌种子培养
将斜面培养的菌株制作菌悬液，按1.5-2%(体积比)的量接种入种子培养基中，开启搅拌转速200转/min、在32°C条件下培养至培养基的光密度为0.5时；
种子培养基:LB培养基:蛋白胨10g/L，酵母膏5g/L，NaCl 10g/L，pH 7.2。
[0006](3)枯草芽孢杆菌发酵培养
将种子液按1.5-2%(体积比)的量接种入发酵培养基中，在30-32°C，通气量为lL/min，转速为80转/min的条件下培养至培养基的光密度为0.5时；
发酵培养基:淀粉15-25 g/L，蛋白胨10-15 g/L，糖浆3_5 g/L，酵母粉5_8 g/L，玉米干浆 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)真空条件下浓缩
真空浓缩的条件:在温度小于35°C条件下进行真空浓缩，浓缩至枯草芽孢杆菌孢子的密度为19个/mL; (5)向步骤(4)获得的浓缩液中加入蒙脱石，以及糠醛渣、石膏粉、腐植酸，调节pH7.0，搅拌均匀，其中，各原料按重量份数计，枯草芽孢杆菌浓缩液3-8份、蒙脱石1-3份、糠醛渣3-8份、石膏粉1-5份、腐植酸5-10份；
(6)对步骤(5)获得的混合物进行喷雾干燥，即得。
[0008]本发明与现有技术相比具有以下优点:
本发明处理剂可以快速的降低土壤中重金属的含量，改善土壤结构。枯草芽孢杆菌为革兰氏阳性菌，其吸附位点是细胞壁肽聚糖、磷壁酸上的羧基和糠醛酸上的磷酸基，本发明通过对枯草芽孢杆菌特定的发酵培养，使得其细胞壁上含有丰富的磷壁酸和肽聚糖，在此基础上，结合蒙脱石、糠醛渣、石膏粉、腐植酸，使得本发明可以快速、高效的降低土壤中的重金属。
【具体实施方式】
[0009]下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
[0010]实施例1一种土壤重金属处理剂，
由枯草芽孢杆菌发酵液、蒙脱石、糠醛渣、石膏粉和腐植酸组成。
[0011 ]制备上处理剂的方法，具体步骤如下:
(1)枯草芽孢杆菌斜面的制备
将菌株接种到斜面培养基上进行斜面培养，在32 V，饱和度为70%的条件下培养7天；
(2)枯草芽孢杆菌种子培养
将斜面培养的菌株制作菌悬液，按1.5(体积比)的量接种入种子培养基中，开启搅拌转速200转/min、在32 °C条件下培养至培养基的光密度为0.5时；
种子培养基:LB培养基:蛋白胨10g/L，酵母膏5g/L，NaCl 10g/L，pH 7.2。
[0012](3)枯草芽孢杆菌发酵培养
将种子液按1.5体积比)的量接种入发酵培养基中，在31°C，通气量为lL/min，转速为80转/min的条件下培养至培养基的光密度为0.5时；
发酵培养基:淀粉20 8/1，蛋白胨12 g/L，糖浆4 g/L，酵母粉6 g/L，玉米干浆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)真空条件下浓缩
真空浓缩的条件:在温度小于35°C条件下进行真空浓缩，浓缩至枯草芽孢杆菌孢子的密度为19个/mL;
(5)向步骤(4)获得的浓缩液中加入蒙脱石，以及糠醛渣、石膏粉、腐植酸，调节pH7.0，搅拌均匀，其中，各原料按重量份数计，枯草芽孢杆菌浓缩液5.5份、蒙脱石2份、糠醛渣4份、石膏粉2份、腐植酸7份；
(6)对步骤(5)获得的混合物进行喷雾干燥，即得。
[0014]将实施例1获得的处理剂应用于重金属污染的土壤中，处理前，土壤中的pH为6.8，Pb、Cd、Cr的含量分别为850mg/kg、6.5mg/kg、930mg/kg;将实施例1获得的处理剂撒到受重金属污染的土壤表面，然后喷洒水，处理剂的施用量为60kg/公顷;处理10天后进行检测，土壤中，Pb、Cd、Cr 的含量分别为 157mg/kg、0.35mg/kg、183mg/kg。
[0015]实施例2—种土壤重金属处理剂
由枯草芽孢杆菌发酵液、蒙脱石、糠醛渣、石膏粉和腐植酸组成。
[0016]制备上处理剂的方法，具体步骤如下:
(1)枯草芽孢杆菌斜面的制备
将菌株接种到斜面培养基上进行斜面培养，在32 V，饱和度为70%的条件下培养6天；
(2)枯草芽孢杆菌种子培养
将斜面培养的菌株制作菌悬液，按2%(体积比)的量接种入种子培养基中，开启搅拌转速200转/min、在32 °C条件下培养至培养基的光密度为0.5时；
种子培养基:LB培养基:蛋白胨10g/L，酵母膏5g/L，NaCl 10g/L，pH 7.2。
[0017]( 3)枯草芽孢杆菌发酵培养
将种子液按2%(体积比)的量接种入发酵培养基中，在30°C，通气量为lL/min，转速为80转/min的条件下培养至培养基的光密度为0.5时；
发酵培养基:淀粉23 8/1，蛋白胨148/1，糖浆3.5 g/L，酵母粉6 8/1，玉米干浆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)真空条件下浓缩
真空浓缩的条件:在温度小于35°C条件下进行真空浓缩，浓缩至枯草芽孢杆菌孢子的密度为19个/mL;
(5)向步骤(4)获得的浓缩液中加入蒙脱石，以及糠醛渣、石膏粉、腐植酸，调节pH7.0，搅拌均匀，其中，各原料按重量份数计，枯草芽孢杆菌浓缩液4份、蒙脱石1.5份、糠醛渣7份、石膏粉2份、腐植酸6份；
(6)对步骤(5)获得的混合物进行喷雾干燥，即得。
[0019]将实施例2获得的处理剂应用于重金属污染的土壤中，处理前，土壤中的pH为6.8，Pb、Cd、Cr的含量分别为850mg/kg、6.5mg/kg、930mg/kg;将实施例1获得的处理剂撒到受重金属污染的土壤表面，然后喷洒水，处理剂的施用量为60kg/公顷;处理10天后进行检测，土壤中，Pb、Cd、Cr 的含量分别为 169mg/kg、0.38mg/kg、190mg/kg。
[0020]实施例3—种土壤重金属处理剂
由枯草芽孢杆菌发酵液、蒙脱石、糠醛渣、石膏粉和腐植酸组成。
[0021 ]制备上处理剂的方法，具体步骤如下:
(1)枯草芽孢杆菌斜面的制备
将菌株接种到斜面培养基上进行斜面培养，在32 V，饱和度为70%的条件下培养7天；
(2)枯草芽孢杆菌种子培养
将斜面培养的菌株制作菌悬液，按1.5%(体积比)的量接种入种子培养基中，开启搅拌转速200转/min、在32 °C条件下培养至培养基的光密度为0.5时；
种子培养基:LB培养基:蛋白胨10g/L，酵母膏5g/L，NaCl 10g/L，pH 7.2。
[0022](3)枯草芽孢杆菌发酵培养将种子液按1.5%(体积比)的量接种入发酵培养基中，在32°C，通气量为lL/min，转速为80转/min的条件下培养至培养基的光密度为0.5时；
发酵培养基:淀粉18 g/L，蛋白胨14 g/L，糖浆5 g/L，酵母粉6 g/L，玉米干浆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)真空条件下浓缩
真空浓缩的条件:在温度小于35°C条件下进行真空浓缩，浓缩至枯草芽孢杆菌孢子的密度为19个/mL;
(5)向步骤(4)获得的浓缩液中加入蒙脱石，以及糠醛渣、石膏粉、腐植酸，调节pH7.0，搅拌均匀，其中，各原料按重量份数计，枯草芽孢杆菌浓缩液8份、蒙脱石3份、糠醛渣3.5份、石膏粉2份、腐植酸8份；
(6)对步骤(5)获得的混合物进行喷雾干燥，即得。
[0024]将实施例3获得的处理剂应用于重金属污染的土壤中，处理前，土壤中的pH为6.8，Pb、Cd、Cr的含量分别为850mg/kg、6.5mg/kg、930mg/kg;将实施例1获得的处理剂撒到受重金属污染的土壤表面，然后喷洒水，处理剂的施用量为60kg/公顷;处理10天后进行检测，土壤中，Pb、Cd、Cr 的含量分另 Ij 为 188mg/kg、0.65mg/kg、197mg/kg。
【主权项】
1.一种土壤重金属处理剂，其特征在于，所述土壤重金属处理剂由枯草芽孢杆菌发酵液、蒙脱石、糠醛渣、石膏粉和腐植酸组成。2.根据权利要求1所述土壤重金属处理剂，其特征在于，所述土壤重金属处理剂中各原料按重量份数计，枯草芽孢杆菌浓缩液3-8份、蒙脱石1-3份、糠醛渣3-8份、石膏粉1-5份、腐植酸5-10份。3.根据权利要求2所述土壤重金属处理剂，其特征在于，所述土壤重金属处理剂中各原料按重量份数计，枯草芽孢杆菌浓缩液5.5份、蒙脱石2份、糠醛渣4份、石膏粉2份、腐植酸7份。4.制备如权利要求1-3任一项所述土壤重金属处理剂的方法，其特征在于，具体步骤如下: (1)枯草芽孢杆菌斜面的制备 将菌株接种到斜面培养基上进行斜面培养，在32 V，饱和度为70%的条件下培养6-7天； (2)枯草芽孢杆菌种子培养 将斜面培养的菌株制作菌悬液，按1.5-2%(体积比)的量接种入种子培养基中，开启搅拌转速200转/min、在32°C条件下培养至培养基的光密度为0.5时； 种子培养基:LB培养基:蛋白胨10g/L，酵母膏5g/L，NaCl 10g/L，pH 7.2； (3)枯草芽孢杆菌发酵培养 将种子液按1.5-2%(体积比)的量接种入发酵培养基中，在30-32°C，通气量为lL/min，转速为80转/min的条件下培养至培养基的光密度为0.5时； 发酵培养基:淀粉15-25 g/L，蛋白胨10-15 g/L，糖浆3_5 g/L，酵母粉5_8 g/L，玉米干浆 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)真空条件下浓缩 真空浓缩的条件:在温度小于35°C条件下进行真空浓缩，浓缩至枯草芽孢杆菌孢子的密度为19个/mL; (5)向步骤(4)获得的浓缩液中加入蒙脱石、糠醛渣、石膏粉、腐植酸，调节pH7.0; (6)对步骤(5)获得的混合物进行喷雾干燥，即得。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中按1.5%(体积比)的量接种入种子培养基中，所述步骤(3)中将种子液按1.5%(体积比)的量接种入发酵培养基中。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中发酵培养基为:淀粉20g/L，蛋白胨 12 g/L，糖浆4 g/L，酵母粉6 g/L，玉米干浆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.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，在31°C，通气量为lL/min，转速为80转/min的条件下培养至培养基的光密度为0.5时。8.如权利要求1-3任一项所述土壤重金属处理剂在治理土壤重金属方面的应用。
【文档编号】B09C1/10GK105921509SQ201610276807
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】丁方军, 路艳艳, 洪丕征, 陈士更, 吴钦泉, 朱福军, 郭新送, 胡翠红, 陈大印
【申请人】山东农大肥业科技有限公司