本发明涉及土壤修复技术领域，具体涉及一种用于修复重金属污染的土壤调理剂及其应用。
背景技术：
近年来，工业化进程加快，城市生活污染增加，农业生产中化肥农药滥用，土壤重金属污染日趋严重。天津市土壤重点污染物包括：镉、汞、砷、铅、铬等重金属和多环芳烃、石油烃等有机污染物。我市已开展土壤污染专项整治行动，进一步规范整治重点行业企业，清理非正规固体废物堆存掩埋点，有效控制生活垃圾污染，治理管控污染地块，主要土壤环境风险得到基本管控。但是，要修复被污染的土壤仍是一项艰巨的任务。
土壤污染的隐蔽性和滞后性，使得重金属污染治理困难。生物修复法是近几年土壤重金属污染治理的新方法，包括植物修复，微生物修复和动物修复。生物修复法效果好，简便易行，现在越来越受到人们的重视。微生物修复法通过使重金属钝化或者包裹重金属达到土壤修复的目的，但是，现有技术稳定性不够持久，随着时间的推移，土壤修复效果日益减弱。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种用于修复重金属污染的土壤调理剂，该土壤调理剂通过酶、菌结合，使重金属钝化、包裹重金属，有效抑制再活化，土壤修复效果好，植物中富集的重金属含量明显降低。
本发明提供了一种用于修复重金属污染的土壤调理剂，所述修复重金属污染的土壤调理剂包括蜡状芽孢杆菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌以及α-淀粉酶，所述各微生物菌株的质量百分比为：蜡状芽孢杆菌0.6％～1.2％，固氮菌0.8％～1.0％，解磷菌0.9％～1.1％，解钾菌1.0％～1.2％。
进一步，所述各微生物菌株的质量百分比为：蜡状芽孢杆菌0.9％～1.2％，固氮菌0.9％～1.0％，解磷菌1.0％～1.1％，解钾菌1.1％～1.2％。
进一步，所述各微生物菌株的质量百分比为：蜡状芽孢杆菌1.0％，固氮菌0.95％，解磷菌1.05％，解钾菌1.15％。
进一步，所述蜡状芽孢杆菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌中，有效活菌总数为6×109～9×1011cfu/g。
进一步，所述α-淀粉酶的酶活为4×105～6×105u/g。
本发明内容还包括所述修复重金属污染的土壤调理剂法在修复重金属污染土壤中的应用。
本发明的有益效果体现在：
蜡状芽孢杆菌能够氧化有机物的同时还原三价铁氧化物并获得能量。蜡状芽孢杆菌具有强大的代谢功能，它们可利用除fe(ⅲ)以外的许多其他电子受体包括许多有毒重金属和类金属，如cr(ⅵ)、as(ⅴ)等重金属，从而对这些有毒重金属起到还原解毒或还原固定的作用，或因还原而使其对环境的毒性降低。
该土壤调理剂通过酶、菌结合，使重金属钝化、包裹重金属，有效抑制再活化，土壤修复效果好，植物中富集的重金属含量明显降低。
具体实施方式
本发明提供了一种用于修复重金属污染的土壤调理剂，，所述修复重金属污染的土壤调理剂包括蜡状芽孢杆菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌以及α-淀粉酶。其中，所述各微生物菌株的质量百分比为：蜡状芽孢杆菌0.6％～1.2％，固氮菌0.8％～1.0％，解磷菌0.9％～1.1％，解钾菌1.0％～1.2％。
所述蜡状芽孢杆菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌中，有效活菌总数为6×109～9×1011cfu/g。
所述α-淀粉酶的酶活为4×105～6×105u/g。
本发明中所有的试剂均为市面上购买获得，本发明未提及的试剂、培养基均为常规物质。
本发明内容还包括所述修复重金属污染的土壤调理剂法在修复重金属污染土壤中的应用。
为进一步说明本申请的土壤调理剂的修复效果，取受重金属污染的土壤样品，经检测该土壤中铅含量285mg/kg；铬含量196mg/kg；镉2.8mg/kg；砷含量17.6mg/kg；汞含量1.35mg/kg。按如下方法进行修复：将实施例1～6土壤调理剂均匀的撒在待修复土壤表面，厚度为2厘米，其中土壤调理剂的用量为土壤质量的5％；然后进行翻土，将修复剂和土壤混合均匀，静置24h。采用对照试验的方法，对比了未处理的土壤与使用土壤调理剂处理后通过油麦菜一个生长季的时间(生长期30-50天)，土壤重金属含量前后的变化以及油麦菜根部重金属含量的变化。
表1.实施例1～5的组分配比
表2.处理10天后未处理的土壤与使用土壤调理剂处理后土壤重金属的含量
从表2来看，未处理的土壤中重金属含量几乎没有变化，使用土壤调理剂处理后的土壤中重金属含量明显降低，且随着蜡状芽孢杆菌含量的增加，土壤中重金属含量有下降趋势，当蜡状芽孢杆菌含量达到1.0％以后，土壤中重金属含量下降趋势变得平缓，甚至有上升趋势。
表3.处理30天后未处理的土壤与使用土壤调理剂处理后土壤重金属的含量
从表3来看，未处理的土壤中重金属含量变化不明显，甚至部分重金属含量略有上升。使用土壤调理剂处理后的土壤中重金属含量明显降低，且随着蜡状芽孢杆菌含量的增加，土壤中重金属含量下降明显，当蜡状芽孢杆菌含量达到1.0％以后，土壤中重金属含量下降趋势变得平缓，甚至略有上升。
表4.处理50天后未处理的土壤与使用土壤调理剂处理后土壤重金属的含量
从表4来看，未处理的土壤中重金属含量变化不明显。使用土壤调理剂处理后的土壤中重金属含量下降明显，随着蜡状芽孢杆菌含量的增加，土壤中重金属含量下降明显，当蜡状芽孢杆菌含量达到1.0％以后，土壤中重金属含量下降趋势变得平缓。实验数据表明，本发明所述土壤调理剂对土壤中重金属污染有明显的修复作用，对铬、砷修复效果尤为显著。
表5.未处理的土壤与使用土壤调理剂处理后油麦菜根部重金属的含量
从表5来看，由于植物对重金属的富集作用，未处理的土壤种植油麦菜后其根部重金属的含量明显增加，使用土壤调理剂处理后种植的油麦菜，其根部重金属含量明显下降，且随着蜡状芽孢杆菌含量的增加，油麦菜根部重金属含量下降明显，当蜡状芽孢杆菌含量达到1.0％以后，土壤中重金属含量下降趋势变得平缓。实验数据表明，本发明所述土壤调理剂对土壤中的重金属污染修复作用显著，种植油麦菜后，油麦菜富集的重金属含量下降明显，对铬、砷修复效果尤为显著。
综上，本发明提供了一种用于修复重金属污染的土壤调理剂，所述修复重金属污染的土壤调理剂包括蜡状芽孢杆菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌以及α-淀粉酶。通过酶、菌的结合作为土壤调理剂，可以使重金属钝化、包裹重金属，有效抑制再活化，土壤修复效果好，植物中富集的重金属含量明显降低。当各微生物菌株的质量百分比为：蜡状芽孢杆菌0.6％～1.2％，固氮菌0.8％～1.0％，解磷菌0.9％～1.1％，解钾菌1.0％～1.2％时，修复效果最佳。