一种可用于土壤重金属污染的修复材料及其制备方法和应用

本发明涉及土壤重金属污染修复，特别是涉及一种可用于土壤重金属污染的修复材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、设施番茄和黄瓜是中国的主要种植蔬菜，作为番茄和黄瓜种植的主要副产物，番茄秸秆和黄瓜秸秆等废弃物通常被倾倒在田间，易传播病害并造成资源浪费。另外，设施蔬菜大棚多年施用粪便有机肥，或土壤镉本底值偏高，或设施蔬菜产区离矿区距离近，连作5年以上，导致土壤容易存在镉污染问题。由于植物易从cd污染的土壤中吸收cd并积累在其可食用部分，可通过食物链直接或间接在人体中积累，对人体造成危害。

2、阻控农作物cd超标的措施有很多，针对已经污染的土壤主要通过对其进行修复以达到安全生产的目的。针对cd污染修复与治理比较有效的方法是施入一些土壤钝化材料，包括石灰、粉煤灰、羟基磷灰石、有机肥料等，进而提高土壤ph，增加土壤吸附位点，降低土壤中cd的活性，阻控农作物根部吸收。但现有的修复方法存在修复成本高和修复效果差的问题，且无法解决农作物秸秆资源浪费的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种可用于土壤重金属污染的修复材料及其制备方法和应用。本发明提供的修复材料将农作物秸秆制备成秸秆生物炭，并复配适宜的枯草芽孢杆菌，不仅解决了农作物秸秆资源浪费的问题，而且对于cd污染的土壤具有很好的修复效果，且修复成本低。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种可用于土壤重金属污染的修复材料，所述修复材料包括以下制备原料：秸秆生物炭和枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis)asd05；所述枯草芽孢杆菌asd05保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为cgmcc no.17807。

4、优选的，所述秸秆生物炭的制备方法包括热解炭化；

5、所述热解炭化的温度为400～600℃，所述热解炭化的时间为1.5～2.5h，所述热解炭化的升温速率为8～15℃/min。

6、优选的，所述秸秆生物炭的制备原料包括番茄秸秆、黄瓜秸秆、玉米秸秆、茄子秸秆和大蒜秸秆中的一种或多种。

7、优选的，所述秸秆生物炭的制备原料的粒径≤0.15mm。

8、本发明还提供了上述技术方案所述修复材料的制备方法，包括以下步骤：

9、将枯草芽孢杆菌asd05种子液、秸秆生物炭和培养基混合，培养枯草芽孢杆菌asd05至对数生长期，得到混合物；所述枯草芽孢杆菌asd05种子液、秸秆生物炭和培养基的比例为(1～3)ml：(2～3)g：100ml；所述枯草芽孢杆菌asd05种子液的活菌浓度为(1～9)×108个/ml；所述培养基包括以下浓度的组分：蛋白胨10g/l、酵母粉5g/l和氯化钠5g/l；

10、将所述混合物离心，弃上清，得到所述修复材料。

11、优选的，所述混合物离心前还包括：将所述混合物于37℃，160r/min条件下摇动12h。

12、优选的，所述弃上清后还包括：将弃上清后的沉淀物利用1wt.％的氯化钠溶液洗涤离心3次。

13、本发明还提供了上述技术方案所述修复材料或利用上述技术方案所述制备方法制备得到的修复材料在修复土壤重金属污染中的应用。

14、优选的，所述重金属包括镉。

15、本发明还提供了一种修复土壤重金属污染的方法，包括以下步骤：

16、将修复材料施用于待修复的土壤中；所述修复材料的施用量为120～260kg/亩；所述修复材料为上述技术方案所述修复材料或利用上述技术方案所述制备方法制备得到的修复材料。

17、有益效果：

18、本发明提供了一种可用于土壤重金属污染的修复材料，所述修复材料包括以下制备原料：秸秆生物炭和枯草芽孢杆菌(bacillus subtilis)asd05；所述枯草芽孢杆菌asd05保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为cgmcc no.17807。本发明以秸秆生物炭复配特定的枯草芽孢杆菌asd05，得到修复材料，对于重金属污染有很好的修复效果，特别是对镉污染的土壤有很好的修复效果，土壤中有效镉含量下降40％～60％；同时生物炭的制备原料为秸秆，不仅来源广泛成本低，且有效解决了农作物秸秆资源浪费的问题，可以提高秸秆资源利用率和减轻环境污染。

19、生物保藏说明

20、枯草芽孢杆菌asd05菌株，拉丁名为bacillus subtilis，于2019年05月15日保藏在中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏编号为cgmcc no.17807。

技术特征：

1.一种可用于土壤重金属污染的修复材料，其特征在于，所述修复材料包括以下制备原料：秸秆生物炭和枯草芽孢杆菌(bacillussubtilis)asd05；所述枯草芽孢杆菌asd05保藏于中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏编号为cgmccno.17807。

2.根据权利要求1所述的修复材料，其特征在于，所述秸秆生物炭的制备方法包括热解炭化；

3.根据权利要求1所述的修复材料，其特征在于，所述秸秆生物炭的制备原料包括番茄秸秆、黄瓜秸秆、玉米秸秆、茄子秸秆和大蒜秸秆中的一种或多种。

4.根据权利要求1或3所述的修复材料，其特征在于，所述秸秆生物炭的制备原料的粒径≤0.15mm。

5.权利要求1～4任一项所述修复材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述混合物离心前还包括：将所述混合物于37℃，160r/min条件下摇动12h。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述弃上清后还包括：将弃上清后的沉淀物利用1wt.％的氯化钠溶液洗涤离心3次。

8.权利要求1～4任一项所述修复材料或利用权利要求5～7任一项所述制备方法制备得到的修复材料在修复土壤重金属污染中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述重金属包括镉。

10.一种修复土壤重金属污染的方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及土壤重金属污染修复技术领域，特别是涉及一种可用于土壤重金属污染的修复材料及其制备方法和应用。本发明以秸秆生物炭复配特定的枯草芽孢杆菌ASD05得到修复材料，对于重金属污染有很好的修复效果，特别是对镉污染的土壤有很好的修复效果，土壤中有效镉含量下降40％～60％；同时生物炭的制备原料为秸秆，不仅来源广泛成本低，且有效解决了农作物秸秆资源浪费的问题，可以提高秸秆资源利用率和减轻环境污染。

技术研发人员：王艳芹,刘兆东,付龙云,李彦,张翰林,仲子文,胡成昌,薄录吉,井永苹
受保护的技术使用者：山东省农业科学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15