一种趋磁细菌和植物联合修复重金属污染土壤的方法_2

文档序号:9406543阅读:来源:国知局
(304)3,6〇11^/1钴胺素,2.5 1111柠檬酸铁,5〇11^/11%304,1511^/1 ZnS04,15mg/L MnS04。
[0027] 采用被重金属污染的土壤厚度为30cm,面积为IOOm2的土地作为实验田,并将整 块实验田进行样方划分,长宽均为5m,每个样方之间留宽为0. 4m的垄,每个样方根据对角 线原则设置6个采样点。收集试验田表层0~30cm的土壤,阴凉通风晾干,去除杂质。测定 土壤pH为6. 2,重金属Pb、Cu、Zn和Cd在土壤中的含量分别是:Pb元素的浓度为510 mg/ 1^1,(:11元素的浓度为173 11^/1^1,211元素的浓度为582 11^/1^1,0(1元素的浓度为6.3 11^/ kg 1O
[0028] 根据国家土壤环境质量标准GB15618-2008可知,土壤pH=5. 5~6. 5的情况下,农业 用地旱地重金属Pb、Cu、Zn和Cd二级标准值分别为80, 50, 200和0. 3mg/kg,因此,上述整 块实验田存在较严重的重金属污染。
[0029] 实施例1 一种趋磁细菌和植物联合修复重金属污染土壤的方法,包括以下步骤: 1)将上述培养的趋磁细菌与重金属污染土壤表层厚度8cm的土壤均匀混合,趋磁细菌 的添加比例为每平方米重金属污染土壤中接种5. OX IO9个趋磁细菌,培养50天; 2) 灌溉与步骤1)中重金属污染土壤,使重金属污染土壤保持淹水状态,并在所述重金 属污染土壤上面放置磁铁形成磁场,磁场方向背离地面向上,磁场强度为200高斯,保持30 天; 3) 收集步骤2)重金属污染土壤表层厚度5cm的土壤; 4) 用水淋洗步骤3)收集的重金属污染土壤,重复淋洗4次,使吸附有重金属离子的趋 磁细菌与重金属污染土壤分离,将淋洗过的土壤填回原处,淋洗液回收重金属; 5) 将红恭菜的种子用65%的乙醇浸泡8h,再用水冲洗干净;然后,将红恭菜的种子在 8°C的温度下培养,种子上面的覆土厚0. 5cm,培养15天; 6) 在步骤4)重金属污染土壤上面同时种植竹柳和红恭菜;竹柳采用扦插的方法栽培, 株距为20cm,行距为40cm ;红恭菜种植在每两行竹柳之间,选用4片叶的幼苗倾斜30度埋 入土壤表层3cm深度种植,株距为10cm,行距为40cm ;栽培竹柳和红恭菜时,先将土壤一次 性浇透,之后保持土壤含水量为65% ; 7) 60天后,向步骤6)重金属污染土壤中添加 lmmol/kg草酸,然后将红恭菜整体移除; 8) 按照步骤6)继续种植红恭菜; 9) 循环重复执行步骤7)和步骤8) 9次后,将竹柳和红恭菜全部移除; 10) 循环重复执行步骤1)~步骤9) 4次。
[0030] 结果显不:相比较于原土壤,土壤pH上升至6. 3,重金属Pb、Cu、Zn和Cd的浓度分 别为75. 32、48. 36、159. 31和0. 27mg/kg,土壤中重金属Pb、Cu、Zn和Cd的浓度分别下降了 81. 62%,72. 05%,72. 62% 和 95. 71%。
[0031] 实施例2 一种趋磁细菌和植物联合修复重金属污染土壤的方法,包括以下步骤: 1) 将上述培养的趋磁细菌与重金属污染土壤表层厚度9cm的土壤均匀混合,趋磁细菌 的添加比例为每平方米重金属污染土壤中接种1.0 X 101°个趋磁细菌,培养52天; 2) 灌溉与步骤1)中重金属污染土壤,使重金属污染土壤保持淹水状态,并在所述重金 属污染土壤上面设置通电线圈形成磁场,磁场方向背离地面向上,磁场强度为250高斯,保 持32天; 3) 收集步骤2)重金属污染土壤表层厚度6cm的土壤; 4) 用水淋洗步骤3)收集的重金属污染土壤,重复淋洗5次,使吸附有重金属离子的趋 磁细菌与重金属污染土壤分离,将淋洗过的土壤填回原处,淋洗液回收重金属; 5) 将红恭菜的种子用70%的乙醇浸泡7h,再用水冲洗干净;然后,将红恭菜的种子在 9°C的温度下培养,种子上面的覆土厚0. 6cm,培养18天; 6) 在步骤4)重金属污染土壤上面同时种植竹柳和红恭菜;竹柳采用扦插的方法栽培, 株距为21cm,行距为45cm ;红恭菜种植在每两行竹柳之间,选用5片叶的幼苗倾斜30度埋 入土壤表层4cm深度种植,株距为12cm,行距为45cm ;栽培竹柳和红恭菜时,先将土壤一次 性浇透,之后保持土壤含水量为70% ; 7) 55天后,向步骤6)重金属污染土壤中添加2mmol/ (kg 土)草酸,然后将红恭菜整体 移除; 8) 按照步骤6)继续种植红恭菜; 9) 循环重复执行步骤7)和步骤8) 12次后,将竹柳和红恭菜全部移除; 10)循环重复执行步骤1)~步骤9) 3次。
[0032] 结果显不:相比较于原土壤,土壤pH为6. 1,重金属Pb、Cu、Zn和Cd的浓度分别 为65. 81、42. 12、134. 61和0. 21mg/kg,土壤中重金属Pb、Cu、Zn和Cd的浓度分别下降了 83. 95%,75. 65%,76. 87% 和 96. 67%。
[0033] 实施例3 一种趋磁细菌和植物联合修复重金属污染土壤的方法,包括以下步骤: 1) 将上述培养的趋磁细菌与重金属污染土壤表层厚度Ilcm的土壤均匀混合,趋磁细 菌的添加比例为每平方米重金属污染土壤中接种2. OX 101°个趋磁细菌,培养55天; 2) 灌溉与步骤1)中重金属污染土壤,使重金属污染土壤保持淹水状态,并在所述重金 属污染土壤上面放置磁铁形成磁场,磁场方向背离地面向上,磁场强度为400高斯,保持35 天; 3) 收集步骤2)重金属污染土壤表层厚度8cm的土壤; 4) 用水淋洗步骤3)收集的重金属污染土壤,重复淋洗5次,使吸附有重金属离子的趋 磁细菌与重金属污染土壤分离,将淋洗过的土壤填回原处,淋洗液回收重金属; 5) 将红恭菜的种子用75%的乙醇浸泡6h,再用水冲洗干净;然后,将红恭菜的种子在 12°C的温度下培养,种子上面的覆土厚0. 7cm,培养20天; 6) 在步骤4)重金属污染土壤上面同时种植竹柳和红恭菜;竹柳采用扦插的方法栽培, 株距为25cm,行距为50cm ;红恭菜种植在每两行竹柳之间,选用6片叶的幼苗倾斜30度埋 入土壤表层5cm深度种植,株距为15cm,行距为50cm ;栽培竹柳和红恭菜时,先将土壤一次 性浇透,之后保持土壤含水量为75% ; 7) 60天后,向步骤6)重金属污染土壤中添加3mmol/kg 土草酸,然后将红恭菜整体移 除; 8) 按照步骤6)继续种植红恭菜; 9) 循环重复执行步骤7)和步骤8) 15次后,将竹柳和红恭菜全部移除; 10) 循环重复执行步骤1)~步骤9) 2次。
[0034] 结果显不:相比较于原土壤,土壤pH为6. 2,重金属Pb、Cu、Zn和Cd的浓度分别 为45. 51、35. 13、95. 61和0. 15mg/kg,土壤中重金属Pb、Cu、Zn和Cd的浓度分别下降了 88. 90%,79. 69%,83. 57% 和 97. 62%。
[0035] 从实施例1~3的修复结果可知,在重金属污染土壤中趋磁细菌和竹柳、红恭菜经 过5~6年的联合修复,能够明显降低土壤中Pb、Cu、Zn和Cd重金属的含量,使土壤中Pb、 Cu、Zn和Cd重金属的含量达到安全标准,解决了重金属吸收效率低下、重金属修复元素单 一、修复时间太长、植物难以存活的难题,同时也避免重金属污染土壤修复治理过程中改变 和破坏土壤结构的情况。
[0036] 为了突出本发明的创新点,使本领域的技术人员能够充分理解本发明,现列举本 发明在试验阶段或采用现有技术的对比实施例,并对其与本发明的实施例进行效果说明。
[0037] 对比例1 在上述试验田中仅实施趋磁细菌,将趋磁细菌与重金属污染土壤的表层厚度为18cm 的土壤混合均匀,趋磁细菌的添加比例为每平方米重金属污染的土壤中接种4. OX 101°个 趋磁细菌,培养60天;灌溉上述重金属污染土壤,使重金属污染土壤保持淹水状态,并在该 重金属污染的土壤上面放置磁铁形成磁场,磁场方向背离地面向上,磁场强度为200高斯, 保持56天;收集表层厚度为8cm的重金属污染土壤;用清水淋洗收集的重金属污染土壤, 重复淋洗8次,然后将淋洗过的土壤填回原处;循环重复执行上述步骤10次,对土壤pH值 和重金属Pb、Cu、Zn和Cd的含量进行测定。
[0038] 对比例2 在上述试验田中实施趋磁细菌和种植竹柳。
[0039] 1)将上述培养的趋磁细菌与重金属污染土壤表层厚度Ilcm的土壤均匀混合,趋
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