一种趋磁细菌和吊兰联合修复重金属污染土壤的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及污染±壤治理领域，特别设及一种趋磁细菌和吊兰联合修复重金属污 染±壤的方法。
【背景技术】
[0002] ±壤污染是由于±壤中含有的有害物质过多，超过了±壤的自净能力，从而引起 了±壤的组成、结构和功能发生变化，有害物质在±壤中逐渐累积，通过壤一植物一人 体"，或通过"±壤一水一人体"间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度。±壤重金属污 染主要包括隶（Hg)、儒（Cd)、铅（Pb)、铭（化)和类金属神（As)等生物毒性显著的元素，W及 有一定毒性的锋（Zn)、铜（化)、儀（Ni)等元素，重金属污染元素在±壤中移动性差、滞留 时间长、只能发生形态的转变和迁移，不能被微生物降解。历史上发生的"骨痛病"和"水侯 病"就是由于重金属污染而致病的典型案例。因此，探索±壤重金属污染的有效修复方法成 为当务之急。
[0003] ±壤重金属污染传统的治理修复方法通常为物理和化学的方法，如稀释和覆± 法、玻璃化技术、热处理技术、淋洗法、电化学法等，传统的修复方法虽然治理效果好，历时 较短，但都存在许多缺陷。比如传统治理方法的成本高、不易管理、易造成二次污染等等。
[0004] 微生物修复是利用±壤中的某些微生物对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等 作用，从而降低±壤中重金属的毒性。该技术可W使重金属污染物从上壤中去除，对周围环 境影响较小，不会产生二次污染，具有的巨大±壤修复潜力。但现有的重金属污染±壤的微 生物修复技术存在一定的局限性，如微生物修复持续时间长、见效慢、一般形成络合物降低 重金属的危害，并不能将重金属从±壤中除去。
[0005] 植物修复技术是指利用植物及其根系对±壤污染物的吸收、挥发、转化、降解、固 定作用而去除±壤中污染物的修复技术。重金属被植物吸收，如果进入植物可食部分，将危 害人类健康。为避免对人体的暴露风险，近年来选择非食用性经济型作物进行植物修复的 研究越来越引起关注，但大多数已报道的植物修复方法效果不显著、见效慢、修复效果不稳 定，再加上受到气候、±壤环境的限制，使得运些植物的重金属积累量有限，从而在其应用 上受到限制。
[0006] 如上所述，为了更好地治理重金属污染的±壤，急需解决W下技术问题： 1.培养合适的微生物，其对于重金属的吸附能力强、易于分离、生长能力强、对环境适 应力强的特点。
[0007] 2.确定合适的耐性植物与微生物联合使用，该植物具有种植难度低、易于管理、 适用于大面积污染±壤、生长迅速、生物量大的特点。
[0008] 3.避免重金属污染±壤修复治理过程中改变和破坏±壤结构的情况。
【发明内容】
[0009] 本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种操作简单、成本低 廉、修复效果好、不破坏±壤肥力、不存在±壤的二次污染、适用于大面积污染±壤治理的 趋磁细菌和吊兰联合修复重金属污染±壤的方法。
[0010] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是： 一种趋磁细菌和吊兰联合修复重金属污染±壤的方法，包括W下步骤： 1) 将趋磁细菌与重金属污染±壤的表层15~18cm厚的±壤混合均匀，培养30~35天； 2) 灌概步骤1)重金属污染的±壤，使重金属污染±壤保持淹水状态，并在所述重金属 污染的±壤上面设置磁场，保持36~43天； 3) 收集步骤2)所述表层重金属污染±壤，所述收集的重金属污染±壤厚度为6~9cm ; 4) 用水淋洗步骤3)中收集的重金属污染±壤，重复3~4次，使趋磁细菌与重金属污染 ±壤分离，然后将淋洗过的±壤填回原处； 5) 在步骤4)的重金属污染±壤上面种植吊兰，90~100天后将吊兰整体移除； 6) 循环重复执行步骤1) ~步骤5)，直至±壤中重金属的含量达到安全标准。
[0011] 优选的，所述步骤1)中趋磁细菌的接种比例为每平方米重金属污染的±壤中接种 9. 0X 1〇9~1. 0X 1〇1°个趋磁细菌。
[0012] 优选的，所述步骤2)所述磁场方向背离地面，磁场强度为200~300高斯。
[0013] 优选的，所述吊兰采用杆插、分株或播种的方法进行栽培，栽培时将±壤一次性诱 透，之后根据±壤缺水情况诱水，使±壤含水量保持50 %~60 %。
[0014] 优选的，所述吊兰采用播种栽培：将种子用15°/C^20%的&〇2消毒处理，然后蒸馈水 洗涂浸泡10~1化，选用巧粒饱满且不下沉的种子进行吊兰的培育。
[0015] 优选的，所述吊兰的培育为：将吊兰种子在17~2(TC的溫度下进行培养，种子上面 的覆上为0. 5~0. 7cm，12~15天后将所得幼苗移植到重金属污染±壤中。
[0016] 优选的，所述吊兰在进行栽培为：选用9~12cm的幼苗倾斜30度埋入±壤表层 5~7畑1深度种植，株距为15~25畑1，行距为20~28畑1。
[0017] 本发明的有益效果： 1.趋磁细菌属于革兰氏阴性菌，是专性微好氧、兼性或专性厌氧细菌，具有负趋氧特 性，细胞内有沿菌体长轴排列、由膜包被的磁小体颗粒链，在磁场的作用下可W定向运动， 而且对重金属有较强的吸附能力。在地磁场的作用下趋磁细菌可W向地下深处移动，由于 地磁场的作用力很弱，在±壤表面设置磁场，并通过控制磁场的方向使趋磁细菌集中在小 面积内，步骤2)中灌概重金属污染±壤的目的是降低±壤表层的含氧量，创造有利于趋磁 细菌生存的环境。
[0018] 2.趋磁细菌对重金属离子的吸附是W细胞表面的吸附为主，因此对重金属离子 的吸附速度很快，在其移动的过程中可W有效吸附±壤中的重金属，大大降低了±壤中重 金属的积累量。
[0019] 3.本发明步骤4)得到的淋洗液回收重金属，一方面防止重金属在回到±壤或者 水体，另一方面回收的重金属具有很高的附加价值，可W增加收益。趋磁细菌的回收率达到 90% W上，淋洗液重金属回收率达到99% W上，有利于重金属污染上壤的修复。
[0020] 4.针对多种重金属元素同时存在时，重金属元素之间存在竞争关系，趋磁细菌对 元素的吸附表现出选择性，为了避免重金属离子修复的不彻底，进而选用吊兰进行联合修 复；吊兰的种植难度低，适用于大面积种植，可W同时吸附多种重金属离子，作为非食用性 植物用于修复±壤有效避免了污染物再次进入食物链。
[0021] 总之，本发明趋磁细菌和吊兰联合修复重金属污染±壤的方法与传统的污染±壤 治理方法相比，具有投资少、技术要求低、易于管理、直接将重金属离子去除、不存在±壤的 二次污染、±壤治理效果好、不进入食物链、不破坏±壤结构、实用性强、适用于大面积污染 上壤。
【具体实施方式】
[0022] W下通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，W便于同行业 技术人员的理解： 趋磁细菌的提取方法：将南京锁金村污水处理厂的活性污泥与已经过灭菌降至室 溫的富集培养基按1 :2的体积比混合均匀，放入广口瓶中，用已灭菌的纱布封住瓶口， 28°C静置避光培养30 d，用趋磁细菌收集器收集趋磁细菌(具体参考：刘瑪，周培国，张齐 生.趋磁细菌处理含化、化废水的应用研究[J].环境科技，2013(26)4:20-24)。将收 集的趋磁细菌按照10%的接种量，接种到富集培养基，静止避光、23°C下、当菌液浓度达到 9. 0X 1〇9~1. 0X 1〇1°个/mL的时候，测定吸附重金属的性能，具体如下： 取菌液10ml，加到100ml的化离子含量50mg/L、Pb 2+离子含量20mg/L和Cd 离子 含量0. 5mg/L中28°C下培养2h，测定水中化3\Pb2嘴Cd3谓子的含量，Zn 3\Pb2嘴Cd3谓 子吸附率分别达到75% W上，即作为本发明的趋磁细菌使用。本发明中的趋磁细菌可W从 其它活性污泥或者重金属污染的±壤中分离，也可W使用现有公开的趋磁细菌菌株，只要 其吸附率得到要求即可。W下实施例中的所用到的趋磁细菌是按照上述方法筛选到的，不 再寶述。