[發明專利]利用堿蓬與固定化微生物菌劑耦合修復稀土污染的方法

有效

• 申請號: 201410237103.X
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN104028550A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 鄭春麗;張雪峰;司萬童;王建英;陳敏潔;王亞琴;聶立;程昊
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: B09C1/00
• 分類號: B09C1/00;B09C1/10
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種利用堿蓬與固定化微生物菌劑耦合來修復稀土污染土壤的技術，具體來說是一種固定化混合菌劑加上堿蓬的吸附污染物來修復稀土污染土壤的技術及制備方法。

背景技術

稀土金屬又稱稀土元素，是元素周期表ⅢB族中鈧、釔、鑭系17種元素的總稱，常用R或RE表示。在稀土農用方面，我國稀土農用始于1972?年，30多年來取得了舉世矚目的成績，首先,?稀土能促進種子萌發，稀土能明顯提高種子發芽力和活力,?促進種子中的蛋白質和脂肪降解,?促進胚芽對可溶性糖的吸收,?提高種子淀粉酶活性,?從而達到促進種子萌發的目的，另外，稀土還能促進植物根系的活力,?還可以提高作物的抗病蟲害能力，可使肥料利用效率提高34%?以上,?不僅極大地減少了農藥的損失和浪費,?還有效解決了農藥殘留導致的食品安全性問題。然而，稀土在帶來經濟效益的同時，也對稀土農用產生了一定的影響，雖然實驗證明稀土能提高作物的抗逆性,?并能減少重金屬在作物體內的富集,?但在使用不當的情況下,?會引起稀土元素在作物、動物乃至人體中的富集和危害，這是因為稀土元素存在Hormesis?現象,?即低劑量時對生物體產生有益反應(刺激作用)?,?而高劑量時則產生有害反應(抑制作用)?,?也即“低促高抑”，而該地區正好處在稀土高含量區。實驗證明，農作物吸收稀土的能力與土壤可給態稀土含量間呈正相關,?作物體各部位稀土含量分布一般根>?葉>莖>?果實;?單一稀土在根部的分布特征是La³⁺?>Ce^3+?>?Nd³⁺?>?Y³⁺?>?Gd^3+?,?在葉、莖、果實的分布特征是Ce³⁺>?La³⁺>?Nd³⁺>?Y³⁺>?Gd3+,?說明輕稀土較重稀土易被作物吸收;?作物在不同生長期吸收稀土的能力為幼苗期>?分枝期>?成熟期。在稀土礦產開發方面，隨著經濟的日益增長和稀土價值的不斷提升，工業上對稀土的開發也越來越擴大，所以，稀土礦產資源的污染也日趨嚴重，治理稀土污染迫在眉睫，首當其沖的就是治理被稀土污染的土壤。

目前，針對土壤中稀土污染的修復，按原理大致分為：物理修復、化學修復、植物修復和微生物修復等幾種類型。而微生物作為一種新興的修復方法，特點是成本低廉、環境友好，但微生物生存生長受到環境影響大，在應用過程中受到限制。其中，微生物修復這種方法研究的最多,?一般是根據土壤污染狀況,?富集、馴化污染土壤中的土著微生物,?或人工接種具有降解能力的高效微生物,?以研究土壤微生物受土壤污染的影響變化,?及土壤的污染物含量變化。

在我們調研及取樣的過程中發現，該地區的植被種類甚少，但是一種草本植物——堿蓬，卻在該地區覆蓋面積較廣，生長趨勢良好；堿蓬：藜科、堿蓬屬一年生草本，莖直立，圓柱形，高達30～100厘米，花單生或2～3朵有柄簇生于葉腋的短柄上，呈團傘狀，花被于果期呈五角星狀，是典型鹽生植物，其栽培技術比較粗放，主要分布于東北、西北、華北和河南、山東、江蘇、浙江等地。

在微生物菌劑的選擇方面，考慮到綜合效應，我們選用巨大芽孢桿菌和膠質芽孢桿菌兩種硅酸鹽細菌為混合菌劑，硅酸鹽細菌具有解磷、解鉀、固氮能力等，上述兩種菌不僅可以吸附稀土離子而且均具備硅酸鹽細菌的特征。這兩種混合菌劑對于土壤中稀土的吸附率達到50.48?%，修復后土壤中速效鉀的含量占全鉀的48.2%。而膠質芽孢桿菌分泌的胞外多糖物質還可作為一種保水劑，能促進土壤團粒結構形成，防止土壤板結；破壞土壤毛細現象，防止土壤水分蒸發。

本發明采用的是利用堿蓬與固定化微生物菌劑耦合修復法，該方法是利用堿蓬對稀土的高吸附性與固定化之后的微生物混合菌相互耦合，來吸附稀土達到修復被稀土污染土壤的效果。

為解決上述問題，發明人發明了一種利用堿蓬與固定化混合菌劑耦合作用來修復稀土污染土壤的技術。植物以堿蓬作為標本植物，以巨大芽孢桿菌和膠質芽孢桿菌兩種硅酸鹽細菌為混合菌種，以農作物副產品為固定化載體，制備植物與固定化混合菌劑耦合用以修復稀土污染土壤。

發明內容

本發明為克服植物與微生物菌劑耦合程度上，植物生長時，通過根系提供了微生物旺盛的生活場所；反過來，微生物的旺盛生長，增強了對污染物的降解，促使植物有更加優越的生長空間，這樣的植物－微生物聯合體系就促進了污染物的快速降解、礦化。