[發(fā)明專利]一種基于微生物轉(zhuǎn)化的鎘污染耕地原位快速修復(fù)方法

有效

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• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號(hào): CN107020295B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉學(xué)端;柏連陽;劉宏偉;蔣慧丹;梁伊麗;尹華群;郝曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué);湖南省農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): B09C1/02
• 分類號(hào): B09C1/02;B09C1/10;C02F1/28
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 袁靖

本發(fā)明涉及一種基于微生物轉(zhuǎn)化的鎘污染耕地原位快速修復(fù)方法。在鎘污染耕地的周圍修筑土壩和排水溝，再修筑與排水溝連通的液體收集池；在排水溝和收集池的底部和側(cè)壁鋪設(shè)防滲薄膜；然后將擴(kuò)大培養(yǎng)的微生物富集物菌液噴灑至鎘污染耕地中并使用農(nóng)用土地翻耕設(shè)備對其進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌靹颍蛔匀怀两岛蟮囊后w流經(jīng)排水溝匯集至液體收集池中，得到含金屬鎘的溶液；在收集池中對溶液中的鎘離子進(jìn)行吸附處理；最后，用無污染水將修復(fù)后的耕地清洗至中性。與傳統(tǒng)的采用物理、化學(xué)和植物修復(fù)鎘污染耕地的方法相比，該工藝修復(fù)周期短，處理污染面積大，成本低，不會(huì)對耕地產(chǎn)生二次污染，具有綠色、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)勢，在鎘污染耕地快速修復(fù)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及重金屬污染耕地的微生物修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及鎘污染耕地的微生物原位快速修復(fù)方法。

背景技術(shù)

鎘(Cd)是生物毒性較大的重金屬元素，其在土壤環(huán)境中化學(xué)活性強(qiáng)，毒性持久，容易通過食物鏈的富集作用危及人類健康，對人體具有致病、致癌、致突變作用。耕地中的鎘元素主要由自然因素和人為因素引入，前者主要來自于自然界中巖石礦物的風(fēng)化和溶解，后者主要通過工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和居民生活習(xí)慣直接或間接地將鎘排放到耕地中。截至目前，我國受鎘污染的土壤面積已超過2×10⁵km²，占總耕地面積的1/6，因此，治理耕地環(huán)境中鎘污染問題刻不容緩。

鎘污染耕地修復(fù)技術(shù)可分為：工程治理措施、物理化學(xué)治理措施和生物治理措施。工程治理措施主要包括排土客土法、深耕翻土法、隔離法等方法，但是此法適用于修復(fù)污染面積較小的土壤，因?yàn)槌杀咎撸枰休^大工程量；物理化學(xué)治理措施包括固定鈍化、電動(dòng)轉(zhuǎn)化和氧化還原等方法，此類方法一般是將鎘元素固定在土壤中，但當(dāng)土壤性質(zhì)發(fā)生變化時(shí)，鈍化的鎘元素會(huì)釋放到土壤中被植物重新吸收；生物治理措施就是利用特定的動(dòng)、植物和微生物能夠快速的吸收或轉(zhuǎn)化土壤中的金屬鎘這一特點(diǎn)來達(dá)到凈化土壤的目的，其中植物治理是目前研究最多的方法，但利用植物修復(fù)污染土壤中的鎘所需周期較長，不適合用于耕地土壤中的鎘污染治理。

鎘污染土壤的微生物修復(fù)技術(shù)是利用天然馴化或者人工構(gòu)建的微生物群落或其產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物使土壤中不溶態(tài)的鎘轉(zhuǎn)化為可溶態(tài)的鎘，然后隨液體排出，徹底清除土壤中有效態(tài)的鎘元素，從而降低鎘在土壤中的生物有效性和植物利用性，是目前最有發(fā)展前景的一種鎘污染處理方法。微生物通過生長代謝能夠改變土壤的礦物組成、pH值、有機(jī)物的存在形態(tài)及氧化還原電位等因素，這些因素的改變共同決定了土壤中金屬鎘的地球化學(xué)行為和生物有效性，而且微生物的代謝產(chǎn)物大多是無害、穩(wěn)定的物質(zhì)，不會(huì)破壞土壤環(huán)境，具有良好的社會(huì)、環(huán)境和生態(tài)綜合效益。此外，自然界中具有豐富的微生物資源，隨著分子生物學(xué)技術(shù)手段的不斷發(fā)展和日益更新，微生物對土壤中重金屬形態(tài)轉(zhuǎn)化機(jī)理的研究也越來越深入，由于微生物修復(fù)技術(shù)操作簡單，且對土壤肥力和代謝活性沒有影響，可以避免污染物轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生對人類健康和環(huán)境的影響。但是，微生物修復(fù)鎘污染耕地的工業(yè)化應(yīng)用的步伐比較緩慢，多數(shù)停留在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模，因此，尋找一種基于微生物轉(zhuǎn)化的鎘污染耕地原位快速修復(fù)新工藝勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于微生物轉(zhuǎn)化的鎘污染耕地原位快速修復(fù)新工藝，本發(fā)明可以快速、綠色和經(jīng)濟(jì)的去除耕地土壤中的金屬鎘。

本發(fā)明包括如下步驟：

一種基于微生物轉(zhuǎn)化的鎘污染耕地原位快速修復(fù)方法，包括以下步驟：

(1)在鎘污染耕地的周邊修筑土壩和排水溝，再修筑與排水溝連通的液體收集池；

(2)在排水溝和收集池的底部和側(cè)壁鋪設(shè)防滲薄膜；