[發明專利]一種原位修復受污染沉積物的固定化菌劑及制法與應用

有效

• 申請號: 201810459724.0
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN108624530B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 霍守亮;張靖天;席北斗;馬春子;李小闖
• 申請（專利權）人: 中國環境科學研究院
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N11/14;C02F3/34;C02F11/02;C02F11/00;C12R1/01
• 代理公司: 11564 北京東和長優知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 周長興

一種原位修復受污染沉積物的固定化菌劑，由杭錦土2#負載導電微生物構成，通過下述方法得到：1)杭錦土2#經過預處理得到顆粒態填料；2)將導電微生物菌種擴大培養至待接種菌液，按比例添加步驟1預處理的杭錦土2#，厭氧條件下混合，靜置后去除上清液，得到固定化菌劑；所述導電微生物菌種為硫還原地桿菌、金屬還原地桿菌和希瓦氏菌。本發明還公開了上述固定化菌劑的制備方法和原位修復受污染沉積物的應用。

技術領域

本發明屬于水生態修復領域，具體地涉及一種原位修復受污染沉積物的固定化菌劑。

本發明還涉及上述材料的制備方法。

本發明還涉及上述材料在原位修復受污染沉積物方面的應用。

背景技術

近些年來隨著國家對生態環境保護工作的重視，特別是湖長制、河長制的實施有效地推動了水域岸線管理、水污染防治、水環境治理等工作的開展。對于湖泊生態系統而言，外源輸入的營養物進入水體后除部分被降解和吸收外，大部分富集于沉積物中，并在適當的條件下在水體與沉積物中遷移、轉化，因而湖泊的治理既要關注水環境質量的改善，也要關注沉積物中污染物的去除。國內的一些湖泊沉積物治理通常采用底泥疏浚的方式，短期內能夠很好地改善水質效果，但對底泥的生境破壞較大，很難恢復。

原位覆蓋和修復技術通過在底泥表面鋪放一層或多層覆蓋物，將底泥與上層水體隔離開來，同時利用填料本身的化學性質與底泥中的污染物相互作用，達到去除污染物并阻止營養物由底泥向水體釋放的目的。

原位覆蓋技術主要應用于一些流動性不大、水動力條件較弱的水體中，最初采用沙子、砂礫等天然材料物理隔離受污染沉積物和水體，后來慢慢發展到改性粘土、膨潤土、人工沸石、灰渣、土工織物等具有一定吸附性能、價格低廉的材料，能夠有效降低沉積物中有機物的含量。例如，以湖泊沉積物為原料，輔以沸石和聚合氯化鋁改性、造粒和焙燒等過程控制沉積物內源磷負荷(CN106277673A)；或采用磁性顆粒活性炭作為覆蓋材料固定沉積物中持久性有機污染物(CN105923963A)。

近年來固定化微生物菌劑的發展，使得微生物修復受污染沉積物成為了研究熱點。例如，將菌株經沸石負載并用絮凝劑包覆后投入受石油污染的海域，一個月后大部分站位石油降解效率在50％以上(CN106698672A)；采用河沙和固定高效硝化細菌和反硝化細菌、天然沸石協同作用的生物活性多層覆蓋削減沉積物中污染物向水體的釋放(CN102531197A)。然而，上述技術所采用的固定化載體僅起到吸附菌體的作用，并不能參與到微生物對有機物的降解過程中，使得污染物的降解效率受到限制。

2007年科學家們首次在海洋沉積物中發現了天然生物地球電池效應，即微生物在沉積物厭氧區域氧化有機碳、硫化物等電子供體，產生的電子經胞外介體“長距離”傳輸至好氧區，從而與上覆水中的氧氣等電子受體發生空間上隔離的還原反應的過程。這一胞外電子傳遞過程主要是通過微生物納米導線和細胞色素c來實現的，具有類似結構的微生物主要是地桿菌和希瓦氏菌。然而，如何將這一機理在實際水環境中進行應用，促進多種污染物的降解，是當前環境微生物和環境工程研究者面臨的重要挑戰。

發明內容

本發明的目的是提供一種原位修復受污染沉積物的固定化菌劑。

本發明的又一目的是提供一種上述材料的制備方法。

為實現上述目的，本發明提供的原位修復受污染沉積物的固定化菌劑，由杭錦土2#負載導電微生物構成，通過下述方法得到：

1)杭錦土2#經過預處理得到顆粒態填料；

2)將導電微生物菌種擴大培養至待接種菌液，按比例添加步驟1預處理的杭錦土2#，厭氧條件下混合，靜置后去除上清液，得到固定化菌劑；所述導電微生物菌種為硫還原地桿菌、金屬還原地桿菌和希瓦氏菌。

所述的固定化菌劑中，杭錦土2#顆粒填料的粒徑小于0.15mm。