[發明專利]生物炭載納米零價鐵耦合解磷菌固定化小球及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201910840592.0
• 申請日: 2019-09-06
• 公開（公告）號: CN110592066B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 李敏;滕澤棟;邵文;張克瑤;于福潞
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: C12N11/14
• 分類號: C12N11/14;C12N11/10;C12N11/084;B09C1/10;C12R1/40;C12R1/07;C12R1/01
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本發明公開了一種生物炭載納米零價鐵耦合解磷菌固定化小球及其制備方法與應用。本發明制備的固定化小球充分發揮了生物炭載納米零價鐵對鉛的還原及吸附作用，同時也提高了解磷菌對外界重金屬壓力的抵抗能力，二者協同作用大大強化了對鉛的鈍化。本方法制備的固定化小球具有機械性能強，傳質性能好，解磷能力突出，鉛鈍化效果明顯等優點，可用于土壤鉛的穩定，具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于重金屬污染修復領域，具體涉及一種生物炭載納米零價鐵耦合解磷菌固定化小球及其制備方法與應用。

背景技術

農田土壤重金屬污染對環境生態系統和人類健康有著巨大的危害，重金屬不能被生物降解，易在生物體內累積，并隨食物鏈進入人體，進而危害人體健康及生態系統平衡。另一方面，由于施入農田土壤磷肥的當季利用率低導致土壤難溶性磷大量積累，而且土壤磷素的存在狀態會影響重金屬的遷移轉化。因此，有效穩定農田土壤重金屬具有重要意義，開發高效、經濟環保的重金屬修復技術是迫切需要解決的問題。目前傳統的重金屬修復方法有淋洗法、化學沉淀法和吸附法等，但這些方法具體應用時存在低效、成本高、二次污染等問題，很難達到預期的效果，而微生物修復是一種非常有前途、生態良性的方法。

解磷微生物作為土壤微生物的重要組成部分，能夠依靠自身的代謝產物(有機酸、磷酸酶)或通過與其他生物的協同作用，將土壤中難溶態磷(如鐵磷、鈣磷、中穩定性有機磷、高穩定性有機磷等)轉化為可供植物吸收利用的磷，不僅可大幅提高土壤中磷的利用率，改善植物磷營養狀態，促進植物生長，而且可以改變重金屬的形態，提高修復效率。但是高濃度的重金屬會抑制解磷菌的活性，尤其是游離狀態下的細菌，更容易限制此生物修復過程。。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術存在的成本高、處理效率低的問題，開發一種高效、生態環保的生物炭載納米零價鐵耦合解磷菌固定化小球的制備方法，并將其應用于土壤修復。

本發明提供的載體負載納米金屬耦合解磷菌固定化小球，由一多孔球體和負載在所述多孔球體的孔壁上的負載物組成；

構成所述多孔球體的材料為多孔凝膠；

所述負載物包括強化材料和混合在所述強化材料中的解磷菌；

上述載體負載納米金屬耦合解磷菌固定化小球中，所述多孔凝膠為以聚乙烯醇和海藻酸鈉中至少一種為原料交聯聚合所得產物；

所述強化材料為炭材料載納米金屬；

所述解磷菌選自非脫羧勒克菌、蘇云金芽孢桿菌和惡臭假單胞菌中至少一種；

具體的，

所述金屬為鐵；

所述納米金屬的價態選自零價、二價和三價中至少一種；

所述納米金屬具體為納米零價鐵；

所述炭材料為生物炭或活性炭；

所述炭材料的粒徑具體為小于等于0.177mm。

具體的，所述炭材料與納米金屬的質量比為3-5：1；

所述強化材料的質量與解磷菌的菌液的體積比為1：50-62.5；具體的，所述解磷菌的菌液的OD₆₀₀＝0.6-0.8；

所述載體負載納米金屬耦合解磷菌固定化小球的直徑為4mm-8mm；具體為6mm。

本發明提出的一種生物炭載納米零價鐵耦合解磷菌固定化小球的制備方法，是將生物炭載納米零價鐵、解磷菌包埋在聚乙烯醇、海藻酸鈉與氯化鈣飽和硼酸溶液交聯形成的小球內，這樣制備的固定化小球具有機械強度高、傳質效率好、處理效果快等優點。

本發明提供的制備所述載體負載納米金屬耦合解磷菌固定化小球的方法，包括：