[發明專利]一種鎘污染沉積物的高效微生物修復方法

有效

• 申請號: 202010544202.8
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111807523B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 范文宏;趙晴;蕭晟韜;彭位華;李曉敏
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: B09C1/00
• 分類號: B09C1/00;C12N1/36;C12R1/01;C02F101/20
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 朱亞娜;吳小燦

一種針對鎘污染沉積物的高效微生物修復方法，包括以下步驟：步驟1，取天然水庫底泥進行SRB的富集、馴化與擴大培養，得到純化SRB菌液；步驟2，將擴大培養后的純化SRB菌液與納米零價鐵聯合修復Cd污染沉積物；步驟3，每隔一段時間采集利用純化SRB菌液與納米零價鐵聯合修復的Cd污染沉積物；聯合修復的Cd污染沉積物中科水平上的典型SRB的優勢菌種類型包括脫硫葉菌科、脫硫腸狀菌科、脫硫桿菌科、硫還原菌科以及脫硫弧菌科。該方法便于實現原位修復，具有操作簡便、修復效果好、環境友好等優點。能夠增強Cd的固定化效果，并快速降低上覆水鎘含量，且當鎘污染沉積物的上覆水環境中持續有新增鎘污染時，本發明所述方法能夠實現持續高效修復。

技術領域

本發明涉及重金屬污染物修復技術領域，特別是一種鎘污染沉積物的納米材料聯合微生物的修復方法。

背景技術

由于重金屬的高毒性、不可降解性以及隨食物鏈富集等特性，水體重金屬污染對生態環境以及人類健康都有著嚴重危害。然而，水環境中的重金屬在吸附、沉淀與共沉淀和生物活動等共同作用下最終匯集于沉積物中，導致沉積物重金屬污染更加嚴峻。另外，沉積物在重金屬的運輸、形態轉化以及食物鏈傳遞過程中發揮著關鍵作用。一旦沉積物受到自然或者人為活動的擾動，積累在沉積物中的重金屬就會有再一次釋放到水環境中的風險，因此，修復被重金屬污染的沉積物得到了廣泛關注。

沉積物中重金屬的遷移率和生物危害性主要取決于其化學形態，而不是其總量，因此，將重金屬較為活躍的形態轉化成一種更穩定的形態，同樣可以降低對水體生態環境以及人類健康產生毒性的風險。硫酸鹽還原菌(Sulfate reducing bacteria，SRB)能將SO42-還原成S2-，隨后S2-與重金屬結合形成金屬沉淀物以達到固定沉積物中重金屬的效果，從而被認為是目前有著較好前景的沉積物重金屬固定化技術之一。然而，SRB的生物固定化技術在實際應用中卻存在許多困難，例如，公布號為CN107138521A、發明名稱為“一種鎘污染底泥的微生物修復方法”的發明專利，在SRB加入到沉積物系統后，需要長達166天的時間才能達到一定修復效果。這主要是因為一些環境條件，如pH、氧化還原電位、電子供體等等指標并不能滿足SRB的生長和工作，導致SRB需要較長時間來適應研究體系的環境。因此，需要找到能為SRB提供理想環境條件的協同物質，來促進SRB進行異化硫酸鹽還原過程，從而強化SRB的生物固定化修復效果。

發明內容

本發明提供一種鎘污染沉積物的高效微生物修復方法，該方法利用分離鑒定后的純化SRB聯合納米零價鐵對被Cd污染的沉積物體系進行聯合修復，不僅大幅降低了修復時間，還有效降低沉積物中Cd的釋放風險及上覆水的Cd含量，使得沉積物中Cd的活躍態下降，穩定態升高，實現了有效的原位修復。

本發明技術方案如下：

一種針對鎘污染沉積物的高效微生物修復方法，包括以下步驟：

步驟1，針對鎘污染沉積物，取天然水庫底泥進行SRB的富集、馴化與擴大培養，得到純化SRB菌液；所述純化SRB菌液中，豐度較高的SRB菌種是脫硫弧菌。

步驟2，將擴大培養后的純化SRB菌液與納米零價鐵聯合修復Cd污染沉積物；

步驟3，每隔一段時間采集利用純化SRB菌液與納米零價鐵聯合修復的Cd污染沉積物，監控其微生物群落組成以及典型SRB的優勢菌種，并監控Cd污染沉積物的修復情況；所述純化SRB菌液與納米零價鐵聯合修復的Cd污染沉積物中科水平上的典型SRB的優勢菌種類型包括Desulfobulbaceae脫硫葉菌科、Desulfomicrobiaceae脫硫腸狀菌科、Desulfobacteraceae脫硫桿菌科、Desulfurellaceae硫還原菌科以及Desulfovibrionaceae脫硫弧菌科。