[發(fā)明專利]一種砷污染水體沉水植物-生物膜修復(fù)系統(tǒng)及其構(gòu)建方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110080797.0
• 申請(qǐng)日: 2021-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN112850905A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏品華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州師范大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F3/32
• 分類號(hào): C02F3/32;C02F101/20
• 代理公司: 重慶市信立達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50230
• 代理人: 陳炳萍

本發(fā)明涉及水體修復(fù)領(lǐng)域，公開了一種砷污染水體沉水植物?生物膜修復(fù)系統(tǒng)的構(gòu)建方法，包括培育沉水植物?生物膜修復(fù)系統(tǒng)和植入沉水植物?生物膜修復(fù)系統(tǒng)；本發(fā)明還公開了沉水植物?生物膜修復(fù)系統(tǒng)及應(yīng)用。本發(fā)明采用沉水植物?生物膜修復(fù)系統(tǒng)對(duì)砷污染水體進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，并通過(guò)收割沉水植物去除水體中的砷，本發(fā)明可被應(yīng)用于河、湖等量大面廣的地表砷微污染水體修復(fù)中，能大范圍應(yīng)用，修復(fù)效果好，為河、湖等地表水體砷污染的治理提供了新的高效且生態(tài)效應(yīng)好的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水體修復(fù)領(lǐng)域，具體涉及一種砷污染水體沉水植物-生物膜修復(fù)系統(tǒng)及其構(gòu)建方法。

背景技術(shù)

砷(As)廣泛存在于自然環(huán)境中，是一種公認(rèn)的全球性污染物且無(wú)閾值的一級(jí)致癌物質(zhì)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，人口持續(xù)增加，城市化進(jìn)程加快，水污染形勢(shì)也變的愈發(fā)嚴(yán)峻，其中砷污染就是其中之一。

國(guó)內(nèi)外對(duì)砷污染廢水的治理分為物理、化學(xué)、生物三大類，物理方法主要利用吸附材料的高比表面積實(shí)現(xiàn)砷的吸附固定，該方法雖簡(jiǎn)單易行，有較好的處理效果且易于解吸回收，但其在河流、湖泊等低污染地表水體中并不適用，混凝沉淀、離子交換等物化技術(shù)在河流、湖泊濕地中失去了其原本高效的處理效果。用化學(xué)沉淀、氧化等化學(xué)法處理砷污染廢水時(shí)，由于投加的藥劑極易對(duì)環(huán)境造成二次污染，因而無(wú)法實(shí)現(xiàn)河流湖泊濕地等砷污染水體的原位修復(fù)。生物修復(fù)砷污染的主流方法分為植物富集和微生物修復(fù)兩大類，植物富集主要利用一些對(duì)砷有高/超富集能力的植物，如水浮蓮、蜈蚣草等，主要利用根系吸收水體中的砷，其修復(fù)能力極為有限。目前微生物修復(fù)方法修復(fù)地表水體砷污染主要通過(guò)微生物的細(xì)胞壁或胞外聚合物中的一些官能團(tuán)對(duì)砷發(fā)生離子交換、絡(luò)合和配位作用實(shí)現(xiàn)水中砷污染的固定和富集，在應(yīng)用時(shí)需要提供載體來(lái)固定，如鈣化微生物。

上述技術(shù)主要適用于工業(yè)廢水等高砷污染水體的凈化，它們?cè)诤印⒑攘看竺鎻V的地表砷微污染水體中難以被應(yīng)用。目前的技術(shù)尚未公開沉水植物-附著生物膜系統(tǒng)修復(fù)砷污染水體的方法，針對(duì)我國(guó)河、湖等地表水體面臨砷污染的形勢(shì)，開發(fā)能大范圍應(yīng)用、高效且生態(tài)效應(yīng)良好的修復(fù)技術(shù)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

基于以上問(wèn)題，本發(fā)明提供一種砷污染水體沉水植物-生物膜修復(fù)系統(tǒng)及其構(gòu)建方法，本發(fā)明可被應(yīng)用于河、湖等量大面廣的地表砷微污染水體修復(fù)中，能大范圍應(yīng)用，修復(fù)效果好，為河、湖等地表水體砷污染的治理提供了新的高效且生態(tài)效應(yīng)好的方法。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種砷污染水體沉水植物-生物膜修復(fù)系統(tǒng)的構(gòu)建方法，包括如下步驟：

S1：培育沉水植物-生物膜修復(fù)系統(tǒng)

將株高50cm的光葉眼子菜定植于穴苗盤，每孔定植3-5株，并用碎石填充固定，在玻璃鋼中培養(yǎng)，培養(yǎng)水體為中度富營(yíng)養(yǎng)化的湖泊或水庫(kù)中的水，人工調(diào)節(jié)培養(yǎng)水體中浮游藻類細(xì)胞的密度，將浮游藻類細(xì)胞的密度調(diào)節(jié)至10⁸-10¹⁰個(gè)細(xì)胞/L；每天上午8點(diǎn)至晚上8點(diǎn)進(jìn)行光照，光照量為1200-1500lx，其余時(shí)間避光并進(jìn)行往復(fù)式震蕩培養(yǎng)，震蕩頻率為80RPM，培養(yǎng)溫度在27℃-30℃，培養(yǎng)時(shí)間為5-7天，培養(yǎng)至浮游藻類細(xì)胞的密度大于10⁵個(gè)細(xì)胞/cm²即可；

S2：植入沉水植物-生物膜修復(fù)系統(tǒng)

將經(jīng)步驟S1培育后的沉水植物-生物膜修復(fù)系統(tǒng)連同穴苗盤一起移植入被砷污染的水體中，使沉水植物-生物膜修復(fù)系統(tǒng)自然生長(zhǎng)富集水體中的砷，待沉水植物-生物膜修復(fù)系統(tǒng)生長(zhǎng)20-30天后收割移除，之后根據(jù)修復(fù)目標(biāo)反復(fù)進(jìn)行沉水植物-生物膜修復(fù)系統(tǒng)的植入和收割，直至水體中砷的濃度達(dá)到目標(biāo)要求。

進(jìn)一步的，步驟S1中的浮游藻類包括如下具體種類：其中藍(lán)藻門76種，硅藻門25種，綠藻門12種，其它藻類12種。

進(jìn)一步的，所述其它藻類為甲藻、裸藻和隱藻中的任意一種或任意兩種或三種。

進(jìn)一步的，所述其它藻類包括甲藻3種、裸藻7種、隱藻2種。