[發明專利]一種修復有機污染土壤的木質纖維基負載微生物材料的制備方法

有效

• 申請號: 202110669009.1
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113512425B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 朱紅祥;謝冬燕;廖長君;曹斐姝;蘇建;楊崎峰;顏德鵬;韋湘貴
• 申請（專利權）人: 廣西博世科環保科技股份有限公司
• 主分類號: C09K17/32
• 分類號: C09K17/32;C09K17/40;C12N11/12;B09C1/00;B09C1/10
• 代理公司: 南寧智卓專利代理事務所(普通合伙) 45129
• 代理人: 鄧世江

本發明公開了一種修復有機污染土壤的木質纖維基負載微生物材料的制備方法，材料制備方法包括以下步驟：(1)首先以農業廢棄物為原料通過高溫高壓堿液法提取木質纖維基；(2)其次通過氨基酸對木質纖維基進行改性，得到氨基酸改性木質纖維基；(3)將氨基酸改性木質纖維基與磷銨鹽混合通過高溫水熱法制備摻雜N、P元素的氨基酸改性木質纖維基材料；(4)改性木質纖維基負載微生物菌劑，本發明提高了木質纖維基的生物相容性和表面蓬松度、孔徑和孔數，化學改性引入氨基酸提供微生物所需氮源，水熱法摻雜N、P元素能增大材料比表面積和孔道結構，作為微生物載體起到良好的吸附作用，并為微生物提供營養物質，促進微生物對污染物的降解。

技術領域

本發明屬于有機污染土壤修復領域，特別涉及一種修復有機污染土壤的木質纖維基負載微生物材料的制備方法。

背景技術

近些年生物修復技術及其在石油烴/多環芳烴污染土壤修復領域已掀起一陣研究熱潮，其中土壤污染是我國現階段發展所面臨的重要挑戰。生物修復技術是利用微生物及其它生物將存在于土壤中的有毒有害有機污染物降解成二氧化碳和水或其它無害物質的技術和方法。與物理化學修復技術相比生物修復技術具有安全、破壞性小、效果好、操作簡單以及不易導致二次污染等優點。根據治理過程中添加微生物的來源不同，可將微生物修復分為自然衰減法、生物刺激修復技術和生物強化修復技術，其中生物強化修復技術具有菌劑濃度高、降解能力強、降解迅速等特點。在健康和環境影響最小化的前提下實現石油烴或多環芳烴污染土壤的減量化和無害化修復。

木質纖維基是農業廢棄物的主要成分，其由纖維素、半纖維素和木質素構成，作為自然界最大量的可回收利用資源。木質纖維基是一種功能性纖維基，其表面蓬松具有微孔道結構，未經改性處理的木質纖維基對微生物吸附作用弱，且其微孔道不利于微生物獲取營養物質、溶解氧及微生物代謝產物的排放。

發明內容

本發明的目的是提供一種修復有機污染土壤的木質纖維基負載微生物材料的制備方法，本發明通過對木質纖維基進行化學-物理改性，解決了傳統的木質纖維基吸附作用弱，不利于微生物獲取營養物質、溶解氧及微生物代謝產物排放的問題。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種修復有機污染土壤的木質纖維基負載微生物材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)木質纖維基的提取及純化：選取農業廢棄物進行機械絞碎，過土壤篩篩分處理，篩分后的固體顆粒進行堿液浸泡，堿液浸泡后的固體顆粒在高溫壓力鍋內蒸煮，蒸煮完成后冷卻至室溫，收集濾液滴加酸性溶液調節pH，待濾液中的固體完全析出后過濾，濾渣依次利用酸性溶液、蒸餾水洗滌多次，冷凍干燥24h至恒重，即得到木質纖維基材料。

(2)木質纖維基氨基酸改性：在燒杯中先加入木質纖維基和蒸餾水，攪拌均勻后滴加堿液調節溶液pH，將調節完pH的混合液移至三口瓶，在三口瓶中依次加入氨基酸和甲醛，攪拌反應，恒溫酸析，酸析完成后將反應液冷卻至室溫，固液分離，濾渣先通過蒸餾水洗滌多次，再冷凍干燥24h至恒重，即得到氨基酸改性木質纖維基。

(3)水熱法制備摻雜N、P氨基酸改性木質纖維基材料：先在燒杯中依次加入磷酸銨鹽和蒸餾水，攪拌均勻，然后加入氨基酸改性木質纖維基材料，攪拌均勻，將混合液移至高溫高壓反應釜內反應一定時間，冷卻至室溫，進行酸析，酸析完成后固液分離，濾渣先通過蒸餾水洗滌多次，再冷凍干燥24h至恒重，即得到摻雜N、P氨基酸改性木質纖維基材料。

(4)微生物菌種負載：取一定量菌種接種至活化的CPDA培養基中，即得到菌種活化液，在一定溫度下培養，然后將菌種活化液浸泡至摻雜N、P的氨基酸改性木質纖維基中，混合均勻，靜置培養一段時間，離心傾倒上清液，冷凍干燥，即得到負載微生物的木質纖維基。

進一步地，在步驟(1)中，所述農業廢棄物包括水稻秸稈、玉米秸稈、小麥秸稈、黃豆秸稈、稻殼、花生殼中的一種或幾種。