[發明專利]一種細菌原位修復砷和鹽酸四環素污染土壤的方法與應用

在審

• 申請號: 202210170343.7
• 申請日: 2022-02-23
• 公開（公告）號: CN114643276A
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 王亞楠;劉糧豐;王華偉;孫英杰;劉夢凡;王祁;趙辛龍;段鈺而;莫澤旭;劉裔凡
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: B09C1/10
• 分類號: B09C1/10;B09C1/08
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 孟令彩

本發明公開了一種細菌原位修復砷和鹽酸四環素污染土壤的方法，包括如下步驟：將菌液、碳源、二價錳等加入到砷和鹽酸四環素復合污染土壤中，使細菌誘導產生生物錳氧化物材料，其與砷和鹽酸四環素發生一系列物理?化學?生化反應，同步實現砷的吸附固定和鹽酸四環素降解，實現砷和鹽酸四環素的原位修復。該方法工藝簡單、處理成本低、適用范圍大、無二次污染等優點。

技術領域

本發明涉及土壤處理技術領域，具體為一種細菌原位修復砷和鹽酸四環素污染土壤的方法與應用。

背景技術

砷污染土壤治理依靠的現有技術主要有土壤淋洗、固化/穩定化、熱處理、植物修復和微生物修復等技術。土壤淋洗通常是向土壤中投加各類淋洗劑(如有機或無機酸、堿、鹽和螯合劑)，該方法不僅會破壞土壤原有的微團聚體結構，還會導致營養元素的淋失和沉淀，容易引起地下水污染，只適用于面積小污染重的土壤治理。熱處理砷污染土壤時也會破壞土壤結構，同時也面臨高處理成本和運行費用的問題。固化/穩定化技術在砷污染土壤工程治理中有較多的應用，如水泥包封固化、螯合劑穩定化、金屬氧化物等無機材料吸附固化等，但一般藥劑投加量通常在5％以上，一次成本高并容易產生二次污染等。植物修復法具有成本低、不破壞土壤原有結構、對土壤理化性質改變小的優點，但修復效率較低、修復周期長。微生物修復作為新興的修復技術，具有效果好、經濟、不會產生二次污染的優勢，已被證明是有效的修復方法，受到了國內外研究者的關注。

三價砷的活性、毒性和遷移能力均強于五價砷，且有著更強的附著能力和移動性，因而在砷污染土壤的修復工作中首先考慮三價砷的去除。鹽酸四環素屬于抗生素類藥物，此類藥物的生產和使用較為廣泛，但在其制作和使用中產生的各類廢水會對當下環境帶來嚴重的影響，遷移到土壤中的抗生素也會對土壤環境，土壤微生物群落產生很大的影響。我國用的最多的一類抗生素為四環素類抗生素，該類抗生素達到抑制細菌效果的原理是通過避免氨酰tRNA與核糖體結合位點的結合，從而來抑制菌體蛋白的合成，抗生素在環境中不但會造成化學方面的污染，還會在環境中誘導抗性基因和微生物的產生，并使抗生素的抗性加以擴散。四環素類藥物在經生物代謝后，大部分的四環素隨排泄物仍以原始形式排出，導致四環素在環境中大量蓄積殘留。長期低濃度的藥物殘留會危害人類健康，對胃腸、肝腸都有損害。

國內外用于降解抗生素類藥物技術主要包括物理方法、生物方法、化學處理方法等。含抗生素污水的違規排放，污水處理廠的傳統污水處理工藝不能將抗生素類藥物完全去除。近些年，為了進一步增強消毒作用、保障飲用水安全，部分給水廠引入了紫外消毒工藝。紫外消毒主要是對光敏型抗生素有降解作用。為了滿足人們對優質飲用水日益增長的需求，很多給水廠增加了深度處理工藝，主要包括臭氧氧化和活性炭池過濾等工藝。臭氧不僅對抗生素有氧化降解作用，還對抗性基因有去除作用，但是通常情況下，給水廠主要將臭氧投加在預氧化階段以及活性炭池前，很難投加高濃度臭氧以達到抗性基因去除的目的。而對于土壤中抗生素的處理，往往更加復雜，難以達到較好的去除效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種細菌原位修復砷和鹽酸四環素污染土壤的方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種細菌原位修復砷和鹽酸四環素污染土壤的方法與應用，包括如下步驟：將菌液加入到砷和抗生素復合污染土壤中，使細菌誘導產生生物錳氧化物，與土壤中的三價砷、五價砷、鹽酸素環素發生一系列物理-化學-生化反應，完成土壤砷和鹽酸四環素的同步原位修復。

作為優選，將菌株接種到砷和抗生素復合污染土壤，菌株能夠原位誘導產生生物錳氧化物材料，菌株采用能夠將二價錳轉化為錳氧化物的菌株。

作為優選，細菌誘導產生的生物錳氧化物具有較強的氧化性，可以氧化降解土壤中的三價砷和鹽酸四環素，同時吸附固定五價砷。

作為優選，菌株為分散泛菌WHW-3，營養肉湯的濃度為17-25g/L。