申请/专利权人：哈尔滨师范大学

申请日：2017-03-13

公开（公告）日：2020-07-03

公开（公告）号：CN106903148B

主分类号：B09C1/00(20060101)

分类号：B09C1/00(20060101);B09C1/10(20060101)

优先权：

专利状态码：失效-未缴年费专利权终止

法律状态：2024.03.22#未缴年费专利权终止;2020.07.03#授权;2017.07.25#实质审查的生效;2017.06.30#公开

摘要：利用枯草芽孢杆菌强化蔊菜修复钒矿污染土壤的方法，涉及修复钒矿污染土壤的方法。本发明提供利用枯草芽孢杆菌强化蔊菜修复钒矿污染土壤的方法，方法一为：1将枯草芽孢杆菌菌剂和水混合配成菌液，将蔊菜种子浸泡于菌液中；2将蔊菜种子取出风干，播种于钒矿污染的土壤中，修复一定时间后，将蔊菜整体从土壤中移除。方法二为：在蔊菜发芽阶段，将枯草芽孢杆菌菌剂和水混合配成菌液，向钒矿污染土壤中喷洒，修复一定时间后，即将蔊菜整体从土壤中移除。在蔊菜生长过程中，土壤中的钒及钒的伴生重金属逐步转移至蔊菜植物体内，通过将蔊菜整体从土壤中移除，最终实现土壤中钒及钒的伴生重金属的去除。本发明用于修复钒矿污染土壤。

主权项：1.利用枯草芽孢杆菌强化蔊菜修复钒矿污染土壤的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：一、将枯草芽孢杆菌菌剂和水按照质量比1:1000混合配成菌液，选取蔊菜种子，将蔊菜种子浸泡于菌液中10～24h；或者将枯草芽孢杆菌菌剂和水按照质量比1:100混合配成菌液，将蔊菜种子浸泡于菌液中0.5～3h；二、然后将蔊菜种子取出，自然风干，然后播种于钒矿污染的土壤中，修复一定时间后，即将蔊菜整体从土壤中移除；所述钒矿污染的土壤中，钒的浓度小于750mgkg；步骤二中的修复时间为70～100d。

全文数据：利用枯草芽孢杆菌强化殫菜修复钒矿污染土壤的方法技术领域[0001]本发明涉及修复钒矿污染土壤的方法。背景技术[0002]钒V为过渡元素。钒主要伴生于钒钾铀矿、硫钒铜矿、钒铅矿等矿物中，世界上金属钒资源总量约为4130万吨，其中我国钒资源储量居世界第三位。钒被广泛应用在钢铁、有色金属、陶瓷、颜料、电子技术等行业中。[0003]虽然钒在很多行业中都有应用，但是在提炼钒的过程中产生的废渣、废水、废气等对环境造成的污染也是不容小觑。若土壤中银含量超标，通过食物链，钥^将会对动植物以及我们人类自己造成危害，然而现阶段国内外针对于钒矿污染土壤修复的研究较少。[0004]目前关于土壤重金属污染修复技术主要包括:物理修复、化学修复、生物修复。近年来，生物修复重金属污染土壤越来越受人们欢迎。而且，在生物修复技术中，微生物与植物联合修复重金属污染土壤被广泛关注。发明内容[0005]本发明的目的是提供利用枯草芽孢杆菌强化蹿菜修复钒矿污染土壤的方法。[0006]本发明利用枯草芽孢杆菌强化蹿菜修复钒矿污染土壤的方法，包括以下步骤：[0007]—、将枯草芽孢杆菌菌剂和水按照质量比1:1000混合配成菌液，选取蹿菜RorippaindicaLHiern.种子，将蹿菜种子浸泡于菌液中10〜24h;[0008]或者将枯草芽孢杆菌菌剂和水按照质量比1:100混合配成菌液，将蹿菜种子浸泡于菌液中0.5〜3h;[0009]二、然后将蹿菜种子取出，自然风干，然后播种于钒矿污染的土壤中，修复一定时间后，即将蹿菜整体从土壤中移除。[0010]所述枯草芽孢杆菌菌剂购买自启明生物工程有限公司。[0011]进一步的，所述蹿菜种子的籽粒饱满，发芽率为85%以上。[0012]进一步的，在蹿菜种子播种前还要对钒矿污染土壤进行常规的整地，土壤翻耕深度为10〜30cm。种子米用条播的方式播种，播种量为每亩6〜15kg;肥料的用量为种子重量的0〜5倍。[0013]进一步的，所述f凡矿污染的土壤中，f凡的浓度小于750mgkg。[0014]进一步的，所述的蹿菜种子自春末或夏初播种于土壤后，在其萌发至秋季移除期间，对其进行包括杀虫、松土、除草、浇水在内的田间管理。[0015]进一步的，步骤二中的修复时间为70〜IOOcL所述修复时间为从蹿菜播种至将蹿菜移除整个过程所需要的时间。可以根据污染土壤所处的地理位置，合理调整修复时长。[0016]进一步的，对于从土壤中移除的蹿菜，进行集中灰化处理，然后将灰烬安全填埋或者作为原料进行钒及钒的伴生重金属的提取。[0017]有些情况下，适合对浸种，可以采用以下的方法修复钒矿污染土壤。[0018]本发明利用枯草芽孢杆菌强化蹿菜修复钒矿污染土壤的方法，包括以下步骤：[0019]在蹿菜发芽后5〜14d，将枯草芽孢杆菌菌剂和水混合配成菌液，向钒矿污染土壤中喷洒，土壤中枯草芽孢杆菌菌剂添加量为0.5〜1.5kg亩，修复一定时间后，即将蹿菜整体从土壤中移除。[0020]所述枯草芽孢杆菌菌剂购买自启明生物工程有限公司。[0021]进一步的，在蹿菜种子播种前要对钒矿污染土壤进行常规的整地，土壤翻耕深度为10〜30cm。种子米用条播的方式播种，播种量为每亩6〜15kg;肥料的用量为种子重量的0〜5倍。[0022]进一步的，所述f凡矿污染的土壤中，f凡的浓度小于750mgkg。[0023]进一步的，蹿菜种子自春末或夏初播种于土壤后，在其萌发至秋季移除期间，对其进行包括杀虫、松土、除草、浇水在内的田间管理。[0024]进一步的，所述修复时间为70〜IOOcL所述修复时间为从蹿菜播种至将蹿菜移除整个过程所需要的时间。可以根据污染土壤所处的地理位置，合理调整修复时长。[0025]进一步的，对于从土壤中移除的蹿菜，进行集中灰化处理，然后将灰烬安全填埋或者作为原料进行钒及钒的伴生重金属的提取。[0026]本发明的原理：[0027]在蹿菜生长过程中，土壤中的钒及钒的伴生重金属逐步转移至蹿菜植物体内，然后通过将成熟的蹿菜整体从土壤中移除，最终实现土壤中超标的钒及钒的伴生重金属的去除。[0028]枯草芽孢杆菌能够促进蹿菜富集土壤中重金属，其原因可能有3个：1枯草芽孢杆菌会促进植物根系生长，有利于蹿菜对土壤中重金属的富集;2枯草芽孢杆菌可以分泌多种酶和抗生素，具有一定的抗逆能力，可以在钒浓度超过标准限值的土壤中生长;3枯草芽孢杆菌可能改变了土壤中重金属的存在形式，增加了重金属有效态的含量，使得蹿菜根系对其更易吸收。[0029]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：[0030]1、蹿菜生长范围广，与种植其他植物物种相比，种植蹿菜不仅不会引起物种入侵等问题，而且在蹿菜开花期间，对外开放，供人们来此修复区域赏花，可带来经济效益，降低修复成本。[0031]2、本发明使用的枯草芽孢杆菌为市售产品，已经实现商品化，相比其他微生物强化植物修复重金属污染土壤技术，此发明能够节省培养微生物的过程中所需的人力和物力。[0032]3、本发明提供的利用枯草芽孢杆菌强化蹿菜修复钒矿污染土壤的方法，操作简单、成本低、能将资源有效利用，而且收获之后便于集中处理不易造成二次污染，便于推广。[0033]本发明方法与其他修复重金属污染土壤的方法相比，一方面，本方法为生物修复方法，对修复区域的生态环境影响较小；另一方面，在较重的钒污染土壤中，枯草芽孢杆菌不仅能够促进蹿菜的生长，还能够增加蹿菜体内重金属的富集量。[0034]在蹿菜成熟时，其地上部分富集钒的含量可达50±2mgkg，地下部分富集钒的含量可达216±3mgkg，每亩可收获大约750kg的蹿菜，种植一茬蹿菜大概可吸收143g的钒。具体实施方式[0035]本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。[0036]具体实施方式一:本实施方式利用枯草芽孢杆菌强化蹿菜修复钒矿污染土壤的方法，包括以下步骤：[0037]一、将枯草芽孢杆菌菌剂和水按照质量比1:1000混合配成菌液，选取蹿菜RorippaindicaLHiern.种子，将蹿菜种子浸泡于菌液中10〜24h;[0038]或者将枯草芽孢杆菌菌剂和水按照质量比1:100混合配成菌液，将蹿菜种子浸泡于菌液中0.5〜3h;[0039]二、然后将蹿菜种子取出，自然风干，然后播种于钒矿污染的土壤中，修复一定时间后，即将蹿菜整体从土壤中移除。[0040]将蹿菜种子自然风干是为了避免在阳光下暴晒以免晒伤或晒死种子。[0041]所述枯草芽孢杆菌菌剂购买自启明生物工程有限公司。[0042]植物蹿菜在整个生长过程中能够富集土壤中的钒及钒的伴生重金属，待生长成熟后将其整体从土壤中移除，土壤中的钒及钒的伴生重金属也将被移除。[0043]具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一不同的是:在蹿菜种子播种前还要对钒矿污染土壤进行常规的整地，土壤翻耕深度为10〜30cm，种子采用条播的方式播种，播种量为每亩6〜15kg;肥料的用量为种子重量的0〜5倍。其它与具体实施方式一相同。[0044]具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二不同的是:所述钒矿污染的土壤中，钥^的浓度小于750mgkg。其它与具体实施方式一或二相同。[0045]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是:步骤二中的修复时间为70〜IOOcL其它与具体实施方式一至三之一相同。[0046]具体实施方式五:本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是:对于从土壤中移除的蹿菜，进行集中灰化处理，然后将灰烬安全填埋或者作为原料进行钒及伴生重金属的提取。其它与具体实施方式一至四之一相同。[0047]具体实施方式六:本实施方式利用枯草芽孢杆菌强化蹿菜修复钒矿污染土壤的方法，包括以下步骤：[0048]在蹿菜发芽后5〜14d，将枯草芽孢杆菌菌剂和水混合配成菌液，向钒矿污染土壤中喷洒，土壤中枯草芽孢杆菌菌剂添加量为0.5〜1.5kg亩，修复一定时间后，即将蹿菜整体从土壤中移除。[0049]植物蹿菜在整个生长过程中能够富集土壤中的钒及伴生重金属，待生长成熟后将其整体从土壤中移除，土壤中的钒及钒的伴生重金属也将被移除。[0050]所述枯草芽孢杆菌菌剂购买自启明生物工程有限公司。[0051]具体实施方式七:本实施方式与具体实施方式六不同的是:在蹿菜种子播种前要对钒矿污染土壤进行常规的整地，土壤翻耕深度为10〜30cm，种子采用条播的方式播种，播种量为每亩6〜15kg，肥料的用量为种子重量的0〜5倍。其它与具体实施方式六相同。[0052]具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式六或七不同的是:所述钒矿污染的土壤中，钥^的浓度小于750mgkg。其它与具体实施方式六或七相同。[0053]具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式六至八之一不同的是:所述修复时间为70〜IOOcL其它与具体实施方式六至八之一相同。[0054]具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式六至九之一不同的是:对于从土壤中移除的蹿菜，进行集中灰化处理，然后将灰烬安全填埋或者作为原料进行钒及伴生重金属的提取。其它与具体实施方式六至九之一相同。[0055]下面对本发明的实施例做详细说明，以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方案和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。[0056]实施例1:[0057]本方法试验区位于湖北省某钒矿污染场地，采用枯草芽孢杆菌强化蹿菜修复钒矿污染土壤方法的修复区面积为120m2,通过手持式矿石土壤分析仪XRFThermoFisherNitonXL3t500对土壤重金属含量进行测定。土壤中f凡含量的平均值为520±8mgkg，土壤含水量为20%左右。将120m2平均分为6个区域，编号为11、12、13、14、15、16。11和12为对照组，不添加任何菌剂;在K3和K4区域种植用枯草芽孢杆菌浸种处理后的蹿菜种子;在K5和K6区域直接种植蹿菜种子，待蹿菜发芽后IOd施加菌剂。具体做法如下：[0058]2016年4月上旬选择籽粒饱满，发芽率为85%以上的蹿菜种子，称取6份种子，每份0.3kg。称取IOg的枯草芽孢杆菌菌剂，溶于1升水里，配成菌液。取一份之前称取的0.3kg种子浸置菌液中1.5h，在自然情况下风干，再取一份种子重复上述操作。[0059]2016年4月中旬对整个区域进行翻耕及除杂，翻耕深度为20cm左右，然后饶水使土壤湿润。之后将自然风干后的2份种子分别播种于K3和K4区域。其余4份种子不经过浸种处理，分别直接播种在余下的区域内。种子均采用条播的方式播种，垄间距为IOcm左右。K5和K6趋于内蹿菜发芽IOd后，称取60g枯草芽孢杆菌菌剂，溶于10升水中，均匀喷播在K5和K6区域。其他区域喷播等量的水。2016年7月中上旬将其收获，种植期间内进行常规的除草、杀虫等田间管理。与种植在重金属未超标的土壤中的蹿菜相比，在整个种植期间蹿菜未表现出毒害作用。[0060]在种植期间内，对该修复区域内的蹿菜进行了两次抽样调查，抽样时间分别为2016年5月中下旬植物生长期间和2016年7月中上旬植物收获前，在调查中发现，第二次采集的蹿菜地上部分重金属含量较比第一采集的蹿菜地上部分重金属钒含量平均增加50%以上，其中一部分采集的蹿菜地上部分重金属钒含量增加可达69.4%。[0061]采用梅花形布点法分别在6个区域进行取样，编号放入自封袋中，带回后用自来水冲洗干净，然后再用去离子水冲洗2〜3次，放入烘箱内烘干。称量植物的生物量，然后采用微波消解法和电感耦合等离子体原子发射光谱仪对蹿菜地上部分的钒含量进行测定。植物富集量=植物重金属含量X植物生物量。收获时蹿菜对钒的富集量如表1所示。[0062]表1收获时蹿菜对钒的富集量yg株）[0063][0064]在不添加枯草芽孢杆菌的Kl和K2区域生长的蹿菜地上部分大约可吸附172.20mg的钒;在K3和K4区域生长的蹿菜地上部分大约可吸附223.20mg的钒;在K5和K6区域生长的蹿菜地上部分大约可吸附207.94mg的隹凡。[0065]对于从土壤中移除的蹿菜，进行集中灰化处理，然后将灰烬安全填埋或者作为原料进行钒及伴生重金属的提取。[0066]该区域采用本发明的方法后，钒的含量有所降低，按照此操作进行，可降低重金属污染地下水的风险，还可降低重金属对生活在该区域生物的危害。

权利要求：1.利用枯草芽孢杆菌强化蹿菜修复钒矿污染土壤的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：一、将枯草芽孢杆菌菌剂和水按照质量比1:1000混合配成菌液，选取蹿菜种子，将蹿菜种子浸泡于菌液中10〜24h;或者将枯草芽孢杆菌菌剂和水按照质量比1:100混合配成菌液，将蹿菜种子浸泡于菌液中〇.5〜3h;二、然后将蹿菜种子取出，自然风干，然后播种于钒矿污染的土壤中，修复一定时间后，即将蹿菜整体从土壤中移除。2.根据权利要求1所述的利用枯草芽孢杆菌强化蹿菜修复钒矿污染土壤的方法，其特征在于在蹿菜种子播种前还要对钒矿污染土壤进行常规的整地，土壤翻耕深度为10〜30cm，种子米用条播的方式播种，播种量为每亩6〜15kg;肥料的用量为种子重量的0〜5倍。3.根据权利要求1所述的利用枯草芽孢杆菌强化蹿菜修复钒矿污染土壤的方法，其特征在于所述银矿污染的土壤中，钥^的浓度小于750mgkg。4.根据权利要求1所述的利用枯草芽孢杆菌强化蹿菜修复钒矿污染土壤的方法，其特征在于步骤二中的修复时间为70〜IOOd。5.根据权利要求1所述的利用枯草芽孢杆菌强化蹿菜修复钒矿污染土壤的方法，其特征在于对于从土壤中移除的蹿菜，进行集中灰化处理，然后将灰烬安全填埋或者作为原料进行钒及钒的伴生重金属的提取。6.利用枯草芽孢杆菌强化蹿菜修复钒矿污染土壤的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：在蹿菜发芽后5〜14d，将枯草芽孢杆菌菌剂和水混合配成菌液，向钒矿污染土壤中喷洒，土壤中枯草芽孢杆菌菌剂添加量为0.5〜1.5kg亩，修复一定时间后，即将蹿菜整体从土壤中移除。7.根据权利要求6所述的利用枯草芽孢杆菌强化蹿菜修复钒矿污染土壤的方法，其特征在于在蹿菜种子播种前要对钒矿污染土壤进行常规的整地，土壤翻耕深度为10〜30cm，种子采用条播的方式播种，播种量为每亩6〜15kg，肥料的用量为种子重量的0〜5倍。8.根据权利要求6所述的利用枯草芽孢杆菌强化蹿菜修复钒矿污染土壤的方法，其特征在于所述银矿污染的土壤中，钥^的浓度小于750mgkg。9.根据权利要求6所述的利用枯草芽孢杆菌强化蹿菜修复钒矿污染土壤的方法，其特征在于所述修复时间为70〜IOOd。10.根据权利要求6所述的利用枯草芽孢杆菌强化蹿菜修复钒矿污染土壤的方法，其特征在于对于从土壤中移除的蹿菜，进行集中灰化处理，然后将灰烬安全填埋或者作为原料进行钒及伴生重金属的提取。

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