[发明专利]一种用于提取完成重金属污染土壤修复的微生物的装置及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于金属污染土壤的修复装置及其修复方法。

背景技术

人类的各类生产生活要素大多都来源于土壤，尤其是关乎人类生存与发展的农业生产更是如此。但随着现代经济的高速发展，环境污染物的排放量与日俱增，环境污染和生态破坏日益严重，给人类赖以生存的土壤带来了严重的污染。土壤在遭受了重金属的污染之后，由于重金属不能被土壤中的土著菌群降解，不仅会造成所生产的农作物出现严重的产量降低与质量下降，并且也会对上层食物链的人类健康产生严重的威胁。因此，开展相关的研究工作便具有十分重要的作用与价值，应当引起人们的重视与思考。

目前重金属污染土壤的治理方法有改土法、电化法、原位固定法、植物修复、微生物修复法。

改土法是去除掉表层的土壤介质，而换置以新的土壤。此方法弊端在于需要投入大量的人力物力，且费时较长并存在有出现渗漏、污染环境等问题。而且，置换下来的受污染土壤又成为新的问题。

电化法为在水分已经充足饱和状态下的土壤之中增加以相应的电极，进而接通以强度较低的直流电，使得相应的金属离子能够在电磁场的影响之下产生定向运动，并主要集中于电极周围，而后在借助于集中化的处理方式将电极采集起来并予以处理，进而起到清洁重金属的目的。但是此方法耗电量、耗水量大，成本高，而且对于渗透性强，传导差的砂质土层应用效果不甚理想。

原位固定技术是指通过往土壤中加入固定剂，调节和改变重金属在土壤中的物理化学性质，使其产生沉淀、吸附、离子交换、腐殖化和氧化～还原等一系列反应，降低其在土壤环境中的生物有效性和可迁移性，从而减少这些重金属元素对动植物的毒性。但在应用中仍然存在一些困难：其一，每个固定剂都有其适用的土壤，土壤的成土母质、粘粒含量、pH等理化性质直接影响固定剂的修复效果。环境条件的改变，特别是降水多少等，也会影响固定剂对重金属的固定作用。其二，化学合成的有机—无机复合体应用于重金属污染土壤修复，不仅治理成本过高，且有相当的环境风险。有些固定剂在土壤中还会引起土壤理化性质的改变，对植被造成不良影响。其三，虽然吸附剂能将重金属固定住，但金属离子依然还存留在土壤环境中，并可能随着环境条件的改变，生物有效性也可能变化。

植物修复是采用自然环境当中的超量积累植物，来将土壤当中重金属物质移出，或是减轻重金属毒性的目的，并最终实现对污染土壤的处理。虽然，该方法不会造成二次污染，但所需富集、修复时间长，而且，要寻到合适的超富集植物或者耐性作物非常困难。

微生物修复技术利用土壤中的某些微生物对重金属具有吸收、沉淀、氧化和还原等作用，使重金属污染物被降解、被氧化、被还原、被脱除某些取代基等，从而降低土壤中重金属的毒性。该方法具有成本低、修复时间短、见效快，操作容易、能耗低，菌株可通过驯化提高耐性、菌株资源丰富，对土壤环境要求低等诸多优点，是未来解决土壤重金属污染最为理想的方法。但是，由于目前的技术仍然不能将用于修复的微生物从土壤中提取出来，待微生物死后重金属污染元素又回到土壤中，并不能将重金属从土壤中实际除去。所以，大大限制了微生物修复的应用和推广。

发明内容

本发明的目的是解决修复用微生物不能够从土壤中提取出来的问题，而提供的一种用于微生物修复重金属污染土壤的装置及其修复方法。

本发明用于微生物修复重金属污染土壤的装置，它包括主体平板和多个微生物提取仓；

主体平板上均布多个通孔，每个通孔对应连接一个微生物提取仓的首端，每个微生物提取仓的首端具有密封盖，微生物提取仓内填充有填料，微生物提取仓的末端为尖端，微生物提取仓的侧壁上具有分散布置的开口。

采用上述装置进行微生物修复重金属污染土壤的方法：

一、向重金属污染土壤中加入修复用微生物的营养基质，然后接种修复用微生物，培养 6～8天；

二、将在营养液中浸泡过的填料放入权利要求1所述装置的微生物提取仓，再将权利要求1所述装置插入经步骤一处理的土壤中并放置6～8天，然后将权利要求1所述装置取出；

其中，步骤一接种修复微生物后调节并保持土壤水分为40％±5％。

本发明装置的优点：通过填料携带的营养液，来将土壤中已携带了重金属的微生物提取出土壤，从而使重金属污染物彻底的由土壤中根除。其装置结构简单、操作简便、提取效果好、节能环保、对土壤不存在二次污染。

本发明方法在修复重金属污染土壤时装置插入的位置灵活且可以随时改变。本发明方法中所使用的填料可取出、洗脱后重复利用；填料洗脱液或使用过的填料集中处理处置，避免二次污染。