[发明专利]一种原位修复受污染沉积物的固定化菌剂及制法与应用

说明书

一种原位修复受污染沉积物的固定化菌剂，由杭锦土2#负载导电微生物构成，通过下述方法得到：1)杭锦土2#经过预处理得到颗粒态填料；2)将导电微生物菌种扩大培养至待接种菌液，按比例添加步骤1预处理的杭锦土2#，厌氧条件下混合，静置后去除上清液，得到固定化菌剂；所述导电微生物菌种为硫还原地杆菌、金属还原地杆菌和希瓦氏菌。本发明还公开了上述固定化菌剂的制备方法和原位修复受污染沉积物的应用。

技术领域

本发明属于水生态修复领域，具体地涉及一种原位修复受污染沉积物的固定化菌剂。

本发明还涉及上述材料的制备方法。

本发明还涉及上述材料在原位修复受污染沉积物方面的应用。

背景技术

近些年来随着国家对生态环境保护工作的重视，特别是湖长制、河长制的实施有效地推动了水域岸线管理、水污染防治、水环境治理等工作的开展。对于湖泊生态系统而言，外源输入的营养物进入水体后除部分被降解和吸收外，大部分富集于沉积物中，并在适当的条件下在水体与沉积物中迁移、转化，因而湖泊的治理既要关注水环境质量的改善，也要关注沉积物中污染物的去除。国内的一些湖泊沉积物治理通常采用底泥疏浚的方式，短期内能够很好地改善水质效果，但对底泥的生境破坏较大，很难恢复。

原位覆盖和修复技术通过在底泥表面铺放一层或多层覆盖物，将底泥与上层水体隔离开来，同时利用填料本身的化学性质与底泥中的污染物相互作用，达到去除污染物并阻止营养物由底泥向水体释放的目的。

原位覆盖技术主要应用于一些流动性不大、水动力条件较弱的水体中，最初采用沙子、砂砾等天然材料物理隔离受污染沉积物和水体，后来慢慢发展到改性粘土、膨润土、人工沸石、灰渣、土工织物等具有一定吸附性能、价格低廉的材料，能够有效降低沉积物中有机物的含量。例如，以湖泊沉积物为原料，辅以沸石和聚合氯化铝改性、造粒和焙烧等过程控制沉积物内源磷负荷(CN106277673A)；或采用磁性颗粒活性炭作为覆盖材料固定沉积物中持久性有机污染物(CN105923963A)。

近年来固定化微生物菌剂的发展，使得微生物修复受污染沉积物成为了研究热点。例如，将菌株经沸石负载并用絮凝剂包覆后投入受石油污染的海域，一个月后大部分站位石油降解效率在50％以上(CN106698672A)；采用河沙和固定高效硝化细菌和反硝化细菌、天然沸石协同作用的生物活性多层覆盖削减沉积物中污染物向水体的释放(CN102531197A)。然而，上述技术所采用的固定化载体仅起到吸附菌体的作用，并不能参与到微生物对有机物的降解过程中，使得污染物的降解效率受到限制。

2007年科学家们首次在海洋沉积物中发现了天然生物地球电池效应，即微生物在沉积物厌氧区域氧化有机碳、硫化物等电子供体，产生的电子经胞外介体“长距离”传输至好氧区，从而与上覆水中的氧气等电子受体发生空间上隔离的还原反应的过程。这一胞外电子传递过程主要是通过微生物纳米导线和细胞色素c来实现的，具有类似结构的微生物主要是地杆菌和希瓦氏菌。然而，如何将这一机理在实际水环境中进行应用，促进多种污染物的降解，是当前环境微生物和环境工程研究者面临的重要挑战。

发明内容

本发明的目的是提供一种原位修复受污染沉积物的固定化菌剂。

本发明的又一目的是提供一种上述材料的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的原位修复受污染沉积物的固定化菌剂，由杭锦土2#负载导电微生物构成，通过下述方法得到：

1)杭锦土2#经过预处理得到颗粒态填料；

2)将导电微生物菌种扩大培养至待接种菌液，按比例添加步骤1预处理的杭锦土2#，厌氧条件下混合，静置后去除上清液，得到固定化菌剂；所述导电微生物菌种为硫还原地杆菌、金属还原地杆菌和希瓦氏菌。

所述的固定化菌剂中，杭锦土2#颗粒填料的粒径小于0.15mm。