[发明专利]一种土壤重金属污染修复剂

说明书

本发明提供一种土壤重金属污染修复剂，包括酵母菌载体和其负载的纳米铁，其中，纳米铁是以废弃烟叶提取物代替硼氢化物制备的酵母菌载纳米铁。将其与土壤混匀，可促进土壤中的铅和镉转化为残渣态，达到降低土壤中铅和镉的生物有效性的目的。该酵母菌载纳米铁制备不需要任何有毒的试剂，在室温常压下使用常规仪器便能完成。不仅能实现废弃烟叶的资源化利用，降低纳米铁的制备成本，环境友好，而且能在修复土壤重金属污染的同时，增加土壤有机质含量，提高农作物的产质量。可广泛用于铅、镉污染土壤的原位修复，属于重金属污染修复技术领域。

技术领域

本发明提供一种土壤重金属污染修复剂，包括酵母菌载体和其负载的纳米铁，其中，纳米铁是以废弃烟叶提取物代替硼氢化物制备的酵母菌载纳米铁，用于铅污染土壤和镉污染土壤的修复。属于土壤重金属污染修复技术领域。

背景技术

近年来，农作物重金属超标现象时有发生，土壤的重金属污染是其主要原因之一。施用重金属污染修复剂，通过改变重金属的赋存形态，降低其在土壤中的迁移性和生物有效性是修复土壤重金属污染的有效途径之一。

纳米零价铁高还原性和优良的吸附性能，使其成为一种颇具应用潜力的土壤重金属污染修复剂。目前，纳米铁的制备大多以硼氢化钠或硼氢化钾为还原剂，不仅毒性大，而且需要外加聚合物或表面活性剂作纳米铁的包裹剂或稳定剂，存在一定的环境风险，而以茶叶、桉树叶、薄荷叶、高粱麸、橙皮和柑桔等植物提取物为还原剂制备纳米铁不仅成本低廉，而且绿色环保。专利CN201710245090.4公开了一种以80℃水提取的绿茶提取物为还原剂、分散剂和掩蔽剂制备纳米铁粉的方法，用于沥青抗老化和还原路面重金属离子；专利CN201610274411.9公开了一种利用茶树叶水提取液合成纳米铁去除p,p’-DDT的方法；专利CN201510824709.8和CN201510824685.6分别公开了一种利用绿茶水提取液合成纳米零价铁镍双金属和纳米零价铁铜双金属材料及其用于修复土壤和地下水中的六价铬污染的方法，这两种双金属材料都需要加入表面活性剂进行改性。此外，专利CN201410112823.3和CN201310141406.7则分别公开了一种利用山竹果皮和猴欢喜树叶的热水提取液绿色合成纳米铁的方法。

酵母菌具有多孔网状结构及丰富的氨基、羟基、羧基和磷酸基团，是一种天然的生物吸附剂。将废弃烟叶提取物还原亚铁盐或铁盐制备的纳米铁负载到酵母菌上，制成酵母菌载纳米铁，不仅能减少纳米铁颗粒间的团聚，而且能同时发挥酵母菌的吸附作用和纳米铁的还原作用，提高纳米铁的利用率。现有技术还没有公开以废弃烟叶提取物制备的酵母菌载纳米铁用于修复土壤重金属污染的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种土壤重金属污染修复剂，包括酵母菌载体和其负载的纳米铁，所述纳米铁是以废弃烟叶提取物代替硼氢化物，将酵母菌吸附的亚铁盐或铁盐原位还原，得到的酵母菌载纳米铁。通过调节酵母菌载体与亚铁盐或铁盐的质量比，和/或通过调节烟叶提取物的用量，和/或通过调节反应时间，和/或通过调节搅拌或振荡速度来控制纳米铁的反应活性。

因此，本发明的第一个目的是提供一种土壤重金属污染修复剂，包括酵母菌载体和其负载的纳米铁，是以废弃烟叶提取物代替硼氢化物，将酵母菌吸附的亚铁盐或铁盐原位还原所得。

本发明的第二个目的是提供一种利用废弃烟叶提取物制备土壤重金属污染修复剂的方法，包括以下步骤：

(1)烟叶处理：将已洗掉杂质的烟叶自然晾干后，于50℃下烘干、粉碎过200目筛，密封待用；

(2)烟叶提取物制备：将上述步骤(1)中得到的烟叶粉末与提取溶剂按照质量体积比为1:5～1:40(单位为g·mL^-1)，加入到250mL锥形瓶中，超声提取10～40min或室温振荡提取1～8h，离心分离后，清液用旋转蒸发仪在38℃以下浓缩至10mL；

(3)酵母菌载体制备：按常规方法进行酵母菌液体培养，将所得的酵母菌离心，洗涤后，冷冻干燥得酵母菌载体；