[发明专利]一种固碳、阻控稻田土壤砷污染的微藻生态修复剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种固碳、阻控稻田土壤砷污染的微藻生态修复剂及其制备方法，所述微藻生态修复剂经无磷改进培养基培养的冻干微藻，其中筛选的微藻接种于无磷改进BG11培养基光照培养4‑7d至细胞密度大于10⁷ cell/mL，经浓缩、冻干获得微藻生态修复剂。本修复剂经光合作用固碳、对稻田土壤砷污染进行生态修复，提高了土壤有机质，促进了砷在微藻中的吸收累积转化，降低了土壤中砷含量，减少了稻米砷的累积，阻控稻田土壤的砷污染。因此该方法具有砷生态修复成效好、应用成本低以及改良土壤、固碳的优点。

技术领域

本发明属于环境污染治理技术领域，具体公开了一种固碳、阻控稻田土壤砷污染的微藻生态修复剂及其制备方法。

背景技术

我国二氧化碳排放量将在2030年前实现达峰，在2060年前实现碳中和是我国向世界的郑重承诺。这不仅对我国今后绿色低碳发展明确了时间表和路线图，而且对高质量发展和生态环保工作提出新要求。另外，普遍存在于环境中的砷(As)是一种迁移性强、毒性高的污染物，受关注度高。我国重金属污染农田面积达2000万公顷，占耕地面积的1/5，造成了巨大的经济损失。化工、金属冶炼、半导体、养殖、电镀和开采与冶炼等行业在生产过程中向环境中排放了大量含砷废水、废气和废渣，以及含砷农药的使用，都会污染稻田土壤。砷在稻田土壤中的累积污染，会被水稻吸收，并通过食物链进入人体，导致健康风险。微藻广泛分布于包括土壤、水等自然环境中，具有来源广、种类多、数量大、生长快等特点，在其生长过程中能吸收二氧化碳而起到固碳作用。微藻作为常用的生物修复剂，可用来去除水环境中的重金属，具有高效、低耗、环保、环境适应性广、应用范围大等优点。元素周期表中的磷和砷同族，化学结构较为类似，二者在生物体内具有相同的吸收代谢通道；因此，环境中低水平的磷可促进微藻对砷的吸收累积转化，甚至产生气态砷而部分移出土壤系统。当前，微藻应用于稻田土壤砷污染的高效修复，既能固碳又能阻控污染的技术较为鲜见。因此，在“双碳”目标的新时代下，如何既能高效固碳，又能良好的生态修复稻田土壤砷污染已引起国内外广泛关注，是当期环境污染治理领域的重要问题之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种固碳、阻控稻田土壤砷污染的微藻生态修复剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种固碳、阻控稻田土壤砷污染的微藻生态修复剂制备方法，包括如下步骤：

步骤A，无磷改进BG11培养基配制；以BG11培养基为基础成分，不添加磷，配制无磷改进BG11培养基。

步骤B，微藻菌株选取；依据砷吸收去除和固碳性能较高的需求，选取在无磷改进BG11培养基中对二氧化碳固定能力、砷吸收富集能力较高的藻种，如铜绿微囊藻、斜生栅藻、念珠藻等。

步骤C，进行微藻生态修复剂制备；

进一步地，所述步骤C中，包括如下子步骤：

子步骤C1，依据所筛选的微藻菌株，采用无磷改进BG11培养基以悬浮的光照培养方式，接种细胞密度约为10⁶cell/mL，培养4-7d产生具有砷吸收富集能力较强的、处于指数增长阶段、细胞密度大于10⁷cell/mL、已产生二氧化碳固定的微藻菌株。

子步骤C2，将培养4-7d的所得微藻菌株进行离心浓缩，并经真空冻干至含水率80％左右，形成微藻生态修复剂。

步骤D，进行微藻生态修复剂的应用；

进一步地，所述步骤D中，包括如下子步骤：

子步骤D1，依据稻田土壤砷污染状况、水分条件，称取约20-40kg左右的所得冻干微藻生态修复剂，选择水稻生长关键时点，施用加至土壤，发挥微藻菌株固碳和稻田土壤砷污染阻控的作用。