[发明专利]一种铁氧菌及利用其去除土体中重金属的方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境科学与岩土工程领域，具体涉及微生物技术及其土中重金属固化技术应用，特别涉及一种铁氧菌及利用其去除土体中重金属的方法。

背景技术

近年来，高强度人类活动对土壤环境的影响越来越明显，随着工业、城市污染的加剧和使用农用化学物质种类、数量的增加，土壤环境中的重金属污染问题日趋严重，特别是在我国资源相对紧缺、经济快速发展的长江三角洲地区，土壤重金属污染问题不容忽视。土壤重金属污染具有污染物在土壤中移动性差、滞留时间长、难以被微生物降解等特点，并可经水、植物等介质最终影响人类健康。因此，寻求土壤重金属污染的有效对策，已成为当务之急。

目前，土壤重金属污染的常规修复方法主要有物理修复法、化学修复法、植物修复法和微生物修复法等。物理修复主要包括电动修复、电热修复、土壤淋洗等3种修复技术。化学修复法包括化学沉淀法、离子交换法、溶剂萃取法等，这些方法在一定条件下可取得效果，但普遍存在工艺流程冗长、原材料成本较高、易造成二次污染等缺点。植物修复主要包括植物提取、植物固定、植物挥发、植物过滤等，但该方法技术存在影响深度小、修复周期长、植物受区域影响限制、处理效果难以保证等缺点，所以适用条件受限。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，研制一种铁氧菌及利用其去除土体中重金属的微生物技术修复方法。

本发明的技术方案是：

一种铁氧菌，其主要技术特征在于铁氧菌S1969呈红色杆状，表面粗糙，边缘不整齐，为革兰氏阳性菌。

本发明的另一技术方案是：

一种利用铁氧菌去除土体中重金属的方法，其主要技术步骤在于：

(1)制备标准培养液

每升培养液含有柠檬酸铁铵10g，含结晶水的硫酸镁0.5g，硫酸亚铁铵0.5g，磷酸氢二钾0.5g，氯化钙0.2g，硝酸钠0.5g，pH值控制为6.8～7；

(2)制备菌液

将分离得到的S1969接入标准培养液中，放入30℃恒温摇床中震荡培养48h，得到的S1969菌液，该菌液在30℃下继续培养24h～48h后，灌浆试样中产生生物黏泥；

(3)土中重金属吸附

将培养48h的S1969菌液灌入土中，菌液与土样的体积比大于1.2∶1，在18℃～35°条件下静置3～15天。菌液中被氧化的铁离子络合物在沉淀过程中吸附游离重金属离子，形成不溶于水的絮状团聚体共沉，完成重金属离子吸附和沉淀。

所述S1969菌液在30℃下继续培养24h～48h后，灌浆试样中产生生物黏泥。

本发明的优点和效果在于S1969菌株来源于国内一般土壤，经S1969菌液灌注后，土体中Pb²⁺、Cd²⁺、Cr³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺等重金属离子的生物有效性明显降低。故可利用S1969菌液对重金属的吸附和沉淀作用来固定污染土中的重金属，降低其进入植物体、生物体和水体的能力，从而减轻他们对生态环境的危害。

本发明还具有如下优点：

1、从土壤中分离筛选出的微生物，适应性强，能去除重金属，且其来源丰富，易于培养；

2、所用的微生物培养液的成本较低；

3、本发明中所利用的微生物为土壤中本身存在的微生物，对环境造成的二次污染小；

4、经过吸附后的重金属离子浓度明显降低。

5、与传统的处理技术相比，生物技术修复法具有环保生态、投资成本较低、设备简单、处理量大、能耗较小的优点，可保证土壤的生态健康和环境的可持续发展。

本发明利用铁氧菌将Fe²⁺氧化形成铁基络合物，铁基络合物在沉淀过程中吸附重金属离子，形成不溶于水的絮状团聚体，通过铁离子络合物和重金属离子的共沉作用，降低污染土中有效态重金属的含量。

本发明的其他具体优点和效果将在下面继续说明。

附图说明

图1——菌株代谢产物导致Fe²⁺被氧化形成铁基络合沉积物的沉积前后的图片，其中(a)菌液培养1天的沉积形态，(b)菌液放置5天后的沉积形态。