[发明专利]一种利用微生物联合EK‑PRB修复重金属污染土壤的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用微生物联合电动(Electrokinetic, EK)-可渗透反应墙（Permeable Reactive Barrier, PRB）修复重金属污染土壤的方法，属于环境保护技术领域。

技术背景

在我国城市化和城居环境的改善过程中，因产业结构升级、城市布局调整以及污染扰民等企业搬迁而遗留在城市区域的工业污染的土壤，严重地威胁了周边环境和居民健康。尤其是发达地区的重污染行业遗留工业土壤，在土壤中常见的复合重金属污染物，例如镉、铬、镍、铅等元素，会危及生态系统的稳定，尤其是对人体健康有严重威胁和其他生物的生存，因此，污染土壤的修复迫在眉睫。

目前，国外采取的污染土壤修复方法较多，但是，都因其弊端而存在一定的局限性。在异位修复中，需要把污染土壤搬运和输送到其它地方进行处理，一般耗费较高，而且各种方法都受到土地资源和污染物排放的限制:在原位修复中, 将重金属污染物固化、掩埋易造成二次污染、污染土壤修复的周期长；

近年来，重金属电动修复方法具有高效、快速、适宜于黏性土壤，以及对环境不会产生大的扰动等优点，受到了广泛关注。虽然电动法常用于原位修复土壤中的重金属以及水溶性较好的有机物。但是由于各种影响因素综合作用致使传统电动法修复效率差，因此，如何提高电动法的修复效率是目前土壤电动修复的研究热点。重金属的电动修复技术是一种主动修复技术，其基本原理是利用电场产生的各种电动效应增强地下环境中污染物的生物可利用性、微生物的活性直接矿化有机物。因为该技术具有修复成本低、去除效率高等特点，受到了国内外土壤修复专家的广泛关注。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提出一种利用微生物联合EK-PRB修复重金属污染土壤的方法，该方法操作简单、成本低廉、方便，对重金属污染土壤可实地开展修复，修复效率高，修复过程中不产生新的污染。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种利用微生物联合EK-PRB修复重金属污染土壤的方法，其特征在于：采用电动(EK)修复装置对重金属污染的土壤进行修复，所述的电动修复装置由反应槽、两个电极、两个可渗透反应墙(PRB)和直流电源组成，两个电极前分别设置有可拆卸的可渗透反应墙(PRB)，在两个可渗透反应墙(PRB)之间有用于放置重金属复合污染土壤、腐殖质和微生物的反应槽，使两个电极被其隔开，在两个电极处分别施加恒流稳定直流电压，使反应槽内混合物所受电压梯度为1 V/cm，通电4-8天后，移除可渗透反应墙(PRB)，重金属离子从土壤中去除，其具体步骤如下：

(1).选取一定量的重金属污染土壤和腐殖质，按照重金属污染土壤与腐殖质质量比(g：g)为10:1的比例混合均匀，并添加入去离子水，制得含水率为30%的混合重金属污染土壤备用；

(2). 选取一定量的微生物菌种凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)或铬还原菌(Microbacterium)，将凝结芽孢杆菌和铬还原菌接种至液体LB培养基中,该培养基的成分为氯化钠5 g L^-1，酵母提取物5 g L^-1,胰蛋白胨 10 g L^-1，pH 7.0，在温度为30 ℃，以转速为160 rpm的振荡器振荡培养24 h，获得菌液备用；

(3). 将步骤(1)所得的混合重金属污染土壤与步骤(2)所得菌液按照质量体积比(g：mL)为10:1的比例混合，混合后放入电解槽内进行活化培养1-2天，活化后，将一极阳极接通电源正极，将一极阴极接通电源负极，接通直流电对重金属污染土壤进行修复，在电压梯度为1 V/cm 条件下通电3-8天，得到去除重金属污染的土壤；

(4). 通电结束后移除土壤和可渗透反应墙(PRB)，进而获得去除重金属的土壤。

优选地，所述微生物为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)、铬还原菌(Microbacterium)中的一种或二种。

优选地，所述腐殖质为天然腐殖土、腐殖酸中的一种或二种。

优选地，所述可渗透反应墙(PRB)内置有填充的生态吸附材料，生态吸附材料为采用300℃于马弗炉中高温焙烧5 h所得改性天然凹凸棒土。