一種微生物改性粘土礦物材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及重金屬鈍化劑-微生物改性伊利石材料的制備方法，按國際專利分類 表（CPI)劃分屬環(huán)保材料開發(fā)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 土壤重金屬污染已成為全球性環(huán)境問題，因其具有隱蔽性、不可逆性和長期性的 特點(diǎn)，對生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成了潛在的威脅，并通過食物鏈向植物和動物遷移，人類處在食物鏈的 頂端，成為最大的受害者，因此重金屬污染土壤修復(fù)迫在眉睫。目前重金屬污染土壤修復(fù)方 法主要包括：客土法、土壤淋濾法、植物修復(fù)和重金屬鈍化方法。"客土法"需要投入較大的 人力物力，修復(fù)成本較高，難以大范圍推廣：土壤淋洗會導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞和土壤營養(yǎng)元素 的損失，且土壤淋洗液容易造成土壤的二次污染；植物修復(fù)作為一種經(jīng)濟(jì)易行、環(huán)境友好型 的一種重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)，但是修復(fù)時間較長，特別適合閑置重金屬礦區(qū)污染土壤 修復(fù)。對于輕、中度重金屬污染的土壤，在不影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的條件下主要采用重金屬鈍化方 法來抑制鎘的活性。重金屬鈍化修復(fù)是向土壤中添加鈍化劑，通過吸附、沉淀、絡(luò)合、離子交 換和氧化還原等一系列反應(yīng)，降低重金屬污染物的生物有效性和可遷移性。粘土礦物對環(huán) 境不會帶來二次污染，因此粘土礦物作為土壤鈍化劑備受人們青睞，但是天然的粘土礦物 對重金屬離子鈍化效果差，而且很容易脫附。采用化學(xué)方法對粘土礦物改性的報道較多，但 是化學(xué)改性粘土?xí)斐赏寥赖亩挝廴?。迄今為止，尚無微生物改性粘土礦物做為土壤重 金屬鈍化劑的技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明針對已知技術(shù)存在的問題，提供一種微生物改性粘土礦物制備土壤重金屬 鈍化劑的方法，保證此微生物改性粘土礦物無二次污染，對土壤中重金屬鈍化效果保持長 期穩(wěn)定。
[0004] 微生物改性粘土礦物材料的制備方法
[0005] 微生物改性粘土礦物的制備方法和特征如下：
[0006] 重金屬鈍化劑-微生物改性粘土礦物材料的制備方法，其特征為在含粘土礦物的 微生物培養(yǎng)基中接種微生物菌粉，搖床培養(yǎng)5-10天，培養(yǎng)結(jié)束后在馬福爐第一次煅燒，煅 燒后加入雙氧水，進(jìn)行第二次煅燒至干，研磨，過篩制得微生物改性粘土礦物。微生物改性 粘土礦物可提高原土對重金屬的吸附能力，且微生物改性粘土礦物對土壤重金屬鈍化效果 具有長期穩(wěn)定性。
[0007] 蔗糖 5-60 份，Na2HP04 · 12H20 為 1-10 份，MgS04 · 7H20 為 0· 1-1 份，粘 土礦物 5-150份，H20為1000份。121°C滅菌，按1%。-50%。接種比例接種微生物菌粉，置25-30°C、 140-180rpm恒溫?fù)u床中培養(yǎng)5-7d，利用微生物與粘土礦物的相互作用對粘土礦物進(jìn)行改 性。微生物改性礦物制備過程中的特征如下：
[0008] ①微生物種類為：膠質(zhì)芽孢桿菌、巨大芽孢桿菌和多粘類芽孢桿菌菌粉（三種菌 粉購置于河南天義生物科技有限公司）。
[0009] ②粘土礦物種類為：鉀長石、伊利石、云母、蛭石和綠泥石。
[0010] ③第一次煅燒的溫度為250°c -600°c，第二次煅燒溫度為100°C -250°c。
[0011] ④微生物改性粘土礦物可鈍化土壤中重金屬的種類包括：鎘、鉛、鐵、銅和鉻。
[0012] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其特點(diǎn)如下：
[0013] ①微生物改性粘土礦物可以置換粘土礦物層間的一些元素，增大粘土礦物的層間 距，提高粘土礦物對重金屬的吸附能力。
[0014] ②微生物改性粘土礦物可以把重金屬禁錮于粘土礦物層間，保證對重金屬鈍化的 穩(wěn)定性。
[0015] ③微生物改性粘土礦物過程中沒有添加任何有毒有害物質(zhì)，且經(jīng)過煅燒后不會產(chǎn) 生生物污染，因此微生物改性材料不會帶來二次污染。
【附圖說明】
[0016] 圖1為膠質(zhì)芽孢桿菌改性伊利石材料。
[0017] 圖2為膠質(zhì)芽孢桿菌改性云母材料。
【具體實施方式】
[0018] 實施例1
[0019] 膠質(zhì)芽孢桿菌改性伊利石制備方法：配制含伊利石的培養(yǎng)基（伊利石100g，蔗糖 20g，12水磷酸氫二鈉4g，7水硫酸鎂0. 2g，蒸餾水1L)，向該培養(yǎng)基中接種1 %的膠質(zhì)芽孢 桿菌菌粉，搖床培養(yǎng)7天（30°C，160rpm)，培養(yǎng)結(jié)束后在馬福爐第一次煅燒（400°C ) 2小時， 煅燒后加入雙氧水，進(jìn)行第二次煅燒（20(TC )至干，研磨，過120目篩制得膠質(zhì)芽孢桿菌改 性伊利石。膠質(zhì)芽孢桿菌改性伊利石和未改性伊利石對鎘（〇. 2g微生物改性伊利石處理 50mL鎘和鉛溶液（20mg/L))的去除率見表1。
[0020] 表1不同類型伊利石對鉛和鎘的去除率
[0021]
[0022] 實施例2
[0023] 膠質(zhì)芽孢桿菌改性云母的制備方法：配制含云母的培養(yǎng)基（云母100g，鹿糖20g， 12水磷酸氫二鈉4g，7水硫酸鎂0. 2g，蒸餾水1L)，向該培養(yǎng)基中接種1 %的膠質(zhì)芽孢桿菌 菌粉，搖床培養(yǎng)7天（30°C，160rpm)，培養(yǎng)結(jié)束后在馬福爐第一次煅燒（400°C ) 2小時，煅燒 后加入雙氧水，進(jìn)行第二次煅燒（20(TC )至干，研磨，過120目篩制得膠質(zhì)芽孢桿菌改性云 母材料。
[0024] 實施例3
[0025] 膠質(zhì)芽孢桿菌改性鉀長石制備方法：配制含鉀長石的培養(yǎng)基（鉀長石100g，蔗糖 20g，12水磷酸氫二鈉4g，7水硫酸鎂0. 2g，蒸餾水1L)，向該培養(yǎng)基中接種1 %的膠質(zhì)芽孢 桿菌菌粉（30°C，160rpm)，搖床培養(yǎng)7天，培養(yǎng)結(jié)束后在馬福爐第一次煅燒（400°C ) 2小時， 煅燒后加入雙氧水，進(jìn)行第二次煅燒（20(TC )至干，研磨，過120目篩制得膠質(zhì)芽孢桿菌改 性鉀長石材料。
[0026] 實施例4
[0027] 膠質(zhì)芽孢桿菌改性綠泥石材料制備方法：配制含綠泥石的培養(yǎng)基（綠泥石100g， 蔗糖20g，12水磷酸氫二鈉4g，7水硫酸鎂0. 2g，蒸餾水1L)，向該培養(yǎng)基中接種1 %的膠質(zhì) 芽孢桿菌菌粉，搖床培養(yǎng)7天（30°C，160rpm)，培養(yǎng)結(jié)束后在馬福爐第一次煅燒（400°C ) 2 小時，煅燒后加入雙氧水，進(jìn)行第二次煅燒（200°C )至干，研磨，過120目篩制得膠質(zhì)芽孢桿 菌改性綠泥石材料。
[0028] 實施例5
[0029] 巨大芽孢桿菌改性伊利石制備方法：配制含伊利石的培養(yǎng)基（伊利石100g，蔗糖 20g，12水磷酸氫二鈉4g，7水硫酸鎂0. 2g，蒸餾水1L)，向該培養(yǎng)基中接種1 %巨大芽孢桿 菌菌粉，搖床培養(yǎng)7天（30°C，160rpm)，培養(yǎng)結(jié)束后在馬福爐第一次煅燒（400°C ) 2小時，煅 燒后加入雙氧水，進(jìn)行第二次煅燒（20(TC )至干，研磨，過120目篩制得巨大芽孢桿菌改性 伊利石。
[0030] 實施例6
[0031] 巨大芽孢桿菌改性云母制備方法：配制含云母的培養(yǎng)基（云母100g，鹿糖20g，12 水磷酸氫二鈉4g，7水硫酸鎂0. 2g，蒸餾水1L)，向該培養(yǎng)基中接種1 %巨大芽孢桿菌菌粉， 搖床培養(yǎng)7天（30°C，160rpm)，培養(yǎng)結(jié)束后在馬福爐第一次煅燒（400°C ) 2小時，煅燒后加 入雙氧水，進(jìn)行第二次煅燒（200°C )至干，研磨，過120目篩制得巨大芽孢桿菌改性云母材 料。
[0032] 實施例7
[0033] 巨大芽孢桿菌改性鉀長石制備方法：配制含鉀長石的培養(yǎng)基（鉀長石100g，蔗糖 20g，12水磷酸氫二鈉4g，硫酸鎂0. 2g，蒸餾水1L)，向該培養(yǎng)基中接種1 %巨大芽孢桿菌菌 粉，搖床培養(yǎng)7天（30°C，160rpm)，培養(yǎng)結(jié)束后在馬福爐第一次煅燒（400°C ) 2小時，煅燒后 加入雙氧水，進(jìn)行第二次煅燒（20(TC )至干，研磨，過120目篩制得巨大芽孢桿菌改性鉀長 石材料。
[0034] 實施例8
[0035] 巨大芽孢桿菌改性綠泥石制備方法：配制含綠泥石的培養(yǎng)基（綠泥石100g，蔗糖 20g，12水磷酸氫二鈉4g，硫酸鎂0. 2g，蒸餾水1L)，向該培養(yǎng)基中接種1 %巨大芽孢桿菌菌 粉，搖床培養(yǎng)7天（30°C，160rpm)，培養(yǎng)結(jié)束后在馬福爐第一次煅燒（400°C ) 2小時，煅燒后 加入雙氧水，進(jìn)行第二次煅燒（20(TC )至干，研磨，過120目篩制得巨大芽孢桿菌改性綠泥 石材料。
[0036] 實施例9
[0037] 多粘類芽孢桿菌改性伊利石制備方法：配制含伊利石的培養(yǎng)基（伊利石100g，蔗 糖20g，12水磷酸氫二鈉4g，硫酸鎂0. 2g，蒸餾水1L)，向該培養(yǎng)基中接種1 %多粘類芽孢桿 菌菌粉，搖床培養(yǎng)7天（30°C，160rpm)，培養(yǎng)結(jié)束后在馬福爐第一次煅燒（400°C ) 2小時，煅 燒后加入雙氧水，進(jìn)行第二次煅燒（20(TC )至干，研磨，過120目篩制得多粘類芽孢桿菌改 性伊利石。
[0038] 實施例10
[0039] 多粘類芽孢桿菌改性云母制備方法：配制含云母的培養(yǎng)基（云母l〇〇g，鹿糖20g， 12水磷酸氫二鈉4g，硫酸鎂0. 2g，蒸餾水1L)，向該培養(yǎng)基中接種1 %多粘類芽孢桿菌菌粉， 搖床培養(yǎng)7天（30°C，160rpm)，培養(yǎng)結(jié)束后在馬福爐第一次煅燒（400°C )2小時，煅燒后加 入雙氧水，進(jìn)行第二次煅燒（200°C )至干，研磨，過120目篩制得多粘類芽孢桿菌改性云母 材料。
[0040] 實施例11
[0041] 多粘類芽孢桿菌改性鉀長石制備方法：配制含鉀長石的培養(yǎng)基（鉀長石100g，蔗 糖20g，12水磷酸氫二鈉4g，硫酸鎂0. 2g，蒸餾水1L)，向該培養(yǎng)基中接種1 %多粘類芽孢桿 菌菌粉，搖床培養(yǎng)7天（30°C，160rpm)，