一種利用蒙脫石-尿素分解菌聯(lián)合治理鍶離子污染的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及重金屬污染物的治理，特別涉及利用生物和化學(xué)方法結(jié)合治理重金屬離子鍶污染的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]重金屬污染是指由于人類的活動將重金屬帶入土壤中，致使土壤重金屬含量明顯高于其自然背景值，并造成生態(tài)破壞和環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。重金屬污染具有隱蔽性、毒性大、不可逆性等特點(diǎn)，并可經(jīng)水體或植物等介質(zhì)影響人類健康，因此修復(fù)和治理重金屬污染迫在眉睫。其中鍶作為反應(yīng)堆裂變產(chǎn)物之一，具有較長的半衰期和很強(qiáng)的毒性。
[0003]目前重金屬污染的治理技術(shù)包括物理修復(fù)、化學(xué)修復(fù)、植物修復(fù)和微生物修復(fù)等。物理化學(xué)修復(fù)方法主要包括離子交換法、電解法、化學(xué)沉淀法和吸附法等等。其中，吸附法是研究較多的一種方法，粘土礦物因具有廉價、多孔隙率、良好的離子交換特性等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為吸附法的研究熱點(diǎn)。例如，CN201310488063.1公開了一種伊/蒙粘土重金屬離子吸附劑及其制備方法，該方法對重金屬離子鉛、鋅等均有一定的吸附效果。利用植物修復(fù)技術(shù)不會破壞土壤結(jié)構(gòu)、修復(fù)費(fèi)用較低，但其缺點(diǎn)是植株矮小、生物量低、生長速度慢、修復(fù)周期長、超積累植物難以找到。
[0004]近年來，微生物修復(fù)技術(shù)逐漸興起。微生物修復(fù)具有處理效果好、無二次污染、操作簡單、可以就地處理等優(yōu)勢。土壤細(xì)菌是土壤中重要的微生物資源，分布廣泛，種類繁多。所以，利用土壤細(xì)菌治理重金屬污染成為一個熱門的探討方向，如袁世斌等人的專利(CN200810147707.X)使用嗜酸氧化硫硫桿菌和硫酸鹽還原菌能夠高效、快捷的治理被鍶的土壤。CN201510202610.4利用微生物對鈾的生物還原作用，通過投放蒙氏假單胞菌可使?jié)舛仍贠?100mg/L的含鈾廢水中鈾的去除率達(dá)到80%以上。CN201210157802.4公開了一個一株抗銅細(xì)菌DGS6及其應(yīng)用，該菌不僅可以耐受高濃度的銅濃度，并且可以促進(jìn)植物生長，提高植物修復(fù)的效率。CN201410688785.6利用從污染環(huán)境中篩選出的耐輻射鐮孢霉菌對多種重金屬具有較高的耐受性，其中對?&2+的耐受濃度可達(dá)100011^/1。0吧01110122739.6利用分離的球形紅細(xì)菌修復(fù)重金屬污染，該方法可以有效改善重金屬在土壤中的存在形態(tài)，并大大降低重金屬在植物中的累積量。利用銫的金屬性質(zhì)，CN201010600935.5將耐重金屬菌株Burkholderia sp.D54應(yīng)用于銫污染的微生物修復(fù)，該菌株可在含銫50mM的培養(yǎng)基中生長，在含銫ImM的培養(yǎng)基中培養(yǎng)3天后，其去除率可達(dá)58.77%<XN200810156941.9公開了一種利用碳酸鹽礦化菌固化土壤的方法，效果良好。
[0005]針對微生物修復(fù)技術(shù)及蒙脫石吸附性能而言，單獨(dú)利用微生物或蒙脫石處理重金屬離子及核素離子方面已有相關(guān)研究，而將蒙脫石和微生物聯(lián)合治理重金屬離子的研究未見報(bào)道。因此，本發(fā)明提出一種通過蒙脫石對鍶離子的快速吸附和尿素分解菌高效礦化相結(jié)合的方法，構(gòu)建蒙脫石-尿素分解菌體系實(shí)現(xiàn)二者聯(lián)合治理鍶離子的方法，具體是指在蒙脫石-尿素分解菌體系的作用過程中，鍶離子先是被蒙脫石快速吸附滯留，而后部分蒙脫石吸附鍶離子再次溶出并被尿素分解菌礦化固定，從而達(dá)到高效污染治理的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對目前國內(nèi)外已有技術(shù)方案的不足，提供一種蒙脫石-尿素分解菌聯(lián)合治理鍶離子的方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種利用蒙脫石-尿素分解菌聯(lián)合治理鍶離子污染的方法，其特征在于，主要包括蒙脫石對鍶離子的吸附緩存和尿素分解菌對鍶離子的礦化固定化兩個步驟;具體方法如下:
[0008]A、菌種準(zhǔn)備
[0009]利用菌種篩選培養(yǎng)基:尿素20g/L，蛋白胨10g/L，氯化鈉5g/L，H2OIL(固體培養(yǎng)基加瓊脂20g/L)，pH值7.0;滅菌后，將20g/L尿素溶液通過微孔濾膜過濾除菌的方法加入上述培養(yǎng)基；從土壤中分離得到尿素分解菌(Klebsiella sp.)，經(jīng)過鑒定，該菌株16SrDNA的Genbank登錄號為KF840378 ；將該菌株接入液體培養(yǎng)基，在28?35 °C的條件下培養(yǎng)24?36h，作菌種備用；
[0010]B、按照1: 3 5?1: 2 O的質(zhì)量比或體積比將蒙脫石加入到含鍶離子濃度為8 O O?1200mg/L的污染物中；
[0011]C、1.5?4.5h后，將1:50?1:40的尿素以及1:60?1:50的氮源，與第I步獲得的Klebsiella sp.菌種按照1:60?1:40的比例加入到上述污染物中，攪拌混勾后培養(yǎng)3?1d，污染物中的鍶離子的去除率可達(dá)85 %?99 %。
[0012]上述技術(shù)方案中:所述的污染物為土壤或水體;步驟A中所述尿素分解菌分離于自然環(huán)境;步驟B中所述蒙脫石屬于普通商業(yè)蒙脫石。本發(fā)明利用蒙脫石對鍶離子的吸附作用，可將鍶離子快速滯留，之后利用尿素分解菌Klebsiella sp.的酶化作用，礦化沉積樣品中的鍶離子，從而實(shí)現(xiàn)對鍶離子的去除。
[0013]本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn):①本方法使用的尿素分解菌Klebsiellasp.分離自無污染的土壤，經(jīng)過篩選、馴化，該菌對鍶離子有較強(qiáng)耐受性，耐受濃度高達(dá)5000mg/L;②本方法是基于蒙脫石對鍶離子的吸附緩存和尿素分解菌的高效礦化，組成蒙脫石-尿素分解菌處理體系，達(dá)到對目標(biāo)鍶離子的快速治理;③本方法可適用于多種重金屬污染的土壤或水體治理；④本方法屬于重金屬污染土壤或水體的原位處理，大大降低治理成本;⑤本方法可實(shí)現(xiàn)大面積、大宗量重金屬污染土壤或水體的快速治理;⑥本方法充分利用自然界微生物資源和礦物資源，不僅資源豐富，而且環(huán)境清潔，成本低廉;⑦本方法是一種無污染、低成本、高效易行的鍶離子的治理新途徑，環(huán)境友好性突出，也能適用于治理其它能與碳酸根成礦的重金屬離子的污染，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0014]圖1是尿素分解菌Klebsiellasp.生長曲線及其對鍶離子的耐受濃度。圖中橫坐標(biāo)表不時間，縱坐標(biāo)表不波長540nm處的光密度OD值，即0D54Qnm。其中，〇代表Klebsiellasp.的細(xì)菌對照組，□代表Klebsiella sp.+2000mg/L鎖離子實(shí)驗(yàn)組。
[0015]圖2是蒙脫石-尿素分解菌聯(lián)合治理鍶離子的效果。圖中橫坐標(biāo)表示時間，縱坐標(biāo)表示鍶離子的去除率。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面給出的實(shí)施例以對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不能理解為是對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述本
【發(fā)明內(nèi)容】
對本發(fā)明作出的一些非本質(zhì)改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0017]實(shí)施例1一種利用蒙脫石-尿素分解菌聯(lián)合治理鍶污染的方法，按照1:20的體積比將蒙脫石加入到含鎖濃度為1200mg/L的水體中，4.5h后，將比例為1:40的尿素和1:50的蛋白胨以及制備的尿素分解菌Klebsiella sp.菌液按照1:40的體積比加入到上述水體中，保持溫度范圍在28°C?30°C。利用蒙脫石-尿素分解菌體系與鍶離子作用7d，取樣1mL在4000r/min下離心lOmin，取上清液lmL，稀釋后用于測試水體中剩余鍶離子濃度，最終對鍶咼子的去除率為96%。
[0018]實(shí)施例2—種利用蒙脫石-尿素分解菌聯(lián)合治理鍶污染的方法，按照1:30的體積比將蒙脫石加入到含鎖濃度為1200mg/L的水體中，2.5h后，將比例為1:40的尿素和1:50的蛋白胨以及制備的尿素分解菌Klebsiella sp.菌液按照1:40的體積比加入到上述水體中，保持溫度范圍在28°C?30°C。利用蒙脫石-尿素分解菌體系與鍶離子作用10d，取樣1mL在4000r/min下離心lOmin，取上清液lmL，稀釋后用于測試水體中剩余鍶離子濃度，最終對鍶咼子的去除率為95%。
[0019]實(shí)施例3—種利用蒙脫石-尿素分解菌聯(lián)合治理鍶污染的方法，按照1:35的體積比將蒙脫石加入到含鎖濃度為1200mg/L的水體中，4.5h后，將比例為:40的尿素和1:50的蛋白胨以及制備的尿素分解菌Klebsiella sp.菌液按照1:50的體積比加入到上述水體中，保持溫度范圍在28°C?30°C。利用蒙脫石-尿素分解菌體系與鍶離子作用8d，取樣1mL在4000r/min下離心lOmin，取上清液lmL，稀釋后用于測試水體中剩余鍶離子濃度，最終對鍶咼子的去除率為90%。
[0020]實(shí)施例4一種利用蒙脫石-尿素分解菌聯(lián)合治理鍶污染的方法，按照1:35的體積比將蒙脫石加入到含鎖濃度為900mg/L的水體中，2.5h后，將比例為1:50的尿素和1:60的蛋白胨以及制備的尿素分解菌Klebsiella sp.菌液按照1:60的體積比加入到上述水體中，保持溫度范圍在28°C?30°C。利用蒙脫石-尿素分解菌體系與鍶離子作用3d，取樣1mL在4000r/min下離心lOmin，取上清液lmL，稀釋后用于測試水體中剩余鍶離子濃度，最終對鍶咼子的去除率為90%。
[0021]實(shí)施例5—種利用蒙脫石-尿素分解菌聯(lián)合治理鍶污染的方法，按照1:30的體積比將蒙脫石加入到含鍶濃度為900mg/L的水體中，4.5h后，將比例為1:40的尿素和1:60的蛋白胨以及制備的尿素分解菌Klebsiella sp.菌液按照1:40的體積比加入到上述水體中，保持溫度范圍在28°C?30°C。利用蒙脫石-尿素分解菌體系與鍶離子作用5d，取樣1mL在4000r/min下離心lOmin，取上清液lmL，稀釋后用于測試水體中剩余鍶離子濃度，最終對鍶離子的去除率為91 %。
[0022]實(shí)施例6—種利用蒙脫石-尿素分解菌聯(lián)合治理鍶污染的方法，按照1:20的體積比將蒙脫石加入到含鍶濃度為900mg/L的水體中，4.5h后，將比例為1:40的尿素和1:60的蛋白胨以及制備的尿素分解菌Klebsiella sp.菌液按照1:40的體積比加入到上述水體中，保持溫度范圍在28°C?30°C。利用蒙脫石-尿素分解菌體系與鍶離子作用10d，取樣1mL在4000r/