本發明涉及重金屬污染土壤修復,具體涉及到一種鈣鎂誘導有機插層-微生物還原協同固鉈的方法。
背景技術:
1、鉈(tl)作為高毒性、強致癌性重金屬,在巖溶區土壤中易通過農作物吸收、地下水淋溶擴散,嚴重威脅生態環境與人體健康。巖溶區土壤中雖天然存在黏土礦物,但該類礦物普遍為老化態:層間域被碳酸鈣、腐殖質碎片等雜質占據,比表面積小,結構fe?(iii)活性極低,難以與重金屬形成穩定結合。
2、現有土壤鉈污染修復技術存在明顯局限:部分技術選用改性黏土礦物,需單獨制備復合礦物,成本高、操作復雜;還有技術外源添加鈣鎂鹽,與巖溶區土壤本底高鈣鎂特性沖突,插層效果不穩定。尚未有明確利用外源黏土礦物,結合土壤本底鈣鎂誘導有機插層與微生物還原的協同固鉈技術報道,因此開發針對性強、低成本的高效固鉈方法具有重要現實意義。
技術實現思路
1、針對現有技術中的上述不足,本發明提供了一種鈣鎂誘導有機插層-微生物還原協同固鉈的方法,有效解決了土壤天然黏土礦物老化固鉈效率低,現有技術因依賴高價復合礦物以及外源添加鈣鎂鹽而導致成本高且效果不穩定的問題。
2、為實現上述目的,本發明采用如下技術方案:提供一種鈣鎂誘導有機插層-微生物還原協同固鉈的方法,包括以下步驟:
3、s1、向鉈污染土壤中施加黏土礦物與有機分子溶液,翻耕混合均勻;
4、s2、調節土壤含水率,平衡后接種腐敗希瓦氏菌進行培養,完成鉈的固持。
5、進一步,步驟s1中,污染土壤為巖溶區鉈污染土壤。
6、進一步,步驟s1中,巖溶區鉈污染土壤中鉈含量為1-50?mg/kg。
7、進一步,巖溶區鉈污染土壤為鉈超標污染土壤,超出《四川省建設用地土壤污染風險管控標準(db51/?2978-2023)》規定的鉈土壤污染風險篩選值限值。
8、進一步,步驟s1中,黏土礦物為蒙脫石或綠脫石。
9、采取上述進一步方案的有益效果為:成本低廉、與土壤相容性好。利用土壤本底ca2+/mg2+誘導有機分子插層,協同微生物還原實現鉈固持。
10、進一步,步驟s1中,蒙脫石和綠脫石過200?目篩。
11、進一步,步驟s1中,蒙脫石和綠脫石用去離子水洗滌,真空干燥活化。
12、采取上述進一步方案的有益效果為:去除表面雜質與晶格缺陷。
13、進一步,步驟s1中,有機分子溶液為草酸或腐殖酸。
14、進一步,步驟s1中,蒙脫石和綠脫石的施用量為土壤干重的0.5-5%。
15、進一步,步驟s1中,有機分子溶液的濃度為5-30mg/l。
16、進一步,步驟s1中,有機分子溶液的濃度為20mg/l。
17、進一步,步驟s1中,通過翻耕混合均勻,翻耕深度為0-20?cm。
18、采取上述進一步方案的有益效果為:使土壤本底ca2+/mg2+與礦物層間陽離子交換,驅動有機分子嵌入,形成插層復合體系
19、進一步,步驟s2中,調節含水率至飽和持水量的60-80%。
20、進一步,步驟s2中,平衡24-48?h。
21、進一步,步驟s2中,腐敗希瓦氏菌在土壤中濃度為1×108cell/ml,在厭氧環境中進行培養。
22、采取上述進一步方案的有益效果為:無需外源電子供體,可利用土壤及插層有機分子的碳源代謝,在高鈣鎂環境下適應性強。
23、進一步,步驟s2中,在實驗室中,厭氧環境通過密封培養瓶實現;在現場,厭氧環境通過雙層pe膜覆膜壓實邊緣實現。
24、進一步,步驟s2中,培養時間為7-30天,培養溫度為20-35?℃。
25、進一步,步驟s2中,培養時間為7-14天,培養溫度為25-30?℃。
26、綜上所述,本發明具有以下有益效果:
27、1、本發明利用巖溶區土壤本底鈣鎂離子的天然誘導作用,驅動有機分子原位嵌入黏土礦物層間,再通過微生物介導其結構fe?(iii)還原,協同作用實現鉈的穩定固持。
28、2、本發明無需單獨制備復合礦物、無需額外添加鈣鎂試劑及外源電子供體,成本低、針對性強、固鉈效率顯著,適用于巖溶區礦山周邊污染耕地、廢渣堆場擴散型污染土壤的生態修復。
1.一種鈣鎂誘導有機插層-微生物還原協同固鉈的方法,其特征在于,包括以下步驟:
2.如權利要求1所述的鈣鎂誘導有機插層-微生物還原協同固鉈的方法,其特征在于,步驟s1中,所述污染土壤為巖溶區鉈污染土壤,所述巖溶區鉈污染土壤中鉈含量為1-50mg/kg。
3.如權利要求1所述的鈣鎂誘導有機插層-微生物還原協同固鉈的方法,其特征在于,步驟s1中,所述黏土礦物為蒙脫石或綠脫石,所述蒙脫石和綠脫石過200目篩。
4.如權利要求1所述的鈣鎂誘導有機插層-微生物還原協同固鉈的方法,其特征在于,步驟s1中,所述有機分子溶液為草酸或腐殖酸。
5.如權利要求1所述的鈣鎂誘導有機插層-微生物還原協同固鉈的方法,其特征在于,步驟s1中,所述蒙脫石和綠脫石的施用量為土壤干重的0.5-5%,所述有機分子溶液的濃度為5-30mg/l。
6.如權利要求1所述的鈣鎂誘導有機插層-微生物還原協同固鉈的方法,其特征在于,步驟s1中,通過翻耕混合均勻,翻耕深度為0-20cm。
7.如權利要求1所述的鈣鎂誘導有機插層-微生物還原協同固鉈的方法,其特征在于,步驟s2中,調節含水率至飽和持水量的60-80%。
8.如權利要求1所述的鈣鎂誘導有機插層-微生物還原協同固鉈的方法,其特征在于,步驟s2中,平衡24-48?h。
9.如權利要求1所述的鈣鎂誘導有機插層-微生物還原協同固鉈的方法,其特征在于,步驟s2中,所述腐敗希瓦氏菌在土壤中濃度為1×108?cell/ml,在厭氧環境中進行培養。
10.如權利要求1所述的鈣鎂誘導有機插層-微生物還原協同固鉈的方法,其特征在于,步驟s2中,培養時間為7-30天,培養溫度為25-30?℃。