一種利用微生物‑化學法修復砷汙染土壤的方法與流程

2023-10-05 19:52:24 3

【技術領域】

本發明屬於農田養護技術領域。更具體地，本發明涉及一種利用微生物-化學法修復砷汙染土壤的方法。

背景技術：

砷是一種在自然界廣泛存在的有毒並且具有致癌作用的類金屬元素，其汙染問題不僅嚴重影響農產品質量，也嚴重威脅到人類健康，因而砷汙染也是全球面臨的十分嚴峻的環境問題。我國是砷礦大國，也是受砷中毒危害最為嚴重的國家之一，砷礦廣泛分布在我國中南和西南的湖南、雲南、廣西、廣東等省區，砷礦開採或冶煉所帶來的含砷廢棄物排放，對環境安全帶來了十分嚴重的影響；此外，含砷農藥、化肥(主要是磷肥和複合肥)等農資產品過量投入等，也在一定程度上導致土壤砷的累積，並進而影響著植物、動物生長和發育，乃至農產品的質量。因此，修復砷汙染土壤、降低土壤中砷的作物有效性、減少農作物對砷的吸收量，已成為農業環境研究的重要方向之一。

目前針對砷汙染土壤的修復技術主要包括超富集植物修復、客土換土-物理修復等。其中，植物修復主要是利用作物對砷的超富集能力，最後通過移走作物的方法將土壤中砷移除，該方法修復時間長，作物後處理因難。物理修復主要是通過客土或者換土方式將原汙染土用乾淨土覆蓋或者替換，該方法修復時間長，效果快，但費用昂貴。總體來看，兩種修復技術在實際修復中存在眾多問題，明顯限制了該技術的發展與應用推廣。

土壤中的砷形態多樣，但不同形態砷的移動性存在較大差別。如三價砷的移動性要顯著高於五價砷，因為前者在偏酸性土壤中大多以零價態的h3aso3存在。因此，可以通過將土壤中的砷還原轉化為移動性更強的三價砷，再通過淋洗方法將砷移除土體。目前，關於土壤中砷的洗脫技術，更多的是研究採用了化學方法，如磷酸鹽、edta、nta、檸檬酸等。這些洗脫劑雖然在一定程度上提高了土壤中砷的脫洗效率，但不同程度地影響土壤的物理及化學特性，並易造成土壤的二次汙染。從淋洗液的後處理工藝上看，也相應地增加了後處理難度，提高了處理成本。相比之下，微生物作為一種相對「溫和」且無二次汙染的生物技術，在該領域的研究還相對較少，但具有廣闊的應用前景。

近年來，許多科學家在關注微生物對砷環境行為等研究的同時，也嘗試著利用環境中對砷具有氧化、還原或甲基化功能的微生物來修復或控制土壤中的砷汙染。例如pous等人在題目「anaerobicarseniteoxidationwithanelectrodeservingasthesoleelectronacceptor:anovelapproachtothebioremediationofarsenic-pollutedgroundwater」，《jhazardmater》，第283卷，第4期，第617-622頁(2015)中描述了利用具有強氧化砷能力的微生物可以將土壤中的三價砷轉化為五價砷，從而有效地降低砷的毒性，同時增加土壤膠體對砷的吸附量，最終降低土壤中砷的毒害風險；chen等人在題目「volatilizationofarsenicfrompollutedsoilbypseudomonasputidaengineeredforexpressionofthearsmarsenic(iii)s-adenosinemethyltransferasegene」，《environmentalscience&technology》，第48卷，第17期，第10337-10344頁(2014)中說明利用某些微生物對砷的甲基化作用，可以將砷轉化成為易於揮發的含砷化合物，從而將砷以氣態形式移出土壤，最終達到修複目的；然而，微生物對砷的還原作用，雖然從毒性上講可能會增加砷的環境風險，但還原態三價砷的移動性要顯著高於五價砷(參見bissen和frimmel，題目「arsenic—areview.parti:occurrence,toxicity,speciation,mobility」，《actahydrochimhydrobiol》，第31卷，第3期，第9-18頁(2003))。因此，可以通過微生物將砷還原後再異位洗脫的方法移除土壤中的砷(deng等人，題目「bioleachingmechanismofheavymetalsinthemixtureofcontaminatedsoilandslagbyusingindigenouspenicilliumchrysogenumstrainf1」，《jhazardmater》，第248卷，第7期，第107-114頁(2013))，而淋洗液中的砷可以通過化學或生物方法再移除(bissen和frimmel，題目「arsenic—areview.parti:occurrence,toxicity,speciation,mobility」，《actahydrochimhydrobiol》，第31卷，第3期，第9-18頁(2003))，這將大大降低直接從土壤中移除砷的難度，提高修復效率。目前報導的對砷具有耐性和還原能力的細菌主要有希瓦氏菌(shewanellasp.)、假單胞菌(pseudomonassp.)、沙雷氏菌屬(serratiasp.)(lukasz等人，題目「dissolutionofarsenicmineralsmediatedbydissimilatoryarsenatereducingbacteria:estimationofthephysiologicalpotentialforarsenicmobilization」，《biomedresint》，第2014卷，第1期，第841892頁(2014))；芽孢桿菌(bacillussp.)、紅球菌屬(rhodococcussp.)、纖維菌屬(cellulosimicrobiumsp.)(rehman等人，題目「arsenicandchromiumreductioninco-culturesofbacteriaisolatedfromindustrialsitesinpakistan」，《microbiology》，第82卷，第11期，第428-433頁(2013))；泛生菌屬(pantoeasp.)(wu等人，題目「bacillusspsxbandpantoeaspimh,aerobicas(v)-reducingbacteriaisolatedfromarsenic-contaminatedsoil」，《japplmicrobiol》，第114卷，第4期，第713-721頁(2013))等。但總體來看還存在如下問題：(1)目前發現的對砷具有強還原能力的菌株還相對較少，更多的研究還主要處於菌株篩選、培育及砷還原能力比較等階段，真實土壤條件下砷還原菌的洗脫效果及其與其化還技術配合修復研究還基本處於空白階段；(2)通過微生物還原作用進入到土壤溶液中的砷還存在被土壤膠體再吸附的過程，這將大大地降低生物淋洗修復的效率；(3)淋洗液中的砷如何去除，目前還沒有基於淋洗過程設計的末端處理技術。

技術實現要素：

[要解決的技術問題]

本發明的目的是提供一種利用微生物-化學法修復砷汙染土壤的方法。

[技術方案]

本發明是通過下述技術方案實現的。

本發明涉及一種利用微生物-化學法修復砷汙染土壤的方法。

該方法的步驟如下：

a、洗脫

以克計砷汙染土壤與以毫升計砷還原菌懸液與穩定劑混合物溶液的比為1：5～7，讓砷汙染土壤、砷還原菌懸液與穩定劑在搖床中在溫度26～30℃與轉速120～160rpm條件下培養4.5～5.5h，離心分離，分別得到上清液與沉澱物；

b、吸附

按照以毫升計上清液與以克計納米顆粒的比為50：0.4～0.8，往步驟a得到的上清液中添加澱粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒，在搖床中在溫度22～28℃與轉速120～160rpm條件下培養2.5～3.5h，離心分離，得到砷含量小於0.008mg/kg上清液；所述的上清液返回繼續使用；

c、除砷土壤的處理

步驟a得到的沉澱物進行風乾，研磨，收集100目粉末用王水硝解，採用hg-afs法測定沉澱物總砷含量，計算確定土壤中砷的生物淋洗移除率達到31.3％以上，該粉末為所述的修復土壤。

根據本發明的一種優選實施方式，砷汙染土壤的粒度是20～200目。

根據本發明的一種優選實施方式，砷汙染土壤的砷含量是30～80mg/kg。

根據本發明的另一種優選實施方式，在砷汙染的土壤中，砷的化學形態是砷酸鹽、亞砷酸鹽、一甲基砷酸鹽和二甲基砷酸鹽。

根據本發明的另一種優選實施方式，所述的土壤是紅壤、棕壤、褐土、黑土、漠土、水稻土或鹽鹼土。

根據本發明的另一種優選實施方式，所述砷還原菌懸液是有效菌含量為108cfu/ml以上的臺灣假單胞菌(pseudomonastaiwanensis)菌液。

根據本發明的另一種優選實施方式，所述的穩定劑是濃度為0.18～0.22m的edta溶液。

根據本發明的另一種優選實施方式，澱粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒是一種對重金屬具有超強吸附性能的尺寸為100～150nm的納米顆粒。

根據本發明的另一種優選實施方式，在步驟c中，所述的風乾是步驟a得到的沉澱物在室溫與自然環境下進行乾燥。

根據本發明的另一種優選實施方式，在步驟c中，該風乾沉澱物的水含量是以重量計3～7％。

下面將更詳細地描述本發明。

本發明涉及一種可以用於砷汙染土壤淋洗修復的微生物-化學方法，本發明方法主要是通過對砷具有強還原能力的微生物菌株將土壤固相吸附態砷還原為三價，進而促使其進入土壤溶液。土壤溶液中的砷很容易再次與土壤膠體特別是鐵氧化物再次絡合。通過加入穩定劑edta，能與土壤膠體特別是鐵氧化物等絡合，從而有效地「屏蔽」土壤膠體，特別是鐵氧化物表面易於吸附砷的點位，阻止土壤溶液中砷與土壤膠體的二次吸附，最終增加土壤溶液中易淋洗態砷的含量，提升淋洗修復的效率；對於獲得的含砷淋洗液，通過對砷、穩定劑edta均對重金屬具有超強吸附作用的固定劑，回收土壤溶液中的砷及穩定劑edta。最終達到修復砷汙染土壤的目的。本發明中採用的功能微生物易培養，對砷還原能力強；穩定劑與固定劑均無毒，且固定劑可以多次循環使用。

本發明涉及一種利用微生物-化學法修復砷汙染土壤的方法。

該方法的步驟如下：

a、洗脫

以克計砷汙染土壤與以毫升計砷還原菌懸液與穩定劑混合物溶液的比:1：5～7，讓砷汙染土壤、砷還原菌懸液與穩定劑在搖床中在溫度26～30℃與轉速120～160rpm條件下培養4.5～5.5h，離心分離，得到上清液與沉澱物；

根據本發明，所述的土壤是紅壤、棕壤、褐土、黑土、漠土、水稻土或鹽鹼土。砷汙染土壤的粒度是20～200目。如果砷汙染土壤的粒度超過所述的粒度範圍，需要進行機械研磨或者加水固化再研磨處理。

在本發明中，砷汙染土壤的砷含量通常是30～80mg/kg。如果砷含量超過這個範圍，則本發明對該土壤中砷的生物洗脫效果不顯著。

汙染土壤中的砷化學形態通常是砷酸鹽離子。在本發明中，這些砷化學形態易於處理，得到還原態且移動性更強的亞砷酸鹽離子。

根據本發明，所述的穩定劑是濃度為0.18～0.22m的edta溶液。

edta在本發明中的基本作用是阻止土壤溶液中砷與土壤膠體的二次吸附，提升淋洗修復的效率。在該混合溶液中，如果edta的濃度超過所述範圍，則edta「屏蔽」土壤膠體，特別是鐵氧化物表面易於吸附砷點位的能力下降，影響砷淋洗修復的效率。

在本發明中，所述砷還原菌懸液是有效菌含量為108cfu/ml以上的臺灣假單胞菌(pseudomonastaiwanensis)菌液。

該菌株在土壤中對砷的強耐性、還原能力還未報導。該菌株已經過16srrna鑑定。有關臺灣假單胞菌的形態學特徵、生物學特徵、菌懸液製備方法等技術內容可以參見高鵬的論文「耐砷細菌的分離、鑑定及其對砷的氧化與還原能力研究」(湖南農業大學研究生論文，2015年6月)。

臺灣假單胞菌對砷的耐性能力比較分析：將從砷汙染土壤中分離的9株耐砷細菌(編號是2-2、4-1、4-2、4-3、7-1、7-2、8-3、8-4、8-5)分別轉接到砷濃度分別為50mg/l、100mg/l、200mg/l、400mg/l、800mg/l的牛肉膏蛋白腖液態培養基中，在搖床中震蕩培養48h，採用紫外分光光度計測定其od600的值，並對得到的數據進行分析處理，其結果列於圖1中。由圖1的結果可知，編號為2-2(鑑定為臺灣假單胞菌)的細菌對砷的耐性能力最強，特別是在砷脅迫濃度為0-300mg·l-1時，其生物量(用od600表示)均最高。

臺灣假單胞菌對砷的還原能力分析：吸取1ml臺灣假單胞菌菌懸液於as(v)濃度為10mg/l的牛肉膏蛋白腖細菌培養液中，放入搖床震蕩培養24h，四次重複。其間每隔3小時取樣測定培養液的od值，同時分析as(iii)與as(v)含量，分析結果列於附圖2中。這些分析結果表明，隨著培養時間的延長，臺灣假單胞菌od值逐漸增加，同時，培養液中原先加入的as(v)在培養時間為6小時時消失，而as(v)的還原產物as(iii)隨培養時間的延長逐漸增加約在12小時達到峰值並穩定。

具體地，例如稱取5g砷汙染土(砷濃度為38.53mg/kg)於小三角瓶中，採用高溫高壓滅菌方法連續滅菌三次，防止原有細菌對實驗結果乾擾。

設置四個處理：以滅菌超純水為淋洗劑、以滅菌細菌培養基(lb細菌基礎培養基)為淋洗劑、以臺灣假單胞菌菌液(有效菌含量約108cfu/ml)為淋洗劑、以臺灣假單胞菌菌液(有效菌含量約108cfu/ml)與穩定劑edta(0.2m)的混合液為淋洗劑，各淋洗劑體積為30ml。各處理三次重複。搖床在轉速140rpm與溫度28℃的條件下培養5小時，離心，將收集的上清液倒入50ml容量瓶並定容、備用。收集的土壤樣品風乾，研磨過100目篩，稱取0.5g用王水消解，採用hg-afs法測定總砷含量。檢測結果列於附圖3中。

附圖3的結果表明，相對於土壤背景砷含量為39mg/kg，對於以滅菌超純水、滅菌細菌培養基為淋洗劑的處理，淋洗土壤的砷含量分別為38mg/kg、36mg/kg，砷含量降低分別達到0.8％與5.9％。以臺灣假單胞菌菌液為淋洗劑，淋洗土壤的砷含量為22mg/kg，砷含量降低達到43.6％；以臺灣假單胞菌菌液與穩定劑edta的混合液為淋洗劑，淋洗土壤的砷含量為17mg/kg，砷含量降低達到56.4％。在四個處理中，臺灣假單胞菌菌液為淋洗劑的處理對土壤砷的淋洗效果較好，而以臺灣假單胞菌菌液與穩定劑edta的混合液為淋洗劑的處理對土壤砷的淋洗效果最佳。

b、吸附

按照以毫升計上清液與以克計納米顆粒的比為50：0.4～0.8，往步驟a得到的上清液中添加澱粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒，在搖床中在溫度22～28℃與轉速120～160rpm條件下培養2.5～3.5h，離心分離，得到砷含量小於0.008mg/kg上清液；所述的上清液返回繼續使用；

以臺灣假單胞菌菌液與穩定劑edta的混合液為淋洗劑獲得的上清液，通過加入澱粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒固定劑移除其中含有的砷。

根據本發明，澱粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒是一種對重金屬具有超強吸附性能的尺寸為100～150nm的納米顆粒。澱粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒移除砷的基本機制是其對砷酸根的強吸附作用，此外製備成納米顆粒後增加了表面積及其對砷的吸收能力與容量。另外經過澱粉修飾後增加了顆粒的分散能力，減少了其在水體或土壤水溶液中的團聚，相對大大地增加了吸附表面。澱粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒生產與製備過程及其對砷的吸附能力具體參見論文題目「enhancedremovalofas(v)fromaqueoussolutionusingmodifiedhydrousferricoxidenanoparticles」，《scientificreports》，第7卷，第40765頁(2017)。

離心分離得到的上清液採用hg-afs分析砷含量。分析結果列於附圖4中。附圖4所示，利用固定劑吸附淋洗液中砷後，其砷含量約為0.1311mg/kg，顯著低於淋洗液中砷的初始含量2.21mg/kg，砷的移除率約為94.1％。但初次移除後淋洗液中砷的含量仍高於國家水體中砷的相關標準(0.010mg/kg)。初次移除後，利用固定劑對淋洗液中砷進行第二次吸附表明，淋洗液中砷含量為0.008mg/kg，顯著低於國家水體中砷的相關標準(0.010mg/kg)。

c、除砷土壤的處理

步驟a得到的沉澱物(除砷土壤)進行風乾，取樣研磨，收集100目粉末用王水硝解，採用hg-afs法測定沉澱物總砷含量，計算確定土壤中砷的生物淋洗移除率達到31.3％以上，該風乾沉澱物為所述的修復土壤。

在本發明中，風乾是步驟a得到的沉澱物在室溫與自然環境下乾燥至以重量計3～7％。

[有益效果]

本發明的有益效果是：本發明方法主要是通過對砷具有強還原能力的微生物菌株將土壤固相吸附態砷還原為三價，進而促使其進入土壤溶液。通過加入穩定劑edta有效地「屏蔽」土壤膠體，阻止土壤溶液中砷與土壤膠體的二次吸附，最終增加土壤溶液中易淋洗態砷的含量，提升淋洗修復的效率；對於獲得的含砷淋洗液，通過對砷、穩定劑edta均對重金屬具有超強吸附作用的固定劑，回收土壤溶液中的砷及穩定劑edta。最終達到修復砷汙染土壤的目的。本發明中採用的功能微生物易培養，對砷還原能力強；穩定劑與固定劑均無毒，且固定劑可以多次循環使用。採用本發明方法對總砷含量30～80mg/kg的砷汙染土壤中砷的移除率達31.3％以上。

【附圖說明】

圖1是9株細菌在不同砷濃度培養液中培養48h的od值圖；

圖2是臺灣假單胞菌對as(v)的還原能力圖；

圖3是本實施例1本發明微生物-化學法對汙染土壤中砷的生物淋洗效果圖；

圖4是本實施例1兩次加入固定劑后土壤淋洗液中砷含量圖。

圖5是本實施例2本發明微生物-化學法對汙染土壤中砷的生物淋洗效果圖；

圖6是本實施例2兩次加入固定劑后土壤淋洗液中砷含量圖。

圖7是本實施例3本發明微生物-化學法對汙染土壤中砷的生物淋洗效果圖；

圖8是本實施例3兩次加入固定劑后土壤淋洗液中砷含量圖。

圖9是本實施例4本發明微生物-化學法對汙染土壤中砷的生物淋洗效果圖；

圖10是本實施例4兩次加入固定劑后土壤淋洗液中砷含量圖。

【具體實施方式】

通過下述實施例將能夠更好地理解本發明。

實施例1：本發明利用微生物-化學法修復砷汙染土壤

該實施例的實施步驟如下：

a、洗脫

以克計砷汙染土壤與以毫升計砷還原菌懸液與穩定劑混合物溶液的比:1：5，讓砷含量39mg/kg、粒度200目、砷化學形態為五價砷的砷汙染褐土土壤、有效菌含量為1.2×108cfu/ml的臺灣假單胞菌(pseudomonastaiwanensis)菌液砷還原菌懸液與0.20medta穩定劑，在搖床中在溫度26℃與轉速150rpm條件下培養4.8h，使用由德國sigma公司以商品名德國sigma3k15銷售的離心機以轉速6500轉進行離心分離，得到上清液與沉澱物；

b、吸附

按照以毫升計上清液與以克計納米顆粒的比為50：0.7，往步驟a得到的上清液中添加對重金屬具有超強吸附性能的尺寸為100nm的澱粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒，在搖床中在溫度28℃與轉速140rpm條件下培養2.8h，使用由德國sigma公司以商品名德國sigma3k15銷售的離心機以轉速6500轉進行離心分離，得到砷含量0.013mg/kg上清液；所述的澱粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒返回繼續使用於上清液中砷的吸附去除，再經上述離心過程，得到砷含量0.008mg/kg上清液。第二次吸附結果表明，淋洗液中砷含量顯著低於國家水體中砷的相關標準(0.010mg/kg)。

c、除砷土壤的處理

步驟a得到的沉澱物在室溫與自然環境下進行風乾至水含量為以重量計3％，研磨，收集100目粉末用王水硝解，採用hg-afs法測定沉澱物總砷含量為17mg/kg，確定該風乾沉澱物為所述的修復土壤。基於本實施例中土壤砷原含量為39mg/kg，本發明方法對土壤中砷的移除率為56.4％。

圖3是本實施例1本發明微生物-化學法對汙染土壤中砷的生物淋洗效果圖；圖4是本實施例1中兩次加入固定劑后土壤淋洗液中砷含量圖。

實施例2：本發明利用微生物-化學法修復砷汙染土壤

該實施例的實施步驟如下：

a、洗脫

以克計砷汙染土壤與以毫升計砷還原菌懸液與穩定劑混合物溶液的比:1：6，讓砷含量30mg/kg、粒度100目、砷化學形態為五價砷的砷汙紅壤土壤、有效菌含量為1.0×108cfu/ml的臺灣假單胞菌(pseudomonastaiwanensis)菌液砷還原菌懸液與0.18medta穩定劑，在搖床中在溫度28℃與轉速120rpm條件下培養5.5h，使用由德國sigma公司以商品名德國sigma3k15銷售的離心機以轉速5000進行離心分離，得到上清液與沉澱物；

b、吸附

按照以毫升計上清液與以克計納米顆粒的比為50：0.4，往步驟a得到的上清液中添加對重金屬具有強吸附性能的尺寸為120nm的澱粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒，在搖床中在溫度22℃與轉速160rpm條件下培養2.5h，使用由德國sigma公司以商品名德國sigma3k15銷售的離心機以轉速5000進行離心分離，得到砷含量0.006mg/kg上清液；所述的澱粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒返回繼續使用於上清液中砷的吸附去除，再經上述離心過程，得到砷含量0.003mg/kg上清液。第二次吸附結果表明，淋洗液中砷含量顯著低於國家水體中砷的相關標準(0.010mg/kg)。

c、除砷土壤的處理

步驟a得到的沉澱物在室溫與自然環境下進行風乾至水含量為以重量計5％，研磨，收集100目粉末用王水硝解，採用hg-afs法測定沉澱物總砷含量為13mg/kg，確定該風乾沉澱物為所述的修復土壤。基於本實施例中土壤砷原含量為30mg/kg，本發明方法對土壤中砷的移除率為56.7％。

圖5是本實施例2本發明微生物-化學法對汙染土壤中砷的生物淋洗效果圖；圖6是本實施例2兩次加入固定劑后土壤淋洗液中砷含量圖。

實施例3：本發明利用微生物-化學法修復砷汙染土壤

該實施例的實施步驟如下：

a、洗脫

以克計砷汙染土壤與以毫升計砷還原菌懸液與穩定劑混合物溶液的比:1：6，讓砷含量62mg/kg、粒度150目、砷化學形態為五價砷的砷汙染水稻土土壤、有效菌含量為1.4×108cfu/ml的臺灣假單胞菌(pseudomonastaiwanensis)菌液砷還原菌懸液與0.22medta穩定劑，在搖床中在溫度30℃與轉速160rpm條件下培養4.5h，使用由德國sigma公司以商品名德國sigma3k15銷售的離心機以轉速7000進行離心分離，得到上清液與沉澱物；

b、吸附

按照以毫升計上清液與以克計納米顆粒的比為50：0.8，往步驟a得到的上清液中添加對重金屬具有強吸附性能的尺寸為150nm的澱粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒，在搖床中在溫度24℃與轉速120rpm條件下培養3.5h，使用由德國sigma公司以商品名德國sigma3k15銷售的離心機以轉速7000進行離心分離，得到砷含量0.28mg/kg上清液；所述的澱粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒返回繼續使用於上清液中砷的吸附去除，再經上述離心過程，得到砷含量0.28mg/kg上清液。所述的澱粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒返回繼續使用於上清液中砷的吸附去除，再經上述離心過程，得到砷含量0.007mg/kg上清液。第二次吸附結果表明，淋洗液中砷含量顯著低於國家水體中砷的相關標準(0.010mg/kg)。c、除砷土壤的處理

步驟a得到的沉澱物在室溫與自然環境下進行風乾至水含量為以重量計7％，研磨，收集100目粉末用王水硝解，採用hg-afs法測定沉澱物總砷含量為40mg/kg，確定該風乾沉澱物為所述的修復土壤。基於本實施例中土壤砷原含量為62mg/kg，本發明方法對土壤中砷的移除率為35.5％。

圖7是本實施例3本發明微生物-化學法對汙染土壤中砷的生物淋洗效果圖；圖8是本實施例3中兩次加入固定劑后土壤淋洗液中砷含量圖。

實施例4：本發明利用微生物-化學法修復砷汙染土壤

該實施例的實施步驟如下：

a、洗脫

以克計砷汙染土壤與以毫升計砷還原菌懸液與穩定劑混合物溶液的比:1：7，讓砷含量80mg/kg、粒度200目、砷化學形態為五價砷的砷汙染鹽鹼土土壤、有效菌含量為1.1×108cfu/ml以上的臺灣假單胞菌(pseudomonastaiwanensis)菌液砷還原菌懸液與0.19medta穩定劑，在搖床中在溫度27℃與轉速140rpm條件下培養5.2h，使用由德國sigma公司以商品名德國sigma3k15銷售的離心機以轉速8000進行離心分離，得到上清液與沉澱物；

b、吸附

按照以毫升計上清液與以克計納米顆粒的比為50：0.5，往步驟a得到的上清液中添加對重金屬具有強吸附性能的尺寸為150nm的澱粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒，在搖床中在溫度26℃與轉速150rpm條件下培養3.2h，使用由德國sigma公司以商品名德國sigma3k15銷售的離心機以轉速8000進行離心分離，得到砷含量0.36mg/kg上清液；所述的澱粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒返回繼續使用於上清液中砷的吸附去除，再經上述離心過程，得到砷含量0.36mg/kg上清液。所述的澱粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒返回繼續使用於上清液中砷的吸附去除，再經上述離心過程，得到砷含量0.009mg/kg上清液。第二次吸附結果表明，淋洗液中砷含量顯著低於國家水體中砷的相關標準(0.010mg/kg)。

c、除砷土壤的處理

步驟a得到的沉澱物在室溫與自然環境下進行風乾至水含量為以重量計6％，研磨，收集100目粉末用王水硝解，採用hg-afs法測定沉澱物總砷含量為55mg/kg，確定該風乾沉澱物為所述的修復土壤。基於本實施例中土壤砷原含量為80mg/kg，本發明方法對土壤中砷的移除率為31.3％。

圖9是本實施例4本發明微生物-化學法對汙染土壤中砷的生物淋洗效果圖；圖10是本實施例4中兩次加入固定劑后土壤淋洗液中砷含量圖。