一種治理熱帶酸性土壤鎳汙染的微生物製劑及其製造方法與流程
2023-07-22 07:41:16
本發明涉及重金屬防治領域，尤其涉及一種治理熱帶酸性土壤鎳汙染的微生物製劑及其製造方法。
背景技術：
鎳汙染是由鎳及其化合物所引起的環境汙染。鎳在地殼中的平均豐度為75ppm,在微量元素中是含量比較豐富的元素。它有很強的親硫性，主要以硫化鎳礦和氧化鎳礦的形態存在，在鐵、鈷、銅和一些稀土礦中，往往有鎳共生。全世界每年鎳的遷移狀況是：巖石風化量為320000噸，河流輸送量為19000噸,開採量為560000噸，礦物燃料燃燒排放5600噸。目前認為鎳對環境是一種潛在的危害物。工業上大部分鎳用於製造不鏽鋼和抗腐蝕合金，並廣泛用於鍍鎳、鑄幣、製造催化劑和玻璃陶瓷等。
在國內已申請的相關專利中，專利《一種重金屬鎳汙染土壤的修複方 法》（申請號：201510213271.X，公開日：2015-08-19）公開了一種採用醋酸溶液淋洗後再採用電化學方式回收鎳元素的治理方法，但該方法治理成本高昂（醋酸溶液與土壤質量比達到了1：1），且無法原位修復，修復效率低；專利《利用泡囊假單胞菌促進植物修復土壤鎳汙染的方法》（申請號：200510034858.0，公開日：2005-11-16）公開了一種利用泡囊假單胞菌菌液與超富集植物共同作用的治理鎳汙染的土壤治理方法，但該方法採用的超富集植物不明，且富集鎳元素後的植物基本不具備經濟效益，其治理時限很長（一年兩次，但多久能治理完全並未給出），且治理過程中無法進行正常的植株耕種，浪費土地資源。
技術實現要素：
針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明旨在提供一種治理成本低、能原位修復、在治理時可正常耕種、經濟性好、修復效率較高的治理熱帶酸性土壤鎳汙染的微生物製劑及其製造方法。
為了實現上述目的，本發明採用以下技術方案：一種治理熱帶酸性土壤鎳汙染的微生物製劑，由保藏液和和保藏在保藏液中的目標微生物組成，其特徵在於：所述保藏液為加入了葡萄糖的液體MRS培養基，葡萄糖濃度為15-25g/kg，所述保藏液表面採用液體石蠟進行密封處理；所述目標微生物為從火山口硫礦上提取再採用含5g/kg -35g/kg Ni2+的固體MRS培養基至少兩次篩選並純化的嗜酸化能異養菌。
2. 根據權利要求1所述治理熱帶酸性土壤鎳汙染的微生物製劑的製造方法，製造過程包括接種微生物、篩選及純化目標微生物、培養目標微生物、製取和保藏目標微生物製劑等四個步驟，其特徵在於：
1）所述接種微生物具體為從火山口硫礦上提取其上生長的微生物，並將其通過接種環移植入篩選及純化培養基上；
2）所述篩選及純化目標微生物具體步驟包括：
①初次篩選及純化，在加入濃度為5g/kg -15g/kg的Ni2+的固體MRS培養基上劃分四個區後在初始區植入從火山口硫礦上提取的微生物，保持溫度40℃-60℃，培養至在第四區即目標區內發現五株以上的預篩目標微生物；
②終次篩選及純化，在加入濃度為15g/kg -35g/kg的Ni2+的固體MRS培養基上劃分四個區後在初始區接種步驟①獲得的初篩目標微生物，保持溫度40℃-60℃，培養至在第四區即目標區內發現目標微生物，該目標微生物即為所需的嗜酸化能異養菌。
3）所述培養目標微生物具體為：在標準固體MRS培養基上接種嗜酸化能異養菌，保持溫度40℃-60℃，時間1-2天，獲得多株嗜酸化能異養菌菌株。
4）所述製取和保藏目標微生物製劑具體步驟為：
①在液體MRS培養基內移植嗜酸化能異養菌，保持溫度40℃-60℃，時間18h-24h；
②在培養基表面注入121.3℃滅菌後保存在常溫下的液體石蠟，該液體石蠟中注入了濃度為15-25g/kg的葡萄糖，即製得所需保藏有目標微生物的保藏液，將獲得的保藏液垂直放置在常溫下，將其中不少於1L的保藏液作為保藏的目標微生物留待下次使用，其它部分的保藏液作為微生物製劑用於土壤治理；
③所需微生物製劑按步驟①所述方式對目標微生物進行活化復甦後方可用於土壤治理，投放量按土壤面積為10 L/畝-20 L/畝。
與現有技術比較，本發明由於採用了上述方案，具有以下優點：從火山口硫礦上提取的微生物本身對Ni離子的耐受能力就強，加之選用的酸性培養基及高鎳環境的篩選及純化使最終獲得的目標微生物能在高鎳環境下生存並快速繁殖，達到長效治理和不斷擴大範圍治理的目的；由於MRS本身為呈酸性的有機質培養基，因此篩選出的目標微生物必是嗜酸化能異養微生物，這類微生物能適應酸性環境，並分解土壤中的有機質，提高土壤的肥度。
具體實施方式
實施例1：
一種治理熱帶酸性土壤鎳汙染的微生物製劑，由保藏液和和保藏在保藏液中的目標微生物組成，其特徵在於：所述保藏液為加入了葡萄糖的液體MRS培養基，葡萄糖濃度為15-25g/kg，所述保藏液表面採用液體石蠟進行密封處理；所述目標微生物為從火山口硫礦上提取再採用含5g/kg -35g/kg Ni2+的固體MRS培養基兩次篩選並純化的嗜酸化能異養菌。
上述治理熱帶酸性土壤鎳汙染的微生物製劑的製造方法，製造過程包括接種微生物、篩選及純化目標微生物、培養目標微生物、製取和保藏目標微生物製劑等四個步驟，其中：
1）所述接種微生物具體為從火山口硫礦上提取其上生長的微生物，並將其通過接種環移植入篩選及純化培養基上；
2）所述篩選及純化目標微生物具體步驟包括：
①初次篩選及純化，在加入濃度為5g/kg -15g/kg的Ni2+的固體MRS培養基上劃分四個區後在初始區植入從火山口硫礦上提取的微生物，保持溫度40℃-60℃，培養至在第四區即目標區內發現五株以上的預篩目標微生物；
②終次篩選及純化，在加入濃度為15g/kg-35g/kg的Ni2+的固體MRS培養基上劃分四個區後在初始區接種步驟①獲得的初篩目標微生物，保持溫度40℃-60℃，培養至在第四區即目標區內發現目標微生物，該目標微生物即為所需的嗜酸化能異養菌。
3）所述培養目標微生物具體為：在標準固體MRS培養基上接種嗜酸化能異養菌，保持溫度40℃-60℃，時間1-2天，獲得多株嗜酸化能異養菌菌株。
4）所述製取和保藏目標微生物製劑具體步驟為：
①在液體MRS培養基內移植嗜酸化能異養菌，保持溫度40℃-60℃，時間18h-24h；
②在培養基表面注入121.3℃滅菌後保存在常溫下的液體石蠟，該液體石蠟中注入了濃度為15-25g/kg的葡萄糖，即製得所需保藏有目標微生物的保藏液，將獲得的保藏液垂直放置在常溫下，將其中不少於1L的保藏液作為保藏的目標微生物留待下次使用，其它部分的保藏液作為微生物製劑用於土壤治理；
③所需微生物製劑按步驟①所述方式對目標微生物進行活化復甦後方可用於土壤治理，投放量按土壤面積為10 L/畝-20 L/畝。
本實施例在實驗水體裡進行實地效果驗證，情況如下：取海南省三亞市某重金屬汙染土壤作為實驗土壤，對土壤內的Ni進行5次測量後取平均值，Ni含量以重量計為82.47mg/kg；按本實施例實施方式實施後一個月，再以同樣方式進行檢測，結果為Ni含量以重量計為28.29mg/kg；按本實施例實施方式實施後兩個月，再以同樣方式進行檢測，結果為Ni含量以重量計為14.12mg/kg。
國家標準為：Ni含量以重量計不大於40mg/kg。
本發明的治理熱帶酸性土壤鎳汙染的微生物製劑治理土壤的工作原理為：
從火山口硫礦上提取的微生物本身對Ni離子的耐受能力就強，加之選用的酸性培養基及高鎳環境的篩選及純化使最終獲得的目標微生物能在高鎳環境下生存並快速繁殖，達到長效治理和不斷擴大範圍治理的目的；由於MRS本身為呈酸性的有機質培養基，因此篩選出的目標微生物必是嗜酸化能異養微生物，這類微生物能適應酸性環境，並分解土壤中的有機質，提高土壤的肥度。
本發明尤其適用於被鎳汙染的熱帶地區，尤其適用於被鎳汙染的熱帶水稻種植區域。
對所公開的實施例的上述說明，僅為了使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。