一種有效去除底泥重金屬的方法，屬于環(huán)境工程技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)提供一種利用黑曲霉去除河道底泥中重金屬的方法。黑曲霉在利用培養(yǎng)基和底泥共存的物質(zhì)條件下，發(fā)酵產(chǎn)酸淋濾河道底泥中的重金屬。具體工藝為：黑曲霉在PDA平皿上培養(yǎng)7天后制成孢子懸濁液，接種1-5%（V/V）的濃度為1x107個/mL的孢子懸濁液到發(fā)酵培養(yǎng)基，投加1-20%(w/v)河道底泥，在25-35℃、150-250rpm轉(zhuǎn)速下恒溫振蕩淋濾5-10天。該方法操作簡單，操作簡單、經(jīng)濟(jì)實用、安全可靠，為重金屬污染河道底泥處置與資源化開辟了新途徑。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種環(huán)保技術(shù)方法，特別是涉及。
技術(shù)介紹
底泥是各種來源的營養(yǎng)物質(zhì)經(jīng)一系列物理、化學(xué)及生化作用，沉積于水體底部，形成疏松狀、富含有機(jī)質(zhì)和營養(yǎng)鹽的灰黑色淤泥。隨著工業(yè)發(fā)展及人類需求的增長，工業(yè)、采礦、生活污水、農(nóng)業(yè)和其他活動產(chǎn)生的含重金屬污染物進(jìn)入水體，通過沉淀、絡(luò)合、鰲合、吸附、氧化還原等作用，沉積到底泥中不斷富集，致使底泥的污染逐步加劇，破壞了生態(tài)系統(tǒng)的正常功能。例如，德國萊茵河、漢堡港，荷蘭阿姆斯特港口以及北美五大湖等地的底泥中Cu、Zn、Pb和Cd等重金屬含量達(dá)500-2000mg/kg，蘇州河河段Zn、Pb含量均達(dá)3000mg/kg以上，大沽河底泥重金屬含量達(dá)到高度污染程度，其中Zn含量高達(dá)8000mg/kg。 近二十年來，德、法、英、加、荷、美等國家先后開展了污染修復(fù)與清潔技術(shù)研究，在污染底泥的物理、化學(xué)和生物修復(fù)等方面取得了顯著進(jìn)展，尤其是生物修復(fù)受到各方面的重視。生物修復(fù)回收有價金屬是一項新興的高效率修復(fù)技術(shù)，具有良好的社會、生態(tài)綜合效益，具有廣闊的應(yīng)用前景，其中微生物修復(fù)是目前研究的熱點(diǎn)。重金屬污染底泥的微生物修復(fù)是利用微生物的生物活性對重金屬的親合吸附或轉(zhuǎn)化為低毒產(chǎn)物，從而降低重金屬的污染程度。生物淋濾技術(shù)(Bioleaching)是近年國際上興起的一項非常有前景的金屬浸提技術(shù)，它利用自然界中一些微生物的直接作用或其代謝產(chǎn)物的間接作用，產(chǎn)生氧化、還原、絡(luò)合、吸附或溶解作用，將固相中某些不溶性成分(如重金屬、硫及其他金屬)分離浸提出來的一種技術(shù)。其主要原理是利用異養(yǎng)微生物如真菌、酵母菌等的生物產(chǎn)酸作用，將難溶性的重金屬從固相溶出而進(jìn)入液相成為可溶性的金屬離子，再采用適宜的方法從液相中加以回收。當(dāng)從污染介質(zhì)中回收重金屬時，相對于傳統(tǒng)處理方法，生物淋濾修復(fù)技術(shù)可顯著降低成本。利用該技術(shù)不僅可以簡單、高效地從低品位礦石中提取銅、金、鈾、鎳、鈷等有價金屬，還可以用于礦山復(fù)墾、廢棄物中金屬回收、河道底泥的凈化與脫毒等。與化學(xué)浸提法相比，它具有反應(yīng)溫和、耗酸少、運(yùn)行成本較低等優(yōu)點(diǎn)。相對于淋洗礦石和其他的原材料，生物淋濾修復(fù)重金屬污染河道底泥的研究剛剛起步，但是具有良好的發(fā)展和應(yīng)用前景。首先，異養(yǎng)微生物在低品位非硫化礦、殘渣、污泥等淋濾過程中的應(yīng)用為異養(yǎng)微生物淋濾修復(fù)重金屬污染河道底泥的研究提供了可靠的理論依據(jù)。原因如下①異養(yǎng)微生物可以利用污染介質(zhì)中的溶解性有機(jī)物作為生長所需碳源和能源，為自養(yǎng)菌生長提供良好環(huán)境異養(yǎng)微生物可以分泌有機(jī)酸如檸檬酸、乙酸、草酸、葡萄糖酸等，它們不僅提供H+，而且有機(jī)酸根離子能夠絡(luò)合金屬陽離子，促進(jìn)重金屬淋出；③微生物在代謝過程中產(chǎn)生胞外多糖、氨基酸、蛋白質(zhì)等，這些物質(zhì)也可以通過多種機(jī)制溶解重金屬。使生物淋濾修復(fù)技術(shù)廣泛應(yīng)用于重金屬污染河道底泥成為可能，但是國內(nèi)外相關(guān)的研究報道較少，亟需進(jìn)一步強(qiáng)化
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供。該方法通過好癢發(fā)酵產(chǎn)出有機(jī)酸，將底泥中的重金屬溶出，利用該菌株處理河道底泥，重金屬去除率高，操作簡單，處理后的底泥達(dá)到國家農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為重金屬污染河道底泥的土地利用奠定基礎(chǔ)。本專利技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的 ，其所述方法包括以下過程黑曲霉在PDA平皿上，25-30°C培養(yǎng)6-8天，長出黑褐色成熟孢子，把成熟的孢子用無菌去離子水后制成孢子懸濁液，接種1-5% (V/V)的濃度為IxlO7個/mL的孢子懸濁液到發(fā)酵培養(yǎng)基，投加l_20%(W/v)河道底泥，在25-35°C、150-250rpm轉(zhuǎn)速下恒溫振蕩 淋濾5_10天即可。所述的，其所述PDA培養(yǎng)基的成分和工藝為馬鈴薯去皮后洗凈，稱取200g切成小塊，加IL水煮沸20min，濾去土豆塊，冷卻后加入20g蔗糖和瓊脂20g，用離子水定容至1L，pH自然，115° C高壓滅菌30min。所述的，其所述黑曲霉發(fā)酵培養(yǎng)基(g/L):蔗糖 100; NaNO31. 5; KH2PO4 O. 5; MgSO4 · 7H20 O. 025; KCl O. 025;酵母膏1. 6，pH 自然。115°C高壓滅菌30min。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)與效果是1、所用菌株從重金屬污染污泥中篩出，在耐受重金屬的同時，能夠利用培養(yǎng)基成分生長，高效產(chǎn)出檸檬酸、葡萄糖酸等有機(jī)弱酸，對人體無害，環(huán)境友好。2、所用菌株能夠以蔗糖、淀粉、白糖和葡萄糖等為能源物質(zhì)，在以上物質(zhì)上培養(yǎng)均能良好生長，底物廣泛。3、本專利技術(shù)所涉及的工藝對河道底泥中的重金屬去除率高，CcUCu和Zn去除率分別為93. 5%,62. 3%和57. 2%，淋濾后的底泥中重金屬含量低于國家農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn) (pH〈6. 5)。4、本專利技術(shù)提供的方法，操作簡單、經(jīng)濟(jì)實用、安全可靠。反應(yīng)在室溫下進(jìn)行，無需外援加熱，初始PH自然，無需調(diào)節(jié)；與其他傳統(tǒng)投加無機(jī)酸和其他溶劑的化學(xué)浸提技術(shù)相比，節(jié)約成本，且操作不會產(chǎn)生無極酸而產(chǎn)生生產(chǎn)事故。具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本專利技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)說明。本專利技術(shù)的技術(shù)原理是以黑曲霉可以利用培養(yǎng)基中溶解性有機(jī)物作為生長所需碳源和能源，為自養(yǎng)菌生長提供良好環(huán)境；同時，分泌有機(jī)酸如檸檬酸、乙酸、草酸、葡萄糖酸等，這些有機(jī)酸不僅提供H+，而且有機(jī)酸根離子能夠絡(luò)合金屬陽離子，促進(jìn)重金屬淋出；黑曲霉在代謝過程中產(chǎn)生胞外多糖、氨基酸、蛋白質(zhì)等，這些物質(zhì)也可以通過絡(luò)合、配合等多種機(jī)制溶解重金屬。實施例1:1、黑曲霉在PDA固體培養(yǎng)基上平皿培養(yǎng)，30°C培養(yǎng)7天，長出成熟孢子，菌落表面為黑褐色。2、將平皿上的孢子用無菌去離子水洗脫，制成孢子懸濁液；接種1-5% (V/V)的濃度為IxlO7個/mL的孢子懸濁液到發(fā)酵培養(yǎng)基，投加l-20%(w/v)河道底泥，在25-35°C、150_250rpm轉(zhuǎn)速下恒溫振蕩淋濾5_10天。3、淋濾后進(jìn)行固液分離，去除后的固體可以用于堆肥或直接土地利用，液體中重金屬沉淀回收處理。本實施方式提供的固體和液體培養(yǎng)基 固體斜面培養(yǎng)基(PDA):馬鈴薯去皮后洗凈，稱取200g切成小塊，加IL水煮沸20min，濾去土豆塊，冷卻后加入20g鹿糖和瓊脂20g,用離子水定容至lL,pH自然，115° C高壓滅菌 30min。黑曲霉發(fā)酵培養(yǎng)基(g/L):蔗糖100; NaNO31. 5; KH2PO4 O. 5; MgSO4WH2O O. 025;KCl O. 025;酵母膏1. 6，pH自然。115°C高壓滅菌30min。實施例2 1、底泥采集和性質(zhì)分析 河道底泥采自遼寧省某排污河道，采用管式泥芯采樣器采集多年淤積河道下0-20cm底泥層，采集的底泥樣品去除石塊和動植物殘體，自然風(fēng)干，研磨，過100目尼龍篩，裝袋備用。Cu和Zn采用HNO3-HCIO4-Hf消解，火焰原子吸收分光光度法測定；Cd采用HNO3-HCIO4-Hf消解，原子吸收石墨爐法測定；有機(jī)質(zhì)含量測定采用重鉻酸鉀容量法；總磷測定采用鑰酸銨分光光度法；測定PH值應(yīng)使用酸度計。底泥重金屬含量和性質(zhì)如表一。表一、底泥重金屬含量和性質(zhì)權(quán)利要求1.，其特征在于，所述方法包括以下過程黑曲霉在PDA平皿上，25-30°C培養(yǎng)6-8天，長出黑褐色成熟孢子，把成熟的孢子用無菌去離子水后制成孢子懸濁液，接種1-5% (V/V)的濃度為IxlO7個/mL的孢子懸濁液到發(fā)酵培養(yǎng)基，投加l-20本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種有效去除底泥中重金屬的方法，其特征在于，所述方法包括以下過程：黑曲霉在PDA平皿上，25?30℃培養(yǎng)6?8天，長出黑褐色成熟孢子，把成熟的孢子用無菌去離子水后制成孢子懸濁液，接種1?5%（V/V）的濃度為1x107個/mL的孢子懸濁液到發(fā)酵培養(yǎng)基，投加1?20%(w/v)河道底泥，在25?35℃、150?250rpm轉(zhuǎn)速下恒溫振蕩淋濾5?10天即可。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：孫麗娜，曾祥峰，于曉曼，薛冰，孫鐵珩，湯家喜，廉梅花，羅慶，楊明明，
申請(專利權(quán))人：沈陽大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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