一种镉污染底泥的原位修复的制作方法

本发明涉及水环境修复，特别是涉及一种镉污染底泥的原位修复方法。

背景技术：

1、镉是一种具有毒性的重金属微量元素，是人体、动物和植物的非必要元素，但是它在冶金、塑料、电子等行业非常重要，通常通过“工业三废”等途径进入河流汇集在沉积物中。底泥中镉的形态有弱酸溶解态、可还原态、可氧化态何残渣态，流动性强的形态被植物吸收后通过食物链进入人体富集，达到一定程度时会引发各种疾病，严重危害植物和人体的健康，且具有长期性、隐蔽性和不可逆性等特点。镉污染对植物健康的危害：镉是植物生长的非必需元素，当镉在植物组织中含量达1.0mg·kg-1时，会通过阻碍植物根系生长、抑制水分和养分的吸收等引起一系列生理代谢紊乱，如蛋白质、糖和叶绿素的合成受阻，光合强度下降和酶活性改变等，使植物表现出叶色减褪、植物矮化、物候期延迟等症状，最终导致作物品质下降和减产，甚至死亡。镉污染对人体健康的危害：镉是人体非必需的微量元素，具有较强的致癌、致畸及致突变作用。镉对人体的毒害分为急性毒害和慢性毒害两种，镉的急性毒害主要表现为肺损害、胃肠刺激反应、全身疲乏、肌肉酸痛和虚脱等；慢性毒害主要表现为对骨骼、肝脏、肾脏、免疫系统、遗传等的系列损伤，并诱发多种癌症。

2、目前针对底泥镉污染有多种修复技术包括物理、化学和生物法。物理修复是指借助工程技术措施，减少或消除河道底泥重金属污染的方法，一般包括清淤，底泥覆盖等修复技术。化学修复技术主要是利用化学试剂或材料对沉积物进行处理，对沉积物中重金属进行固定或转化成无毒或低毒的价态。固化、稳定化的修复方法旨在降低金属离子的流动性，将底泥与富含化学药剂的覆盖材料均匀混合，底泥中的重金属离子价态改变，并形成较稳定的固化结构。生物修复技术是利用动植物或微生物对污染物的氧化代谢、吸收和富集作用，进而达到对沉积物污染净化的目的，一般分为植物修复和微生物修复。

3、由于物理修复成本较高，化学修复易产生二次污染，生物修复的修复周期较长等问题的存在，导致单一的修复技术无法真正进行大量的工程实践，因此亟需开发一种联合的修复技术，以解决现存的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种镉污染底泥的原位修复方法，以解决现有技术中存在修复时间长、修复效率低的技术问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种镉污染底泥的原位修复方法，包括以下步骤：

3、1)向含镉底泥中种植沉水植物；

4、2)向沉水植物根际加入解磷菌菌液。

5、优选地，所述沉水植物选自菹草和/或轮叶黑藻。

6、优选地，所述陈树植物的种植密度为70～80株/m2。

7、优选地，步骤1)中种植沉水植物的步骤包括：将沉水植物幼苗移栽或扦插于含镉底泥中，使含镉底泥的厚度与上覆水的深度比为1:3～4。

8、优选地，所述解磷菌菌液的密度不低于108cfu·ml-1。

9、优选地，所述解磷菌菌液为非脱羧勒克菌重悬液。

10、优选地，步骤1)中种植沉水植物3～5天后再进行步骤2)的加入解磷菌菌液。

11、优选地，步骤2)中所述解磷菌菌液每15～20天加入一次，每次添加量为20～30ml·kg-1。

12、优选地，所述含镉底泥中镉含量为5～5.1mg·kg-1。

13、生物材料保藏

14、本发明的非脱羧勒克菌株(leclercia adecarboxylata)mrp-1保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(cgmcc)，保藏日期为2017年08月22日，保藏编号为cgmccno.14561；该保藏单位的地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，100101。

15、如上所述，本发明的镉污染底泥的原位修复方法，具有以下有益效果：

16、本发明镉污染底泥的原位修复方法利用解磷菌菌液联合沉水植物修复镉污染底泥，一方面利用解磷菌对沉水植物的促生作用和对镉的活化作用，另一方面利用沉水植物对镉的吸收作用，联合去除底泥中的镉，方法科学合理；本发明的方法能吸附镉、阻止底泥中镉的释放和转移，对镉污染底泥具有很好的修复作用，并且修复效果好、费用低、易于管理、不产生二次污染，具有广泛的应用前景。进一步地，本发明中的沉水植物均为良好的镉累积植物，非脱羧勒克菌为矿区河道底泥土著微生物，对镉具有比较强的抗性。

17、本发明镉污染底泥的原位修复方法利用微生物与沉水植物的联合修复，弥补了传统植物修复方法存在的生物量低、生长缓慢、修复周期长等缺点，微生物与沉水植物二者相互促进可以达到很好的修复效果，对受镉污染底泥的修复具有重要意义。

技术特征：

1.一种镉污染底泥的原位修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的镉污染底泥的原位修复方法，其特征在于，所述沉水植物选自菹草和/或轮叶黑藻。

3.根据权利要求1所述的镉污染底泥的原位修复方法，其特征在于，所述沉水植物的种植密度为70～80株/m2。

4.根据权利要求1～3任一项所述的镉污染底泥的原位修复方法，其特征在于，步骤1)中种植沉水植物的步骤包括：将沉水植物幼苗移栽或扦插于含镉底泥中，使含镉底泥的厚度与上覆水的深度比为1:3～4。

5.根据权利要求1所述的镉污染底泥的原位修复方法，其特征在于，所述解磷菌菌液的密度不低于108cfu·ml-1。

6.根据权利要求1所述的镉污染底泥的原位修复方法，其特征在于，所述解磷菌菌液为非脱羧勒克菌重悬液。

7.根据权利要求6所述的镉污染底泥的原位修复方法，其特征在于，所述非脱羧勒克菌为非脱羧勒克菌株(leclercia adecarboxylata)mrp-1，其保藏编号为cgmcc no.14561。

8.根据权利要求1所述的镉污染底泥的原位修复方法，其特征在于，步骤1)中种植沉水植物3～5天后再进行步骤2)的加入解磷菌菌液。

9.根据权利要求1所述的镉污染底泥的原位修复方法，其特征在于，步骤2)中所述解磷菌菌液每15～20天加入一次，每次添加量为20～30ml·kg-1。

10.根据权利要求1所述的镉污染底泥的原位修复方法，其特征在于，所述含镉底泥中镉含量为5～5.1mg·kg-1。

技术总结本发明提供一种镉污染底泥的原位修复方法，通过向含镉底泥中种植沉水植物，并向沉水植物根际加入解磷菌菌液，利用微生物与沉水植物联合修复的方法，一方面利用解磷菌对沉水植物的促生作用和对镉的活化作用，另一方面利用沉水植物对镉的吸收作用，联合去除底泥中的镉，修复效果好、费用低、易于管理、不产生二次污染，微生物与沉水植物二者相互促进可以达到很好的修复效果，对受镉污染底泥的修复具有重要意义。技术研发人员：李敏,程育新,王宫廷,胡伟,季骁楠,郭亚丽,胡真真,何琴琴受保护的技术使用者：中国长江三峡集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/11