【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于農(nóng)田養(yǎng)護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種利用微生物-化學(xué)法修復(fù)砷污染土壤的方法。

背景技術(shù)：

砷是一種在自然界廣泛存在的有毒并且具有致癌作用的類金屬元素，其污染問題不僅嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，也嚴(yán)重威脅到人類健康，因而砷污染也是全球面臨的十分嚴(yán)峻的環(huán)境問題。我國是砷礦大國，也是受砷中毒危害最為嚴(yán)重的國家之一，砷礦廣泛分布在我國中南和西南的湖南、云南、廣西、廣東等省區(qū)，砷礦開采或冶煉所帶來的含砷廢棄物排放，對環(huán)境安全帶來了十分嚴(yán)重的影響；此外，含砷農(nóng)藥、化肥(主要是磷肥和復(fù)合肥)等農(nóng)資產(chǎn)品過量投入等，也在一定程度上導(dǎo)致土壤砷的累積，并進(jìn)而影響著植物、動物生長和發(fā)育，乃至農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，修復(fù)砷污染土壤、降低土壤中砷的作物有效性、減少農(nóng)作物對砷的吸收量，已成為農(nóng)業(yè)環(huán)境研究的重要方向之一。

目前針對砷污染土壤的修復(fù)技術(shù)主要包括超富集植物修復(fù)、客土換土-物理修復(fù)等。其中，植物修復(fù)主要是利用作物對砷的超富集能力，最后通過移走作物的方法將土壤中砷移除，該方法修復(fù)時間長，作物后處理因難。物理修復(fù)主要是通過客土或者換土方式將原污染土用干凈土覆蓋或者替換，該方法修復(fù)時間長，效果快，但費(fèi)用昂貴?？傮w來看，兩種修復(fù)技術(shù)在實際修復(fù)中存在眾多問題，明顯限制了該技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用推廣。

土壤中的砷形態(tài)多樣，但不同形態(tài)砷的移動性存在較大差別。如三價砷的移動性要顯著高于五價砷，因為前者在偏酸性土壤中大多以零價態(tài)的h3aso3存在。因此，可以通過將土壤中的砷還原轉(zhuǎn)化為移動性更強(qiáng)的三價砷，再通過淋洗方法將砷移除土體。目前，關(guān)于土壤中砷的洗脫技術(shù)，更多的是研究采用了化學(xué)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(xué)特性，并易造成土壤的二次污染。從淋洗液的后處理工藝上看，也相應(yīng)地增加了后處理難度，提高了處理成本。相比之下，微生物作為一種相對“溫和”且無二次污染的生物技術(shù)，在該領(lǐng)域的研究還相對較少，但具有廣闊的應(yīng)用前景。

近年來，許多科學(xué)家在關(guān)注微生物對砷環(huán)境行為等研究的同時，也嘗試著利用環(huán)境中對砷具有氧化、還原或甲基化功能的微生物來修復(fù)或控制土壤中的砷污染。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(qiáng)氧化砷能力的微生物可以將土壤中的三價砷轉(zhuǎn)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(fēng)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(zhuǎn)化成為易于揮發(fā)的含砷化合物，從而將砷以氣態(tài)形式移出土壤，最終達(dá)到修復(fù)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(huán)境風(fēng)險，但還原態(tài)三價砷的移動性要顯著高于五價砷(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后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(xué)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(fù)效率。目前報道的對砷具有耐性和還原能力的細(xì)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(fā)現(xiàn)的對砷具有強(qiáng)還原能力的菌株還相對較少，更多的研究還主要處于菌株篩選、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(shù)配合修復(fù)研究還基本處于空白階段；(2)通過微生物還原作用進(jìn)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(fù)的效率；(3)淋洗液中的砷如何去除，目前還沒有基于淋洗過程設(shè)計的末端處理技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

[要解決的技術(shù)問題]

本發(fā)明的目的是提供一種利用微生物-化學(xué)法修復(fù)砷污染土壤的方法。

[技術(shù)方案]

本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。

本發(fā)明涉及一種利用微生物-化學(xué)法修復(fù)砷污染土壤的方法。

該方法的步驟如下：

a、洗脫

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

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淀粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒，在搖床中在溫度22～28℃與轉(zhuǎn)速120～160rpm條件下培養(yǎng)2.5～3.5h，離心分離，得到砷含量小于0.008mg/kg上清液；所述的上清液返回繼續(xù)使用；

c、除砷土壤的處理

步驟a得到的沉淀物進(jìn)行風(fēng)干，研磨，收集100目粉末用王水硝解，采用hg-afs法測定沉淀物總砷含量，計算確定土壤中砷的生物淋洗移除率達(dá)到31.3％以上，該粉末為所述的修復(fù)土壤。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，砷污染土壤的粒度是20～200目。

根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，砷污染土壤的砷含量是30～80mg/kg。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在砷污染的土壤中，砷的化學(xué)形態(tài)是砷酸鹽、亞砷酸鹽、一甲基砷酸鹽和二甲基砷酸鹽。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，所述的土壤是紅壤、棕壤、褐土、黑土、漠土、水稻土或鹽堿土。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)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(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，所述的穩(wěn)定劑是濃度為0.18～0.22m的edta溶液。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，淀粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒是一種對重金屬具有超強(qiáng)吸附性能的尺寸為100～150nm的納米顆粒。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在步驟c中，所述的風(fēng)干是步驟a得到的沉淀物在室溫與自然環(huán)境下進(jìn)行干燥。

根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實施方式，在步驟c中，該風(fēng)干沉淀物的水含量是以重量計3～7％。

下面將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。

本發(fā)明涉及一種可以用于砷污染土壤淋洗修復(fù)的微生物-化學(xué)方法，本發(fā)明方法主要是通過對砷具有強(qiáng)還原能力的微生物菌株將土壤固相吸附態(tài)砷還原為三價，進(jìn)而促使其進(jìn)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(luò)合。通過加入穩(wěn)定劑edta，能與土壤膠體特別是鐵氧化物等絡(luò)合，從而有效地“屏蔽”土壤膠體，特別是鐵氧化物表面易于吸附砷的點位，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(tài)砷的含量，提升淋洗修復(fù)的效率；對于獲得的含砷淋洗液，通過對砷、穩(wěn)定劑edta均對重金屬具有超強(qiáng)吸附作用的固定劑，回收土壤溶液中的砷及穩(wěn)定劑edta。最終達(dá)到修復(fù)砷污染土壤的目的。本發(fā)明中采用的功能微生物易培養(yǎng)，對砷還原能力強(qiáng)；穩(wěn)定劑與固定劑均無毒，且固定劑可以多次循環(huán)使用。

本發(fā)明涉及一種利用微生物-化學(xué)法修復(fù)砷污染土壤的方法。

該方法的步驟如下：

a、洗脫

以克計砷污染土壤與以毫升計砷還原菌懸液與穩(wěn)定劑混合物溶液的比:1：5～7，讓砷污染土壤、砷還原菌懸液與穩(wěn)定劑在搖床中在溫度26～30℃與轉(zhuǎn)速120～160rpm條件下培養(yǎng)4.5～5.5h，離心分離，得到上清液與沉淀物；

根據(jù)本發(fā)明，所述的土壤是紅壤、棕壤、褐土、黑土、漠土、水稻土或鹽堿土。砷污染土壤的粒度是20～200目。如果砷污染土壤的粒度超過所述的粒度范圍，需要進(jìn)行機(jī)械研磨或者加水固化再研磨處理。

在本發(fā)明中，砷污染土壤的砷含量通常是30～80mg/kg。如果砷含量超過這個范圍，則本發(fā)明對該土壤中砷的生物洗脫效果不顯著。

污染土壤中的砷化學(xué)形態(tài)通常是砷酸鹽離子。在本發(fā)明中，這些砷化學(xué)形態(tài)易于處理，得到還原態(tài)且移動性更強(qiáng)的亞砷酸鹽離子。

根據(jù)本發(fā)明，所述的穩(wěn)定劑是濃度為0.18～0.22m的edta溶液。

edta在本發(fā)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(fù)的效率。在該混合溶液中，如果edta的濃度超過所述范圍，則edta“屏蔽”土壤膠體，特別是鐵氧化物表面易于吸附砷點位的能力下降，影響砷淋洗修復(fù)的效率。

在本發(fā)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(qiáng)耐性、還原能力還未報道。該菌株已經(jīng)過16srrna鑒定。有關(guān)臺灣假單胞菌的形態(tài)學(xué)特征、生物學(xué)特征、菌懸液制備方法等技術(shù)內(nèi)容可以參見高鵬的論文“耐砷細(xì)菌的分離、鑒定及其對砷的氧化與還原能力研究”(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)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：將從砷污染土壤中分離的9株耐砷細(xì)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(zhuǎn)接到砷濃度分別為50mg/l、100mg/l、200mg/l、400mg/l、800mg/l的牛肉膏蛋白胨液態(tài)培養(yǎng)基中，在搖床中震蕩培養(yǎng)48h，采用紫外分光光度計測定其od600的值，并對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，其結(jié)果列于圖1中。由圖1的結(jié)果可知，編號為2-2(鑒定為臺灣假單胞菌)的細(xì)菌對砷的耐性能力最強(qiáng)，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于as(v)濃度為10mg/l的牛肉膏蛋白胨細(xì)菌培養(yǎng)液中，放入搖床震蕩培養(yǎng)24h，四次重復(fù)。其間每隔3小時取樣測定培養(yǎng)液的od值，同時分析as(iii)與as(v)含量，分析結(jié)果列于附圖2中。這些分析結(jié)果表明，隨著培養(yǎng)時間的延長，臺灣假單胞菌od值逐漸增加，同時，培養(yǎng)液中原先加入的as(v)在培養(yǎng)時間為6小時時消失，而as(v)的還原產(chǎn)物as(iii)隨培養(yǎng)時間的延長逐漸增加約在12小時達(dá)到峰值并穩(wěn)定。

具體地，例如稱取5g砷污染土(砷濃度為38.53mg/kg)于小三角瓶中，采用高溫高壓滅菌方法連續(xù)滅菌三次，防止原有細(xì)菌對實驗結(jié)果干擾。

設(shè)置四個處理：以滅菌超純水為淋洗劑、以滅菌細(xì)菌培養(yǎng)基(lb細(xì)菌基礎(chǔ)培養(yǎng)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(wěn)定劑edta(0.2m)的混合液為淋洗劑，各淋洗劑體積為30ml。各處理三次重復(fù)。搖床在轉(zhuǎn)速140rpm與溫度28℃的條件下培養(yǎng)5小時，離心，將收集的上清液倒入50ml容量瓶并定容、備用。收集的土壤樣品風(fēng)干，研磨過100目篩，稱取0.5g用王水消解，采用hg-afs法測定總砷含量。檢測結(jié)果列于附圖3中。

附圖3的結(jié)果表明，相對于土壤背景砷含量為39mg/kg，對于以滅菌超純水、滅菌細(xì)菌培養(yǎng)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(dá)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(dá)到43.6％；以臺灣假單胞菌菌液與穩(wěn)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(dá)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(wěn)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淀粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒，在搖床中在溫度22～28℃與轉(zhuǎn)速120～160rpm條件下培養(yǎng)2.5～3.5h，離心分離，得到砷含量小于0.008mg/kg上清液；所述的上清液返回繼續(xù)使用；

以臺灣假單胞菌菌液與穩(wěn)定劑edta的混合液為淋洗劑獲得的上清液，通過加入淀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(jù)本發(fā)明，淀粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒是一種對重金屬具有超強(qiáng)吸附性能的尺寸為100～150nm的納米顆粒。淀粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒移除砷的基本機(jī)制是其對砷酸根的強(qiáng)吸附作用，此外制備成納米顆粒后增加了表面積及其對砷的吸收能力與容量。另外經(jīng)過淀粉修飾后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(tuán)聚，相對大大地增加了吸附表面。淀粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒生產(chǎn)與制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采用hg-afs分析砷含量。分析結(jié)果列于附圖4中。附圖4所示，利用固定劑吸附淋洗液中砷后，其砷含量約為0.1311mg/kg，顯著低于淋洗液中砷的初始含量2.21mg/kg，砷的移除率約為94.1％。但初次移除后淋洗液中砷的含量仍高于國家水體中砷的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(0.010mg/kg)。初次移除后，利用固定劑對淋洗液中砷進(jìn)行第二次吸附表明，淋洗液中砷含量為0.008mg/kg，顯著低于國家水體中砷的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(0.010mg/kg)。

c、除砷土壤的處理

步驟a得到的沉淀物(除砷土壤)進(jìn)行風(fēng)干，取樣研磨，收集100目粉末用王水硝解，采用hg-afs法測定沉淀物總砷含量，計算確定土壤中砷的生物淋洗移除率達(dá)到31.3％以上，該風(fēng)干沉淀物為所述的修復(fù)土壤。

在本發(fā)明中，風(fēng)干是步驟a得到的沉淀物在室溫與自然環(huán)境下干燥至以重量計3～7％。

[有益效果]

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明方法主要是通過對砷具有強(qiáng)還原能力的微生物菌株將土壤固相吸附態(tài)砷還原為三價，進(jìn)而促使其進(jìn)入土壤溶液。通過加入穩(wěn)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(tài)砷的含量，提升淋洗修復(fù)的效率；對于獲得的含砷淋洗液，通過對砷、穩(wěn)定劑edta均對重金屬具有超強(qiáng)吸附作用的固定劑，回收土壤溶液中的砷及穩(wěn)定劑edta。最終達(dá)到修復(fù)砷污染土壤的目的。本發(fā)明中采用的功能微生物易培養(yǎng)，對砷還原能力強(qiáng)；穩(wěn)定劑與固定劑均無毒，且固定劑可以多次循環(huán)使用。采用本發(fā)明方法對總砷含量30～80mg/kg的砷污染土壤中砷的移除率達(dá)31.3％以上。

【附圖說明】

圖1是9株細(xì)菌在不同砷濃度培養(yǎng)液中培養(yǎng)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(fā)明微生物-化學(xué)法對污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(fā)明微生物-化學(xué)法對污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(fā)明微生物-化學(xué)法對污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(fā)明微生物-化學(xué)法對污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(fā)明。

實施例1：本發(fā)明利用微生物-化學(xué)法修復(fù)砷污染土壤

該實施例的實施步驟如下：

a、洗脫

以克計砷污染土壤與以毫升計砷還原菌懸液與穩(wěn)定劑混合物溶液的比:1：5，讓砷含量39mg/kg、粒度200目、砷化學(xué)形態(tài)為五價砷的砷污染褐土土壤、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(wěn)定劑，在搖床中在溫度26℃與轉(zhuǎn)速150rpm條件下培養(yǎng)4.8h，使用由德國sigma公司以商品名德國sigma3k15銷售的離心機(jī)以轉(zhuǎn)速6500轉(zhuǎn)進(jìn)行離心分離，得到上清液與沉淀物；

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(qiáng)吸附性能的尺寸為100nm的淀粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒，在搖床中在溫度28℃與轉(zhuǎn)速140rpm條件下培養(yǎng)2.8h，使用由德國sigma公司以商品名德國sigma3k15銷售的離心機(jī)以轉(zhuǎn)速6500轉(zhuǎn)進(jìn)行離心分離，得到砷含量0.013mg/kg上清液；所述的淀粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒返回繼續(xù)使用于上清液中砷的吸附去除，再經(jīng)上述離心過程，得到砷含量0.008mg/kg上清液。第二次吸附結(jié)果表明，淋洗液中砷含量顯著低于國家水體中砷的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(0.010mg/kg)。

c、除砷土壤的處理

步驟a得到的沉淀物在室溫與自然環(huán)境下進(jìn)行風(fēng)干至水含量為以重量計3％，研磨，收集100目粉末用王水硝解，采用hg-afs法測定沉淀物總砷含量為17mg/kg，確定該風(fēng)干沉淀物為所述的修復(fù)土壤。基于本實施例中土壤砷原含量為39mg/kg，本發(fā)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(fā)明微生物-化學(xué)法對污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(fā)明利用微生物-化學(xué)法修復(fù)砷污染土壤

該實施例的實施步驟如下：

a、洗脫

以克計砷污染土壤與以毫升計砷還原菌懸液與穩(wěn)定劑混合物溶液的比:1：6，讓砷含量30mg/kg、粒度100目、砷化學(xué)形態(tài)為五價砷的砷污紅壤土壤、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(wěn)定劑，在搖床中在溫度28℃與轉(zhuǎn)速120rpm條件下培養(yǎng)5.5h，使用由德國sigma公司以商品名德國sigma3k15銷售的離心機(jī)以轉(zhuǎn)速5000進(jìn)行離心分離，得到上清液與沉淀物；

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(qiáng)吸附性能的尺寸為120nm的淀粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒，在搖床中在溫度22℃與轉(zhuǎn)速160rpm條件下培養(yǎng)2.5h，使用由德國sigma公司以商品名德國sigma3k15銷售的離心機(jī)以轉(zhuǎn)速5000進(jìn)行離心分離，得到砷含量0.006mg/kg上清液；所述的淀粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒返回繼續(xù)使用于上清液中砷的吸附去除，再經(jīng)上述離心過程，得到砷含量0.003mg/kg上清液。第二次吸附結(jié)果表明，淋洗液中砷含量顯著低于國家水體中砷的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(0.010mg/kg)。

c、除砷土壤的處理

步驟a得到的沉淀物在室溫與自然環(huán)境下進(jìn)行風(fēng)干至水含量為以重量計5％，研磨，收集100目粉末用王水硝解，采用hg-afs法測定沉淀物總砷含量為13mg/kg，確定該風(fēng)干沉淀物為所述的修復(fù)土壤?；诒緦嵤├型寥郎樵繛?0mg/kg，本發(fā)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(fā)明微生物-化學(xué)法對污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(fā)明利用微生物-化學(xué)法修復(fù)砷污染土壤

該實施例的實施步驟如下：

a、洗脫

以克計砷污染土壤與以毫升計砷還原菌懸液與穩(wěn)定劑混合物溶液的比:1：6，讓砷含量62mg/kg、粒度150目、砷化學(xué)形態(tài)為五價砷的砷污染水稻土土壤、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(wěn)定劑，在搖床中在溫度30℃與轉(zhuǎn)速160rpm條件下培養(yǎng)4.5h，使用由德國sigma公司以商品名德國sigma3k15銷售的離心機(jī)以轉(zhuǎn)速7000進(jìn)行離心分離，得到上清液與沉淀物；

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(qiáng)吸附性能的尺寸為150nm的淀粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒，在搖床中在溫度24℃與轉(zhuǎn)速120rpm條件下培養(yǎng)3.5h，使用由德國sigma公司以商品名德國sigma3k15銷售的離心機(jī)以轉(zhuǎn)速7000進(jìn)行離心分離，得到砷含量0.28mg/kg上清液；所述的淀粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒返回繼續(xù)使用于上清液中砷的吸附去除，再經(jīng)上述離心過程，得到砷含量0.28mg/kg上清液。所述的淀粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒返回繼續(xù)使用于上清液中砷的吸附去除，再經(jīng)上述離心過程，得到砷含量0.007mg/kg上清液。第二次吸附結(jié)果表明，淋洗液中砷含量顯著低于國家水體中砷的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(0.010mg/kg)。c、除砷土壤的處理

步驟a得到的沉淀物在室溫與自然環(huán)境下進(jìn)行風(fēng)干至水含量為以重量計7％，研磨，收集100目粉末用王水硝解，采用hg-afs法測定沉淀物總砷含量為40mg/kg，確定該風(fēng)干沉淀物為所述的修復(fù)土壤?；诒緦嵤├型寥郎樵繛?2mg/kg，本發(fā)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(fā)明微生物-化學(xué)法對污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(fā)明利用微生物-化學(xué)法修復(fù)砷污染土壤

該實施例的實施步驟如下：

a、洗脫

以克計砷污染土壤與以毫升計砷還原菌懸液與穩(wěn)定劑混合物溶液的比:1：7，讓砷含量80mg/kg、粒度200目、砷化學(xué)形態(tài)為五價砷的砷污染鹽堿土土壤、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(wěn)定劑，在搖床中在溫度27℃與轉(zhuǎn)速140rpm條件下培養(yǎng)5.2h，使用由德國sigma公司以商品名德國sigma3k15銷售的離心機(jī)以轉(zhuǎn)速8000進(jìn)行離心分離，得到上清液與沉淀物；

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(qiáng)吸附性能的尺寸為150nm的淀粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒，在搖床中在溫度26℃與轉(zhuǎn)速150rpm條件下培養(yǎng)3.2h，使用由德國sigma公司以商品名德國sigma3k15銷售的離心機(jī)以轉(zhuǎn)速8000進(jìn)行離心分離，得到砷含量0.36mg/kg上清液；所述的淀粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒返回繼續(xù)使用于上清液中砷的吸附去除，再經(jīng)上述離心過程，得到砷含量0.36mg/kg上清液。所述的淀粉修飾含水鐵氧化物納米顆粒返回繼續(xù)使用于上清液中砷的吸附去除，再經(jīng)上述離心過程，得到砷含量0.009mg/kg上清液。第二次吸附結(jié)果表明，淋洗液中砷含量顯著低于國家水體中砷的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(0.010mg/kg)。

c、除砷土壤的處理

步驟a得到的沉淀物在室溫與自然環(huán)境下進(jìn)行風(fēng)干至水含量為以重量計6％，研磨，收集100目粉末用王水硝解，采用hg-afs法測定沉淀物總砷含量為55mg/kg，確定該風(fēng)干沉淀物為所述的修復(fù)土壤?；诒緦嵤├型寥郎樵繛?0mg/kg，本發(fā)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(fā)明微生物-化學(xué)法對污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。