一種富營養(yǎng)化灘涂沉積物生境修復(fù)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生境修復(fù)領(lǐng)域，特別涉及一種富營養(yǎng)化灘涂沉積物生境修復(fù)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物固定化技術(shù)(immobilized b1technology)是從20世紀(jì)60年代開始迅速發(fā)展起來的一項新技術(shù)，它是通過利用物理或化學(xué)手段將游離細(xì)胞或酶定位于限定的空間區(qū)域，并使其保持活性和可以反復(fù)使用的一種基礎(chǔ)技術(shù)。固定化微生物技術(shù)具有微生物密度高、反應(yīng)迅速、微生物流失少、產(chǎn)物易分離以及反應(yīng)過程易控制等優(yōu)點。常見的手段有吸附法、包埋法、共價結(jié)合法、交聯(lián)法四大類，其中以包埋法研宄最多，應(yīng)用最廣。
[0003]包埋固定化法是將微生物細(xì)胞包埋在凝膠的微小空格內(nèi)或埋于半透膜聚合物的超濾膜內(nèi)([6]曲洋，張培玉，郭沙沙，等.復(fù)合固定化法固定化微生物技術(shù)在污水生物處理中的研宄應(yīng)用[J].四川環(huán)境，2009，28 (3):78-84; [7]沈耀良，黃勇，趙丹，固定化微生物污水處理技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2002.265-266)。根據(jù)載體材料和方法的不同，包埋法可分為凝膠包埋法和微膠囊法兩種。此法簡單，條件溫和，穩(wěn)定性好，包埋細(xì)胞容量高，是目前應(yīng)用最廣泛的固定化方法。但它也存在一些缺點，如載體存在限制擴(kuò)散作用，許多載體形成凝膠后對高分子底物的通透性變差，機(jī)械強(qiáng)度往往也較低。徐新陽等利用改進(jìn)的聚乙稀醇-海藻酸鈉聯(lián)合包埋法固定化微球菌Micrococcus sp.可以獲得固定化效果，制得的粒子機(jī)械強(qiáng)度高，使用壽命長，且彈性好對污水處理效果理想([8]徐新陽，張軼，李海波等，污染地表水修復(fù)用微球菌的化學(xué)包埋法固定化工藝[J].東北大學(xué)學(xué)報，2006，27 (10): 1146— 1148)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種富營養(yǎng)化灘涂沉積物生境修復(fù)的方法，該方法可以將菌株有效地保護(hù)，在理化因子較為惡劣的環(huán)境中起到緩沖的作用，對環(huán)境修復(fù)具有良好的環(huán)保價值及市場應(yīng)用前景。
[0005]本發(fā)明的一種富營養(yǎng)化灘涂沉積物生境修復(fù)的方法，包括:
[0006](I)將從海洋灘涂沉積物中分離、篩選獲得的反硝化菌株的菌液加入至富集培養(yǎng)液中，在30?40°C下厭氧培養(yǎng)72?96h，細(xì)菌達(dá)到指數(shù)生長期，收集菌液，以作固定用；
[0007](2)按質(zhì)量比3?5:1:1:1:1，將海藻酸鈉與海水混合，加熱溶解后立即加入淀粉、皂土、沸石粉和貝殼砂，充分?jǐn)嚢杌靹?，冷卻至室溫，得到固定液；
[0008]或者按質(zhì)量比3?5:1:1:1:1，將海藻酸鈉與海水混合，加熱溶解后立即加入淀粉、沸石粉、貝殼砂和活性炭，充分?jǐn)嚢杌靹?，冷卻至室溫，得到固定液；
[0009](3)將步驟(I)的菌液與步驟(2)的固定液混勻，磁力攪拌，充分混勻；將充分混勻的膠化物逐滴、快速地滴入CaCl2溶液中，得到圓形或橢圓形膠粒；
[0010](4)用過濾的方法收集固定化膠粒，將固定化膠粒于反硝化菌株富集液中以30?40 °C厭氧保存。
[0011](5)利用小型翻耕機(jī)，在翻耕的同時將環(huán)境修復(fù)細(xì)菌固定化顆粒施用于沉積物中，施用量為0.1公斤/平方；
[0012](6)待沉積物翻耕過后，將貝類和沙蠶布置于沉積物表層，定期監(jiān)測，依據(jù)修復(fù)效果進(jìn)行再一次修復(fù)強(qiáng)化。
[0013]所述步驟(2)中的貝殼砂由貝殼粉碎后過20目篩而得。
[0014]所述步驟⑵中的原料比例均為4:1:1:1:1。
[0015]所述步驟(3)中的磁力攪拌轉(zhuǎn)速為10rmp。
[0016]所述步驟(3)中的CaCl2溶液的配制方法為:用海水溶解CaCl 2，配制成0.15mol/L的CaCl2溶液，放置于4°C的冰箱中冷藏24h。
[0017]所述步驟(3)中的CaCl2溶液以200rmp的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動。
[0018]所述步驟(4)中的反硝化菌株富集液的組成為Na2S2035g/L，KN032g/L, K2HP042g/L, NaHCO31g/L, NH4Cl 0.lg/L, MgSO4.7H20 0.05g/L, FeSO4.7H20 0.0lg/L,牛肉膏 2g/L，蛋白胨 2g/Lo
[0019]所述步驟(5)中的翻耕深度為10公分。
[0020]所述步驟(6)中的貝類布置密度為I公斤/平方，沙蠶布置密度為0.1公斤/平方。
[0021]所述步驟￠)中沉積物含砂率高，貝類為蛤類；沉積物含砂率低，貝類為蚶類。以含沙率較高者灘涂沉積物為例，布置貝類品種為文蛤或四角蛤蜊。
[0022]有益效果
[0023](I)環(huán)境修復(fù)微生物菌液固定化后可以將菌株有效地保護(hù)，在理化因子較為惡劣的環(huán)境中起到緩沖的作用。
[0024](2)固定化膠?？梢詾榫晏峁┯行У妮d體，使菌株有效地，長期地發(fā)揮細(xì)菌修復(fù)作用。
[0025](3)固定化所添加材料均為環(huán)境友好型，海藻酸鈉、皂土和沸石粉等材料按一定比例的添加，按比例混合后比以往固定化成份的更易形成載體的微孔結(jié)構(gòu)，則更有利用于菌株的附著與生長。
[0026](4)成份中添加了淀粉或生物炭作為碳源，能為碳源缺乏的沉積物環(huán)境提供細(xì)菌生長所需的營養(yǎng)源。
[0027](5)固定化材料中添加一定比例的貝殼砂。貝殼砂表面的孔洞結(jié)構(gòu)一方面為修復(fù)菌株提供了載體；另一方面貝殼砂的添加可以改善沉積物中的孔隙結(jié)構(gòu)，從而更好地發(fā)揮環(huán)境修復(fù)作用。
[0028](6)選擇貝類以土著種及生命力較強(qiáng)的品種為主，灘涂沉積物按含沙比進(jìn)行劃分，含沙率較高者以蛤類為主，含沙率較低者為蚶類為主，因地制宜，既保證修復(fù)的效果，又不會造成生物入侵。貝類既可以通過擾動作用使沉積物中的營養(yǎng)鹽直接釋放至水體中，還可以明顯地增加沉積物表層的硝化作用和中底層的反硝化作用，大大提沉積物環(huán)境的修復(fù)作用。
[0029](7)利用一定密度的沙蠶布置養(yǎng)殖于灘涂沉積物，可以明顯改善沉積物環(huán)境參數(shù)。沙蠶既可以通過攝食沉積物的腐肩直接削減沉積物中的營養(yǎng)物質(zhì)，又可以通過擾動提高微生物的硝化和反硝化作用。本發(fā)明對環(huán)境修復(fù)具有良好的環(huán)保價值及市場應(yīng)用前景。
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0031]實施例1
[0032](I)菌液的制備:菌株為反硝化菌株，由從海洋灘涂沉積物中分離、篩選獲得。將菌液加入至富集培養(yǎng)液中。在30°C溫度下，厭氧培養(yǎng)72h，細(xì)菌達(dá)到指數(shù)生長期，收集菌液，以作固定用。
[0033](2)固定液的配置:分別按質(zhì)量48、]^、]^、]^、]^，將海藻酸鈉與601111海水混合，加熱溶解后立即加入淀粉、皂土、沸石粉和貝殼砂(貝殼粉碎后過20目篩)，充分?jǐn)嚢杌靹?，冷卻至室溫，得到固定液約70ml。
[0034](3)菌液與固定液的混勻與膠化:將80ml生長達(dá)到生長指數(shù)期的菌液與制備好的70ml固定液混勾，放在磁力攪拌器上以10rmp的轉(zhuǎn)速攪拌，使各成分充分混勾。
[0035](4) CaCl2溶液的準(zhǔn)備:將用海水溶解配制好的0.15mol/L的CaCl 2溶液放置于4°C的冰箱中冷藏24h。
[0036](5)菌液膠化后的固定制粒:取冷藏24h后的CaCl2溶液800ml于IL的燒杯中，將燒杯放置于磁力攪拌器上，以200rmp的轉(zhuǎn)速使溶液勻速轉(zhuǎn)動。將充分混勻的膠化物逐滴、快速地滴入CaCl2溶液中，使其成圓形或橢圓形膠粒。