權利要求

1.一種利用微生物修復礦山巖質(zhì)邊坡的方法，其特征在于，通過微生物加固生態(tài)護坡基材，完成礦山巖質(zhì)邊坡的修復，所述微生物為巴士芽孢桿菌，具體的，包括以下步驟：

步驟1，菌液的制備

步驟1.1，采用美國菌種保藏中心推薦配方ATCC1376NH4-YE配置培養(yǎng)液，然后將培養(yǎng)液置于滅菌鍋內(nèi)滅菌，滅菌時間設定為20分鐘～30分鐘，滅菌鍋溫度設定為101攝氏度～123攝氏度，再放置在超凈工作臺上進行紫外滅菌通風，待培養(yǎng)液的溫度降至室溫時使用;

步驟1.2，待培養(yǎng)液的溫度降至室溫后，取培養(yǎng)液于容器中，用無菌移液器將巴士芽孢桿菌加入到培養(yǎng)液內(nèi)得到菌液，巴士芽孢桿菌與培養(yǎng)液的容量比為1：100;將菌液放入培養(yǎng)箱內(nèi)進行培養(yǎng)，培養(yǎng)箱溫度設定為28攝氏度～32攝氏度，振蕩頻率設定為180次/分鐘～220次/分鐘，培養(yǎng)時間設定為48小時～72小時;

步驟1.3，測量步驟1.2中得到的菌液在600nm波長處的吸光值，即OD600值，在OD600=0.8～1.2時取出待用;

步驟2，生態(tài)護坡基材的制備

所述生態(tài)護坡基材由種植土、生境基材改良劑、有機肥、復合肥、種子、鈣源和尿素混合配置，其質(zhì)量份數(shù)按照前述順序分別為80-120：4-6：2-4：1-2：0.1-0.5：40-60：1-2;

步驟3，巖質(zhì)邊坡的修復

將步驟2得到的生態(tài)護坡基材按設定含水率A加入定量水，并充分攪拌均勻，然后均勻噴播到巖質(zhì)邊坡上，且保證巖質(zhì)邊坡上生態(tài)護坡基材的厚度達到8cm-12cm;

在生態(tài)護坡基材噴播完成3-5天后，將步驟1制備完成的菌液按照每平方米6L-12L的用量利用灌溉系統(tǒng)澆灌在邊坡上，完成生態(tài)護坡基材的加固。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種利用微生物修復礦山巖質(zhì)邊坡的方法，其特征在于，所述鈣源為堿渣。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種利用微生物修復礦山巖質(zhì)邊坡的方法，其特征在于，所述礦山巖質(zhì)邊坡的坡度為30°～60°。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種利用微生物修復礦山巖質(zhì)邊坡的方法，其特征在于，所述美國菌種保藏中心推薦配方ATCC 1376NH4-YE配置的培養(yǎng)液的組成為：20g酵母提取物、10g(NH4)2SO4、0.13mol/L Tris Buffer，加去離子水至1L，用1mol/L HCl調(diào)節(jié)培養(yǎng)液pH=9.0。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種利用微生物修復礦山巖質(zhì)邊坡的方法，其特征在于，所述含水率A=20%-25%。

說明書

技術領域

[0001]本發(fā)明涉及巖質(zhì)邊坡生態(tài)修復領域，具體涉及一種利用微生物修復礦山巖質(zhì)邊坡的方法。

背景技術

[0002]對于礦山巖質(zhì)邊坡，由于其坡度陡，坡面光滑，生態(tài)修復基材難以穩(wěn)定在巖石邊面供植物種子發(fā)芽生根。針對巖質(zhì)邊坡修復過程中生態(tài)護坡基材松散，難以附著在巖質(zhì)邊坡表面等問題，目前主要采用微生物誘導碳酸鈣沉淀技術(Microbially InducedCalcitePrecipitation，MICP)，MICP技術利用產(chǎn)脲酶的微生物來水解尿素，與游離態(tài)的鈣離子相結(jié)合生成碳酸鈣沉淀，這種通過MICP技術生產(chǎn)的碳酸鈣能夠填充在突然孔隙中，將土壤顆粒膠結(jié)在一起，使突然具有一定的強度。目前，該項技術在工程應用當中取得了巨大的突破。

[0003]中國發(fā)明專利文獻(CN111997039B)公開了一種基于MICP技術的W型咬合樁加固土體方法，該方法利用MICP技術，設計了W型咬合樁，提高了MICP技術對土體的加固效果，但是植被生長的基材難以長時間附著在邊坡表面，即沒有解決長期穩(wěn)定加固的問題。

[0004]中國發(fā)明文獻(CN116695740A)公開了一種礦山邊坡修復系統(tǒng)及修復方法，該方法通過錨桿將秸稈網(wǎng)格錨固在邊坡上，秸稈網(wǎng)格具有植物生長的植生槽，能夠更好的將植物生長所需的生態(tài)基材穩(wěn)定在邊坡上。但是其鈣源采用的也是氯化鈣，由于氯化鈣價格較為昂貴，不適用于大面積的礦山巖質(zhì)邊坡修復中。

[0005]因此，為解決以上問題，本發(fā)明以MICP技術為基礎，以堿渣為鈣源，發(fā)明了一種利用微生物修復礦山巖質(zhì)邊坡的方法，該方法的發(fā)明對巖質(zhì)邊坡的生態(tài)修復具有重要的工程實際意義和理論研究價值。

發(fā)明內(nèi)容

[0006]本發(fā)明所要解決的技術問題就是現(xiàn)有技術的缺陷。本發(fā)明提供了一種利用微生物修復礦山巖質(zhì)邊坡的方法，利用微生物產(chǎn)生的脲酶水解尿素產(chǎn)生碳酸根離子，與堿渣中游離態(tài)的鈣離子相結(jié)合生成碳酸鈣沉淀，加固生態(tài)護坡基材，使生態(tài)護坡基材達到穩(wěn)定，同時使得堿渣這種固體廢棄物得到利用，降低環(huán)保壓力。

[0007]本發(fā)明采用的技術方案如下：

[0008]一種利用微生物修復礦山巖質(zhì)邊坡的方法，通過微生物加固生態(tài)護坡基材，完成礦山巖質(zhì)邊坡的修復，所述微生物為巴士芽孢桿菌，具體的，包括以下步驟：

[0009]步驟1，菌液的制備

[0010]步驟1.1，采用美國菌種保藏中心推薦配方ATCC1376NH4-YE配置培養(yǎng)液，然后將培養(yǎng)液置于滅菌鍋內(nèi)滅菌，滅菌時間設定為20分鐘～30分鐘，滅菌鍋溫度設定為101攝氏度～123攝氏度，再放置在超凈工作臺上進行紫外滅菌通風，待培養(yǎng)液的溫度降至室溫時使用;

[0011]步驟1.2，待培養(yǎng)液的溫度降至室溫后，取培養(yǎng)液于容器中，用無菌移液器將巴士芽孢桿菌加入到培養(yǎng)液內(nèi)得到菌液，巴士芽孢桿菌與培養(yǎng)液的容量比為1：100;將菌液放入培養(yǎng)箱內(nèi)進行培養(yǎng)，培養(yǎng)箱溫度設定為28攝氏度～32攝氏度，振蕩頻率設定為180次/分鐘～220次/分鐘，培養(yǎng)時間設定為48小時～72小時;

[0012]步驟1.3，測量步驟1.2中得到的菌液在600nm波長處的吸光值，即OD600值，在OD600=0.8～1.2時取出待用;

[0013]步驟2，生態(tài)護坡基材的制備

[0014]所述生態(tài)護坡基材由種植土、生境基材改良劑、有機肥、復合肥、種子、鈣源和尿素混合配置，其質(zhì)量份數(shù)按照前述順序分別為80-120：4-6：2-4：1-2：0.1-0.5：40-60：1-2;

[0015]步驟3，巖質(zhì)邊坡的修復

[0016]將步驟2得到的生態(tài)護坡基材按設定含水率A加入定量水，并充分攪拌均勻，然后均勻噴播到巖質(zhì)邊坡上，且保證巖質(zhì)邊坡上生態(tài)護坡基材的厚度達到8cm-12cm;

[0017]在生態(tài)護坡基材噴播完成3-5天后，將步驟1制備完成的菌液按照每平方米6L-12L的用量利用灌溉系統(tǒng)澆灌在邊坡上，完成生態(tài)護坡基材的加固。

[0018]優(yōu)選地，所述鈣源為堿渣。

[0019]優(yōu)選地，所述礦山巖質(zhì)邊坡的坡度為30°～60°。

[0020]優(yōu)選地，所述美國菌種保藏中心推薦配方ATCC 1376NH4-YE配置的培養(yǎng)液的組成為：20g酵母提取物、10g(NH4)2So4、0.13mol/L Tris Buffer，加去離子水至1L，用1mol/LHCl調(diào)節(jié)培養(yǎng)液pH=9.0。

[0021]優(yōu)選地，所述含水率A=20%-25%。

[0022]與現(xiàn)有技術相比，本技術有益效果如下：

[0023]1、本發(fā)明利用MICP技術，使得碳酸鈣沉淀生成于土壤孔隙中，能更好的將土壤顆粒膠結(jié)在一起，使其具有較大的強度，能夠更好的將生態(tài)護坡基材膠結(jié)在邊坡上。

[0024]2、本發(fā)明以堿渣作為MICP技術的鈣源，使得固體廢棄物再次利用，實現(xiàn)了資源化利用，降低了環(huán)保壓力。堿渣是指工業(yè)生產(chǎn)中制堿和堿處理過程中排放的堿性廢渣。包含銨堿法制堿過程中排放的廢渣和其它工業(yè)生產(chǎn)過程排放的堿性廢渣。堿渣含有豐富的氯化鈣等其他鈣鹽，可以作為鈣源，堿渣作為鈣源大大的降低了環(huán)保壓力。

附圖說明

[0025]圖1是本發(fā)明流程圖。

具體實施方式

[0026]下面通過結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步的描述。

[0027]圖1是本發(fā)明的流程圖，由圖1可見，本發(fā)明一種利用微生物修復礦山巖質(zhì)邊坡的方法，通過微生物加固生態(tài)護坡基材，完成礦山巖質(zhì)邊坡的修復，所述微生物為巴士芽孢桿菌。具體的，本發(fā)明利用產(chǎn)脲酶的微生物水解尿素產(chǎn)生碳酸根離子，與堿渣水解產(chǎn)生的鈣離子相結(jié)合，在土壤的孔隙中發(fā)生反應產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，將土壤顆粒膠結(jié)在一起，使其具有一定的強度。

[0028]實施例1.

[0029]步驟1，菌液的制備

[0030]步驟1.1，采用美國菌種保藏中心推薦配方ATCC1376NH4-YE配置培養(yǎng)液，然后將培養(yǎng)液置于滅菌鍋內(nèi)滅菌，滅菌時間設定為20分鐘～30分鐘，滅菌鍋溫度設定為101攝氏度～123攝氏度，再放置在超凈工作臺上進行紫外滅菌通風，待培養(yǎng)液的溫度降至室溫時使用。

[0031]步驟1.2，待培養(yǎng)液的溫度降至室溫后，取培養(yǎng)液于容器中，用無菌移液器將巴士芽孢桿菌加入到培養(yǎng)液內(nèi)得到菌液，巴士芽孢桿菌與培養(yǎng)液的容量比為1：100;將菌液放入培養(yǎng)箱內(nèi)進行培養(yǎng)，培養(yǎng)箱溫度設定為28攝氏度～32攝氏度，振蕩頻率設定為180次/分鐘～220次/分鐘，培養(yǎng)時間設定為48小時～72小時。

[0032]步驟1.3，測量步驟1.2中得到的菌液在600nm波長處的吸光值，即OD600值，在OD600=0.8～1.2時取出待用。

[0033]步驟2，生態(tài)護坡基材的制備

[0034]所述生態(tài)護坡基材由種植土、生境基材改良劑、有機肥、復合肥、種子、鈣源和尿素混合配置，其質(zhì)量份數(shù)按照前述順序分別為80-120：4-6：2-4：1-2：0.1-0.5：40-60：1-2。

[0035]在本實施例中，所述鈣源為堿渣。

[0036]步驟3，巖質(zhì)邊坡的修復

[0037]將步驟2得到的生態(tài)護坡基材按設定含水率A加入定量水，并充分攪拌均勻，然后均勻噴播到巖質(zhì)邊坡上，且保證巖質(zhì)邊坡上生態(tài)護坡基材的厚度達到8cm-12cm。

[0038]在生態(tài)護坡基材噴播完成3-5天后，將步驟1制備完成的菌液按照每平方米6L-12L的用量利用灌溉系統(tǒng)澆灌在邊坡上，完成生態(tài)護坡基材的加固。

[0039]在本實施例中，所述含水率A=20%-25%。

[0040]實施例2

[0041]步驟1，菌液的制備

[0042]步驟1.1，采用美國菌種保藏中心推薦配方ATCC1376NH4-YE配置培養(yǎng)液，然后將培養(yǎng)液置于滅菌鍋內(nèi)滅菌，滅菌時間設定為25分鐘，滅菌鍋溫度設定為123攝氏度，再放置在超凈工作臺上進行紫外滅菌通風，待培養(yǎng)液的溫度降至室溫時使用。

[0043]步驟1.2，待培養(yǎng)液的溫度降至室溫后，取培養(yǎng)液于容器中，用無菌移液器將巴士芽孢桿菌加入到培養(yǎng)液內(nèi)得到菌液，巴士芽孢桿菌與培養(yǎng)液的容量比為1：100;將菌液放入培養(yǎng)箱內(nèi)進行培養(yǎng)，培養(yǎng)箱溫度設定為30攝氏度，振蕩頻率設定為200次/分鐘，培養(yǎng)時間設定為60小時。

[0044]步驟1.3，測量步驟1.2中得到的菌液在600nm波長處的吸光值，即OD600值，在OD600=1.0時取出待用。

[0045]步驟2，生態(tài)護坡基材的制備

[0046]取種植土120kg、生境基材改良劑4kg、有機肥4kg、復合肥2kg、種子0.1kg、堿渣50kg、尿素2kg充分混合均勻，得到生態(tài)護坡基材。

[0047]步驟3，巖質(zhì)邊坡的修復

[0048]向步驟2得到的生態(tài)護坡基材中加入45.5kg水，充分混合均勻，保證其含水率為25%，然后均勻噴播到巖質(zhì)邊坡上，且保證巖質(zhì)邊坡上生態(tài)護坡基材的厚度達到10cm。

[0049]在生態(tài)護坡基材噴播完成3天后，將步驟1制備完成的菌液按照7L/m2的用量利用灌溉系統(tǒng)澆灌在邊坡上，完成生態(tài)護坡基材的加固。

[0050]實施例3

[0051]步驟1與實施例2相同。

[0052]步驟2，生態(tài)護坡基材的制備

[0053]取種植土110kg、生境基材改良劑4kg、有機肥3kg、復合肥2kg、種子0.5kg、堿渣60kg、尿素2kg，充分混合均勻，得到生態(tài)護坡基材。

[0054]步驟3，巖質(zhì)邊坡的修復

[0055]向步驟2得到的生態(tài)護坡基材中加入45.25kg水，充分混合均勻，保證其含水率為25%。然后均勻噴播到巖質(zhì)邊坡上，且保證巖質(zhì)邊坡上生態(tài)護坡基材的厚度達到12cm。

[0056]在生態(tài)護坡基材噴播完成3天后，將步驟1培養(yǎng)的細菌菌液按照7L/m2的用量利用灌溉系統(tǒng)噴灑在生態(tài)護坡基材上，完成生態(tài)護坡基材的加固與使用。

[0057]在以上三個實施例中，所述美國菌種保藏中心推薦配方ATCC 1376NH4-YE配置的培養(yǎng)液的組成為：20g酵母提取物、10g(NH4)2SO4、0.13mol/L Tris Buffer，加去離子水至1L，用1mol/L HCl調(diào)節(jié)培養(yǎng)液pH=9.0。所述礦山巖質(zhì)邊坡的坡度為30°～60°。

[0058]在本實施例中，選用湖北潤智生態(tài)科技有限公司生產(chǎn)的生境基材改良劑，該改良劑可以調(diào)節(jié)土壤質(zhì)地，增強土壤的保水性和通氣性，調(diào)節(jié)土壤酸堿度(pH值)及增加土壤養(yǎng)分含量，促進土壤微生物生長繁殖，改善植物根系生長環(huán)境。

說明書附圖(1)