五氯酚(PCP)污染土壤模拟根际的修复

模拟根际环境条件下,研究了根系分泌物对五氯酚(PCP)污染土壤的修复效应及其机理.结果表明,PCP的土壤残留消解行为随根系分泌物添加剂量的不同显现相应差异.土壤中微生物生物量碳(C_mic),氮(N_mic),碳氮比(C_mic/N_mic),微生物商及酶等土壤生化指标与PCP的消解均存在一定程度的相关性.低剂量(13.38TOCmg/kg)处理,PCP土壤甲醇可提态残留量最小,修复效应最佳,此时土壤微生物生物量碳,氮,微生物商,脱氢酶活性等显现最大响应,为最适根系分泌物添加剂量.修复机理可能在于其诱导的土壤环境质量友好演变过程.逐步回归分析结果显示,微生物生物量氮,微生物商及脱氢酶活性可作为表征根际修复PCP污染土壤时土壤环境质量友好演变过程的敏感生物学指标.     

五氯酚的污染现状及其转化研究进展

20世纪80年代起五氯酚已被禁止生产和使用,但由其引起的环境问题仍然存在。在介绍了五氯酚的污染现状的基础上,综述了五氯酚降解方面的研究进展,吸附是可逆的,但吸附的富集浓缩作用是一种有效的前处理手段。化学氧化措施对五氯酚的去除效果较好,反应速度较快,但处理成本较高,且容易形成强致癌污染物。生物措施处理成本低,降解产物安全,但去除效果相对较差。还原脱氯比较适合污染的原位治理,且处理成本较低。土壤粘粒及铁氧化物界面五氯酚的还原转化研究使利用土壤特性处理五氯酚污染土壤及污染土壤的原位修复成为可能。五氯酚污染处理方法互有长短,不同处理方法的联合应用方面的研究值得关注。     

长期不同施肥土壤中残留五氯酚在水稻中的富集特征

研究长期不施肥(CK),施无机肥尿素(N),施有机肥(OM)和无机有机肥配施(N+OM)4 种处理红壤水稻土中五氯酚(PCP)的消解及其在水稻根、茎和稻谷中的富集特征.结果表明,4 个处理土壤中残留态氯代酚显著降低水稻茎和稻谷生物量,但对根生物量的影响未达显著水平.N 处理表层土壤中可提取PCP 残留量为2.42mg/kg,显著高于CK、OM 和N+OM 处理,表明长期单施N 抑制土壤中PCP 的消解.在水稻根中检测到PCP 及其脱氯降解产物2,3,4,5-四氯酚(2,3,4,5-TeCP)和3,4,5-三氯酚(3,4,5-TCP).在OM 和N+OM 处理水稻根中PCP 含量显著小于CK 和N 处理,表明长期单施OM 或N+OM 均显著减小水稻根对PCP 的富集量,而长期单施N 对水稻根富集PCP 并没有显著影响.在4 个处理中的水稻茎和稻谷中只检测到PCP,且在茎和稻谷中PCP 含量均没有显著差异,水稻茎和稻谷中PCP 浓度均值分别为164.9 和75.7ng/g.     

接种白腐菌堆肥修复五氯酚污染的土壤

采用4组堆肥装置A、B、C、D,分别往五氯酚污染土壤中不加外来菌、加入固定化黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)、加入游离黄孢原毛平革菌及暴露在空气中不做任何处理.对其进行对比研究,探讨了利用堆肥的方法对五氯酚污染土壤进行生物修复的可行性.结果说明,添加黄孢原毛平革菌进行堆肥修复其效果要好于不加菌的效果,经过60d的堆肥,PCP基本得到降解,降解率都达到了94%以上,其中固定化菌又优于游离菌,固定化菌在第9d对PCP的降解率就达到了50%.此外,通过分析种子发芽率,有机质,微生物量碳等多项指标可以看出各组堆肥的腐熟情况都比较理想,为黄孢原毛平革菌降解五氯酚的过程提供了良好的外部环境,使土壤修复与堆肥能较好地结合起来.     

四氧化三铁明胶固定过氧化物酶催化降解五氯酚

利用Fe₃Ｏ₄吸附-明胶包埋-交联法固定辣根过氧化物酶（HRP）催化去除水中的五氯酚（PCP）,探讨了催化反应时间、不同缓冲体系及pH值、不同PCP初始浓度和HRP使用量对催化反应的影响,确定了固定化HRP催化去除PCP的最佳反应条件,并与自由酶的催化反应做对比研究.结果表明,用固定化辣根过氧化物酶催化去除五氯酚,反应在30 min后可达到平衡,催化速度和自由酶相当;pH值介于 4～6之间有较明显的去除效果,固定后催化反应的适宜pH范围更为宽泛,且受不同缓冲体系影响较小,pH为5时有最高催化去除率41%;在0.05 　U/mL的低活性浓度下固定化HRP的催化效率高,与自由酶相比可减少酶用量;PCP的去除量随其初始浓度的增加而增加,但催化去除率从39.68%下降至24.4%;此外,固定化HRP具有良好的催化稳定性,在酶活性浓度为0.05 　U/mL时重复使用7次后PCP的催化去除率仍高于39%.     

生物炭对水中五氯酚的吸附性能研究

利用小麦秸秆和花生壳在300,400,600℃条件下制备生物炭,运用元素分析仪、扫描电镜和比表面积仪对生物炭的理化性质进行表征,同时探讨其对水中五氯酚(PCP)的吸附特性.结果表明,随炭化温度升高,生物炭芳香性增加,极性降低.花生壳生物炭对水中PCP的吸附效果优于小麦秸秆生物炭,3种温度制备的生物炭对PCP吸附量表现为400℃>600℃>300℃.随着生物炭添加量增大,水中PCP去除能力由81.79%提高至89.02%,生物炭的吸附量由30.32减小至5.54mg/g.生物炭对PCP的吸附动力学更符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Freundlich方程.吸附过程主要受快速反应控制,降低反应温度有利于生物炭对水中PCP的吸附.     

石墨烯-TiO2光催化剂复合板制备及其对五氯酚的催化降解

针对基于石墨烯-TiO_2的光催化剂多为粉末状,用于处理实际淋洗液时难以有效回收这一问题,研究以氧化石墨烯和粉末TiO_2为前期物使用水热法结合类溶胶凝胶涂布法制备出了可重复使用的石墨烯-TiO_2纳米管复合板,复合板的宏观形貌均一,催化剂在板的大部分区域上以层数较少的形式负载.应用制备的复合板对土壤淋洗液体系中的五氯酚(pentachlorophenol,PCP)进行光催化降解,在太阳光照下可在30 min内完全去除污染物,比无催化剂条件下的降解速率提高5倍以上;以氙灯作为模拟太阳光源,降解速率提高10倍.复合板经长时间浸泡和重复使用后,光催化活性无明显下降,具有长期使用的潜力.复合板的制备解决了催化剂的固定化问题,有利于分离回收等后续处理.     

长期施肥对五氯酚在红壤性水稻田中消解的影响研究

在种稻和未种稻2种条件下,研究了五氯酚（PCP,初始浓度85 mg/kg）在长期不同施肥处理红壤性水稻田中的消解特征.长期不同施肥方式为：不施肥（CK）、施无机肥尿素（N）、施有机肥（OM）和无机有机肥配施（N+OM）.结果表明,到收割水稻时,在未种稻情况下,CK、N、OM和N+OM处理表层土壤中可提取PCP残留分别为28.3、 34.2、 19.3、 18.7 mg/kg,在亚表层土壤中可提取PCP残留分别为6.3、 9.1、 5.1和4.1 mg/kg;在种稻情况下,表层土壤中可提取PCP残留分别为19.4、 30.9、 16.7和8.7 mg/kg,在亚表层土壤中可提取PCP残留分别为3.7、 6.1、 2.6和2.8 mg/kg.长期单施有机肥或无机有机肥配施显著加速表层土壤中PCP的消解,减缓表层土壤中PCP向下迁移;长期施尿素抑制表层土壤中PCP的消解,加速表层土壤中PCP向下迁移.与未种稻相比,种稻对表层土壤中PCP的消解呈现不同程度的促进作用,除N处理外,在其它3种长期施肥处理（CK、OM、N+OM）中均达到显著的水平.同时,种稻显著减少表层土壤中PCP向下迁移.无论种稻与否,PCP在稻田系统中均能发生还原脱氯降解生成2,3,4,5-四氯酚 （2,3,4,5-TeCP）和3, 4, 5-三氯酚（3,4,5-TCP）;在未种稻情况下, 2,3,4,5-TeCP是PCP脱氯降解的主要产物,而在种植水稻的情况下, 3,4 5-TCP是PCP脱氯降解的主要产物.     

水稻土中五氯酚的降解转化动态及其对微生物群落的影响

采用室内培养实验,研究厌氧条件下水稻土中五氯酚(Pentachlorophenol,PCP)的还原转化与微生物群落组成变化。结果表明,室内培养实验条件下,PCP在水稻土样品中降解比较迅速,在反应17 d时,实验添加的PCP能够完全被还原转化。高通量测序结果显示PCP的添加明显改变了水稻土壤的微生物群落结构,其微生物多样性显著下降,在PCP降解完之后逐渐恢复。原始土壤以及添加PCP的土壤样品中其优势微生物主要分布在变形菌门(Proteobacteria)。PCP添加刺激了水稻土中伯克氏菌科(Burkholderiaceae)、丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)、地杆菌科(Geobacteraceae)、红环菌科(Rhodocyclaceae)和假单胞菌科(Pseudomonadaceae)等脱氯相关的微生物菌群繁殖,成为PCP降解过程中的优势菌群,有利于PCP还原降解。本研究结果可为水稻土中有机氯农药污染物的微生物降解脱毒提供理论依据。     

甲壳素与氯基苯酚的吸附性能研究

以片状甲壳素(聚氨基葡萄糖)为研究对象,探讨了不同温度(5,15,25℃)下五氯酚(PCP)的吸附动力学;考察了温度(5,15和25℃)、盐度(w(NaCl)为0～7%)、pH值(pH5～8)、氯原子取代等对氯酚吸附的影响;比较了5℃时7种氯酚(PCP,三氯酚(2,4,6-TCP),4种二氯酚(2,5-DCP,3,4-DCP,2,3-DCP,2,6-DCP)和单氯酚(3-MCP))的吸附容量。结果表明,低温使五氯酚在片状甲壳素上的吸附速率显著降低,但同时增加甲壳素的吸附容量;5℃条件下,pH>6 5时,PCP吸附量降低一半后趋于稳定;w(NaCl)高于1%时,几乎完全抑制了PCP的吸附。7种氯酚在片状甲壳素上的吸附量大小顺序为PCP>TCP>DCP>MCP,其中4种DCP具有相似的吸附性能。      

柠檬酸对土壤吸附五氯酚的影响

采用批量平衡试验方法,研究了柠檬酸对黄棕壤、棕红壤和红壤吸附五氯酚(PCP)的影响.结果表明,供试3种土样对PCP的等温吸附曲线均可用Freundlich吸附等温方程描述,对PCP的吸附容量大小为黄棕壤>棕红壤3红壤,与其有机质含量大小顺序一致.实验条件下,随着柠檬酸加入浓度的提高(0~100mmol/L),棕红壤和红壤对PCP的吸附容量和吸附强度表现为先升高后下降的趋势,较低浓度(￡50mmol/L)的柠檬酸处理显著促进了它们对PCP的吸附,而较高浓度柠檬酸处理则抑制其吸附.供试浓度范围内,柠檬酸对PCP在黄棕壤中的吸附容量和吸附强度均表现为促进作用,但较高浓度柠檬酸处理下促进作用减弱.加入柠檬酸后,土壤吸附PCP的平衡溶液的pH值显著降低,这可促进PCP在土壤中的吸附,同时土壤固相有机质的释放和溶液中溶解性有机质(DOM)浓度的增加则可减少土壤对PCP的吸附.     

柠檬酸对污染棕壤中镉的去除优化及结合形态影响

针对农田土壤重金属污染,研究了有机酸对土壤中镉的去除条件优化及结合形态的影响,旨在发展一种环境友好、可原位且永久去除土壤中镉（Cd）的淋溶暗排联合净化方法.采用环境友好型淋溶剂柠檬酸,通过批试验确定淋溶最佳参数（柠檬酸浓度、固液比、淋溶次数、淋溶时间和淋溶方式）.同时,将自行设计的淋溶瓶和淋溶暗排箱用于批试验最优化参数验证和原位土壤中Cd清除模拟,用CaO絮凝法除去收集暗排废液中的Cd,并通过BCR连续提取法评估土壤中Cd的迁移性和有效性.结果表明,通过柠檬酸的连续分批浸提,使用0.30 mol·L^-1柠檬酸以1 g∶1.5 mL的固液比连续3次、6 h振荡浸提对土壤中总Cd的淋溶去除率可达81.3%.通过淋溶暗排箱试验,经柠檬酸-水梯度淋溶可有效去除78.0%的Cd,暗排液经CaO絮凝可去除95.6%的Cd;柠檬酸对弱酸提取态、可还原态、可氧化态及残渣态Cd的淋溶去除率分别为83.0%、70.3%、43.9%和25.0%.研究表明,采用淋溶暗排和CaO絮凝的联合方法可快速去除污染农田土壤中的Cd并避免暗排液二次污染.后续研究需进一步扩大试验规模并开展野外验证试验.     

吸附-共代谢再生污泥法降解五氯苯酚的研究

根据五氯苯酚(PCP)在活性污泥中吸附和共代谢降解的规律设计出吸附-共代谢再生活性污泥法去除污水中五氯苯酚的新工艺。小试发现:新工艺对污水中的PCP具有较好的去除效果,采用该工艺处理含2mg/LPCP的生活污水,如果在再生段添加50mg/L的谷氨酸作共代谢诱导基质,在稳定运行期间出水PCP的浓度可以达到低于0.2mg/L的水平。     

生石灰和钙镁磷肥联用对土壤水溶态氟含量影响

以贵州省开阳县金中镇境内某磷肥厂周边的氟污染土壤为研究对象,通过添加改良剂并于室温条件下养护稳定进行修复研究,并分析生石灰(CaO)与钙镁磷肥(FCMP)联用对土壤pH和土壤水溶态氟含量的影响,探讨其影响土壤水溶态氟含量的机理和对氟污染土壤的修复效果。实验共设置了7个CaO与FCMP质量比水平和4个添加量水平,在一致养护条件下,分析不同处理的土壤pH及水溶态氟含量变化。结果表明:CaO与FCMP联用,可以与土壤中氟生成氟化钙、氟磷酸钙等沉淀,并影响土壤胶体、有机基团等对F~-的吸附能力;与CaO、FCMP单独添加相比较,二者联用可以增强改良剂对土壤水溶态氟的抑制效果;综合考虑土壤pH对植物生长的影响、实际应用性价比等因素,CaO与FCMP质量比为3∶1,添加量为土壤质量的0.5%~1.0%时,改良剂对供试氟污染土壤的修复效果最优,可以使土壤水溶态氟含量下降82.94%~86.45%,土壤pH值则由3.94上升至5.71~7.00。     

活性碳纤维对水中五氯酚的吸附性能研究

文章研究了活性碳纤维(ACFs)对水中五氯酚(PCP)的吸附行为、吸附条件及再生性能。结果表明,PCP在ACFs上的吸附容量较大,Langmuir及Freundlich等温线都能较好地反映其吸附行为;ACFs对水中分子和离子状态的PCP均可吸附,在最佳的静态吸附和动态吸附条件下,PCP去除率分别可以达到97%和99.8%;用0.01mol/L NaOH溶液进行再生,吸附量基本不变,五氯酚回收率可达90%以上。     

珠江口地区表层水中氯酚化合物污染研究

采用固相微萃取、气-质联用方法,测定分析了珠江口、横门水道及鱼塘表层水中氯酚(CPs)的污染特征。结果显示:USEPA优先控制的四种CPs类化合物在珠江口地区水体中检出率达到98.75%,不同水体氯酚污染程度由高到低的顺序为横门水道>珠江口>鱼塘。参照有关标准,珠江口地区CPs残留水平对环境及人类生活产生危害的风险可能性较低。多元回归分析表明,铁、锰总含量与总CPs和PCP含量存在显著负相关。     

纳米Fe0颗粒对三种单氯酚的降解

采用化学还原法制备了纳米Fe0颗粒,研究了不同条件下纳米Fe0对3种单氯酚(2-CP, 3-CP, 4-CP)的去除作用.结果表明,纳米Fe0对单氯酚具有良好的去除效果,主要降解途径为先脱氯后开环,实现氯酚分子与Fe原子间的电子转移,达到还原脱氯的效果.3种单氯酚的脱氯难易程度为2-CP＞3-CP＞4-CP,脱氯反应活性与其分子最低空轨道能量(ELUMO)有关.随着氯酚初始浓度的增大,其相对去除率略有降低, 但绝对降解量有较大提高.温度不仅影响脱氯速率,而且影响氯酚去除的途径,温度较高时,氯酚先脱氯后开环;温度低时,较易产生氧化产物.     

升流式厌氧污泥床处理含五氯酚废水的研究

研究了升流式厌氧污泥床反应器(UASB)在中温条件下处理含五氯酚(PCP)模拟废水时工艺特点及PCP降解机理。结果表明:①在以处理啤酒废水的厌氧颗粒污泥为接种物(VSS接种量约15 g /L),运行温度为(35±1) ℃,水力停留时间为20～24 h,进水COD浓度为2 500～2 800 mg/L;进水PCP浓度由1.0 mg/L上升至8.0 mg/L条件下,120 d左右完成启动,PCP和COD去除率分别为94%及86%以上。②高效液相色谱仪检测结果分析表明,PCP厌氧降解的途径是首先经间位脱氯生成四氯酚和2,4,6－三氯酚,再经邻位和对位脱氯生成2,4－二氯酚和邻氯苯酚,最后矿化为CH₄和CO₂。      

升流式厌氧污泥床处理含五氯酚废水的工艺特性

研究了升流式厌氧污泥床反应器（UASB）在中温条件下处理含五氯酚（PCP）模拟废水时的工艺特点及PCP降解机理。结果表明,在以处理啤酒废水的厌氧颗粒污泥为接种物（接种量约15gVSS/L）,运行温度为35±1℃,水力停留时间20～24h,进水COD浓度为2500～2800mg/L,进水PCP浓度由1.0mg/L上升至8.0mg/L条件下,120d左右完成启动,COD和PCP去除率分别为86％及94％以上。高效液相色谱仪检测结果分析表明,PCP厌氧降解的途径是首先经间位脱氯生成四氯酚和2,4,6-三氯酚,再经邻位和对位脱氯生成2,4-二氯酚和邻氯苯酚,最后矿化为CH₄和CO₂。     

运用区室模型预测有机污染物在沉积物中的吸附行为

运用区室模型对菲和五氯酚(PCP)在8种沉积物中的吸附行为进行了研究.将吸附系统分为液相、固相可逆吸附相、固相不可逆吸附相3个区室.结果表明,8种沉积物对菲和PCP的吸附均表现出相似的变化趋势,即在吸附初期,液相浓度迅速下降,在约10d时开始趋于稳定,可逆吸附相浓度在前10d迅速上升,随后开始下降,不可逆吸附相在整个吸附过程中一直保持上升.沉积物对菲的不可逆吸附占总吸附量的比例比PCP大.用实验数据对模拟不可逆吸附量进行验证表明,模拟值比实验值偏低,可能是由于实验方法差异造成的.吸附态目标物甲醇提取率随吸附时间延长而降低,有机质含量较高的沉积物提取率较低.