基于过硫酸盐的多环芳烃污染场地原位修复技术研究进展

多环芳烃(PAHs)作为土壤和地下水中常见的有机污染物，严重威胁了人类健康。近年来，基于过硫酸盐(PS)的原位修复技术由于高效快速且成本适中被广泛用于PAHs污染场地修复。介绍了PS的活化方式及机理，分析了4种PS原位注入技术的优缺点及应用条件，综述了土壤环境对PS氧化技术应用的影响，总结了PS在PAHs污染场地修复的实际工程应用，以及基于PS的联合修复技术的发展现状，并对PS氧化技术在实际场地修复的应用和发展进行了展望，以期为PAHs污染场地原位修复提供理论依据和技术支撑。     

多环芳烃污染土壤生物修复的强化方法

生物降解是去除环境中多环芳烃(PAHs)的重要途径,通过采取一些强化措施,如使用表面活性剂,添加营养物质和提供共代谢底物等,可显著提高PAHs降解速度和程度,为生物修复技术的成功应用提供前提。在分析中,对近年来国内外在PAHs污染土壤生物修复强化方面的研究进展进行了综述。     

多环芳烃的毒性及其治理技术研究

多环芳烃（PAHs）是一类长久存在于环境中，具有致癌、致畸与致突变等特性的环境优先污染物。文中概括介绍了PAHs的来源、毒性及毒理，重点阐述了目前国内外对PAHs污染采取的处理方法及治理技术，包括微生物修复、植物修复和微生物-植物联合修复等。     

一株多环芳烃降解菌的筛选及其降解特性

微生物修复是治理土壤多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)污染的主要方法,而高效降解菌筛选是微生物修复技术的重要基础。从北京焦化厂土壤中筛选分离得到一株PAHs降解菌Q3,通过生理生化和16S rDNA等分析手段鉴定其为Rhodococcus rhodochrous。结果表明:该菌株对芘的耐受能力较强,可降解初始浓度为200 mg·L~(-1)的芘;该菌株具有降解广谱性,可利用苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、二苯并[a,h]蒽、苯并[g,h,i]苝等9种PAHs为唯一碳源进行代谢,特别是对苯并[a]芘等高环PAHs具有较好的降解效果;此外,该菌株可有效降解模拟液中的混合PAHs,并且对野外被PAHs长期污染的土壤具有较好的强化修复效果。投加菌株处理后的处理组与对照组相比,土壤PAHs总去除率提高了24%。以上结果表明该菌株对环境中被PAHs污染的土壤具有较好的强化修复潜力,可为PAHs污染土壤的微生物修复技术提供技术参考。     

修复 PAHs 复合污染体系的高效菌群构建及降解特性简

从污染环境分离和筛选得到了9株PAHs降解菌，以其为基本菌种，构建高效修复PAHs复合污染体系的菌群（D）。采用平板稀释涂布计数法对降解体系中菌群（D）的动态结构进行了解析，数据显示菌群内的微生物在降解过程中能相互协作，发挥稳定且高效的降解作用。实验进一步研究了菌群D对单一PAH和混合PAHs的降解特性，结果表明，无论对单一PAH还是混合PAHs，菌群D均具有较强的降解能力。当降解历时6 d，菌群D能使40 mg/L的单一PAH平均降解85.8%，使60 mg/L的混合PAHs平均去除89.4%。菌群D在多环芳烃复合污染体系的生物修复方面具有潜在的应用价值。     

植物混种原位修复多环芳烃污染农田土壤

通过比较实验前后土壤微生物主要类群数量、PAHs降解菌数量、土壤PAHs含量和植物不同部位PAHs含量变化,评价植物单种和混种野外原位修复多环芳烃(PAHs)污染农田土壤的效果。结果显示,150 d天生长期内,黑麦草/小麦混种及黑麦草/蚕豆混种修复效果最好,对土壤PAHs总量的降解率分别达到了59.4%和64.8%。同时,这2个混种处理土壤细菌、真菌和PAHs降解菌数量分别显著高于相应的小麦、蚕豆和黑麦草单种处理。植物不同部位PAHs含量高低次序为根部>茎叶≈籽粒。混种模式下,蚕豆和小麦不同部位PAHs含量比单种模式的不同程度降低,特别是籽粒部。植物混种模式不仅显著提高了土壤PAHs的降解率,还降低了农作物体内PAHs含量,实现了边生产边修复,在污染农田土壤修复领域有着广阔的应用前景。     

氧化石墨烯强化铜绿假单胞菌降解污染土壤多环芳烃的效果及其机制研究

微生物修复技术具有经济绿色、环境友好等特征,已成为多环芳烃(PAHs)污染土壤的主要修复手段之一。然而,针对经历长期老化的污染场地土壤,微生物修复效率偏低,生物强化技术亟待进一步提高。以PAHs高效降解菌铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PAE)为对象,研究了新型碳质纳米材料氧化石墨烯(GO)对PAE生长和PAHs降解的影响,探讨了GO强化PAE降解土壤PAHs的效果及其机制。结果显示：(1)50～100 mg/L GO可以显著促进PAE的生长和胞外聚合物(EPS)的分泌。(2)PAE及GO(100 mg/kg)的添加显著促进了老化土壤中PAHs的降解。(3)GO添加前期,土著微生物群落丰度下降,PAE丰度显著增加;处理后期,土壤细菌群落丰度恢复至对照组水平。适宜浓度GO的添加可以影响土壤微生物的多样性和丰度,促进PAHs的降解,然而,修复后期GO的影响力下降,土壤微生物群落呈现出“扰动—恢复”模式。研究结果有助于深入理解GO对环境微生物的效应,为PAHs污染土壤的微生物修复提供新思路。     

地下水中多环芳烃迁移转化研究

吸附和生物降解是受污染地下水中多环芳烃(PAHs)归宿的主要途径.论述了PAHs在含水层中吸附过程的特征、影响因素与研究方法,并比较各种研究方法的优缺点;分析了PAHs在含水层中生物降解过程机制以及研究进展;介绍了PAHs在地下水中迁移、转化数学模型与数值模拟的研究开发状况;指出了PAHs与固相介质的吸附机制和竞争吸附行为、高分子量PAHs的生物降解途径和机制及共存PAHs或与其他污染物在地下水中的迁移、转化、归宿与修复技术是深入研究的方向.     

PAHs污染土壤的热修复可行性

以某煤制气厂污染场地中16种US EPA优先控制多环芳烃(Σ16 PAHs)为目标污染物进行了热修复批量实验和可行性实验。热修复批量实验结果表明,当热修复温度为400℃、加热时间为8 h时,土壤中的Σ16 PAHs去除率达99.9%。热修复可行性实验选择重污染、中污染和轻污染土壤以400℃作为目标温度,恒温72 h进行实验。热修复前后不同程度污染土壤的Σ16 PAHs的总去除率均可达到99.9%,但重污染土壤浓度非常高,部分苯并类物质未达到修复目标值,需进一步延长加热时间或提高加热温度保证达到修复目标值。土壤土工参数影响分析结果表明,热修复后土壤颗粒粒径呈增大趋势,土壤稳定性、抗压强度均增强。此外,土壤中可溶性盐含量增多,盐渍化程度增大。     

修复PAHs复合污染体系的高效菌群构建及降解特性

从污染环境分离和筛选得到了9株PAHs降解菌,以其为基本菌种,构建高效修复PAHs复合污染体系的菌群(D)。采用平板稀释涂布计数法对降解体系中菌群(D)的动态结构进行了解析,数据显示菌群内的微生物在降解过程中能相互协作,发挥稳定且高效的降解作用。实验进一步研究了菌群D对单一PAH和混合PAHs的降解特性,结果表明,无论对单一PAH还是混合PAHs,菌群D均具有较强的降解能力。当降解历时6 d,菌群D能使40 mg/L的单一PAH平均降解85.8%,使60 mg/L的混合PAHs平均去除89.4%。菌群D在多环芳烃复合污染体系的生物修复方面具有潜在的应用价值。     

电动-氧化修复条件对土壤中多环芳烃和重金属去除的影响探索

电动-氧化修复可同时去除污染土壤中的重金属和有机物,但需要控制合适的条件,因此研究了电动-氧化修复的条件对土壤中多环芳烃(PAHs)和重金属去除的影响。结果表明,阴极安装阳离子交换膜可避免氧化剂与阴极直接接触,提高氧化剂在土壤中的输送效率,PAHs总平均去除率达82.8%,同时可维持土壤pH在中性范围,土壤电导率(EC)变化较小,但对重金属的去除率也较小;控制阴极液pH为酸性,PAHs总平均去除率可达96.2%,对重金属也有一定的去除作用,然而会改变土壤pH和EC。相对来说,阴极安装阳离子交换膜是一种比较可行的电动-氧化修复处理条件,PAHs去除率高,对土壤性质的影响小,但对重金属去除率不高。维持土壤基本性质的基础上,如何同时高效去除PAHs和重金属的条件还需进一步研究。     

固废拆解场污染土壤中多环芳烃降解菌的筛选鉴定与降解特性

以腐植酸(HA)溶液为吸附剂、从受多环芳烃污染的土壤中分离出来的降解菌制成为生物修复剂,以多环芳烃(PAHs)萘、菲、芘、荧蒽、苯并蒽、苯并芘为土壤污染物,对PAHs污染土壤进行修复实验。目的是筛选与分离吸附于HA的PAHs降解菌,研究HA与降解菌的协同效应对PAHs的降解效率的影响。用经过HA吸附的PAHs富集分离培养出1株高效降解菌株,命名为Tzyx3,鉴定其为解脂耶氏酵母菌(Yarrowia lipolytica)。15 d后,土壤中萘、菲、芘、荧蒽、苯并蒽、苯并芘的降解率分别为90.7%、91.0%、74.7%、86.9%、84.7%和74.7%,表明Tzyx3和HA在PAHs污染土壤中存在协作关系,Tzyx3能够直接利用HA对土壤中的多环芳烃进行降解。     

多环芳烃降解菌的筛选及其在焦化场地污染土壤修复中的应用

经过富集、分离和纯化,从沈阳某焦化厂多环芳烃(PAHs)污染土壤中获得7株菌株B1~B7。通过初步降解实验和血平板实验,发现B4、B5、B7在15d时对PAHs总降解率均高于40%,为高效PAHs降解菌,B2为高效表面活性剂产生菌。将B4、B5、B7分别与B2等质量混合后对PAHs进行降解,发现添加B2可提高PAHs总降解率,B4+B2对PAHs的总降解率最大,在9d时平均值达到45.9%。经形态观察和16SrRNA基因序列比对,鉴定B2和B4分别归为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)和芽孢杆菌属(Bacillus sp.)。接种B4+B2进行微生物修复实验,结果表明,接种B4+B2对PAHs污染土壤的微生物修复有明显的强化作用,在60d时PAHs总降解率达到48.1%;接种B4+B2对中环(4、5环)PAHs降解率的提高尤为明显,7种中环PAHs的平均降解率比不接种菌株的对照组提高29.6百分点。     

菲污染土壤黑麦草/苜蓿间作修复效应

多环芳烃类化合物(PAHs)是环境中普遍存在的持久性有毒有机污染物,因具有强烈的"三致"作用,业已引起各国环境科学工作者的广泛关注,PAHs污染土壤的修复也已成为环境科学与工程领域的研究热点。以菲为PAHs的代表,研究了黑麦草/苜蓿间作对多环芳烃(菲)污染土壤的修复效应。通过温室盆栽模拟实验,观察到5 mg/kg和50 mg/kg污染水平没有明显抑制黑麦草和苜蓿的生长;黑麦草/苜蓿间作促进了植物对土壤菲的吸收,且间作体系根系富集系数大于单作;土壤中菲的可提取浓度随时间的延长逐渐减少,在菲重度污染土壤上,黑麦草/苜蓿间作修复效果明显优于单作,菲去除率可高达90.53%。因此,对于重度PAHs污染土壤该体系是一种有实际应用价值的间作修复体系。     

表面活性剂对焦化污染土壤中多环芳烃淋洗修复研究

异位土壤淋洗是一种高效修复污染土壤技术。以孝义市某焦化厂污染土壤为研究对象,采用批处理实验,探究表面活性剂曲拉通-100(TX-100)、吐温80(TW80)、烷基糖苷(APG)作为淋洗剂对土壤中16种多环芳烃(PAHs)的淋洗效果,并以TW80为代表,考察了淋洗剂浓度、淋洗时间、pH以及淋洗方式对污染土壤中PAHs的去除效果。结果表明,TW80、TX-100和APG对土壤中16种PAHs的总去除率分别为25.67%、18.89%和16.77%。TW80作为淋洗剂,3环PAHs的去除率低于高环(3环)PAHs,主要与焦化污染土壤中以3环PAHs为主有关;高环PAHs随着环数的增加,去除率降低。焦化污染土壤中PAHs的去除在240min达到平衡;大部分PAHs去除率随TW80浓度的增加而增大;pH可不作调整;在TW80用量相同情况下,建议采用单次淋洗。     

化学氧化法治理焦化厂PAHs污染土壤

针对焦化类工业场地多环芳烃(PAHs)污染土壤治理问题,选取北京某焦化厂PAHs污染土壤,对其进行化学氧化修复治理的室内模拟研究,实验采用高锰酸钾、Fenton试剂、双氧水和过硫酸钠4种氧化剂,测试了氧化剂的土壤氧化剂需求量(SOD),分析了4种氧化剂对15种PAHs的氧化效果以及反应过程中土壤总PAHs浓度和土壤有机质含量(SOM)随反应时间的变化。结果表明,北京某焦化厂PAHs污染土壤过硫酸钠SOD低于高锰酸钾SOD;Fenton试剂和双氧水对PAHs的总去除率分别为59.53%和62.72%,且对三环PAHs的去除率较好,高锰酸钾对PAHs的总去除率为59.24%,对蒽和苯并(a)芘的去除效果较好,活化过硫酸钠对PAHs的总去除率为68.87%;土壤有机质可通过对PAHs的吸附影响氧化剂的处理效果。     

京郊灌渠水体和底泥中多环芳烃污染特征

以美国环境保护署(USEPA)公布的16种优先控制多环芳烃(PAHs)作为目标污染物,对通州区和大兴区灌渠水体和底泥中PAHs种类、浓度进行研究,并进行源解析,以了解京郊灌渠水体和底泥中PAHs的污染现状和主要污染来源,为农业环境保护和农产品质量安全提供科学依据和数据支持。结果表明:通州区灌渠水体和底泥中16种PAHs全部检出,水体和底泥中总PAHs分别为2.19~83.02 ng/L、52.61~785.22μg/kg;大兴区灌渠水体中检出15种PAHs,底泥中检出13种PAHs,水体和底泥中总PAHs分别为2.72~36.56 ng/L、2.69~39.20μg/kg。灌渠水体中以2~3环PAHs为主,底泥中以4~6环PAHs为主。     

基于文献计量法的修饰土吸附多环芳烃研究前沿态势分析

以Thomson Reuters公司Web of Science信息平台提供的科学引文索引扩展版(SCIE)数据库为数据源,采用Thomson Data Analyzer(TDA)和UCINET软件对1992年1月至2016年6月SCIE收录的修饰土吸附多环芳烃(PAHs)的研究论文进行数据挖掘和定量分析。结果显示:国际上关于修饰土吸附PAHs的研究分为起初发展期(1992—2002年)、快速发展期(2003—2009年)和稳步发展期(2010—2016年)3个阶段;关键词PAHs在不同阶段均保持较高频次,随着时间推进,biodegradation的词频基本保持不变;2003—2009年,中国大陆研究论文数量开始超过美国,成为研究的主要力量;3个阶段内,研究的热门方向从表面活性剂对地下水的修复逐渐向PAHs的生物降解、复配表面活性剂对PAHs在黏土上的吸附作用转变;目前研究的热点为PAHs的解吸和生物降解、对PAHs的沉积和固定作用、烃类复合污染的生物有效性,而研究区域之间的交叉研究是未来的创新点。     

工艺参数对表面活性剂洗涤修复PAHs污染土壤的影响

采用土壤洗涤(soil-washing)技术,分别用TritonX-100和Tween-80为强化洗涤剂研究了搅拌强度、洗涤时间、表面活性剂浓度、液固比、温度和间歇搅拌6个工艺参数对PAHs污染土壤洗涤效果的影响。通过一系列烧杯搅拌实验得到最佳洗涤工艺参数。TritonX-100和Tween-80的最佳洗涤时间分别是30 min和60 min,其他工艺参数最佳条件均相同。分别是搅拌强度为250 r/min,表面活性剂浓度为5 g/L,液固比为10∶1,温度为室温和连续搅拌。在此最佳工艺参数条件下,污染土中PAHs的残留率<10%,基本上满足目标污染物的修复目标。应用表面活性剂强化洗涤技术修复PAHs污染土壤是合理和可行的。     

LAS对土壤中多环芳烃吸附行为的影响

研究了阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（LAS）对PAHs在士壤中吸附行为的影响。结果表明，LAS改变了PAHs在土水体系中的吸附／解吸平衡，吸附态LAS可提高土壤对PAHs的吸附，而溶解态LAS则增加了PAHs的表观溶解度，这2种作用的综合结果改变了PAHs在土水体系中的吸附系数。凶此，文中用表观吸附系数来描述PAHs在土壤-水-LAS体系中的综合吸附行为。