铬污染土壤的微生物修复工艺及中试

本研究利用土柱试验研究了铬污染土壤微生物修复的各工艺参数,结果表明:土壤粒径、喷淋强度、以及修复工艺对铬污染土壤的修复效果有很大的影响.最佳的工艺参数为:土壤粒径1—2 cm、喷淋强度在29.6—59.2 mL·min-1、工艺制度Ⅱ(先用自来水淋洗1 d,接着用菌液循环喷淋).在土柱试验的基础上开展了25吨/批的中试试验,铬污染土壤经过7—10 d的处理,土壤中Cr(Ⅵ)浸出毒性浓度由53.8 mg·L-1降低至0.4 mg·L-1,达到《铬渣污染治理环境技术规范》(HJ/T301—2007)中铬渣用作路基材料和混凝土骨料的标准限值,证明铬污染土壤微生物修复工业化具有可行性,为铬污染土壤工程化修复提供了技术支撑.     

湘江(长沙段)沿岸土壤中铬的形态分布及其在水草中的积累

铬在土壤中主要以Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)两种形态存在,而Cr(Ⅵ)主要以CrO42-,Cr2O72-,Cr(Ⅲ)主要以Cr3+和CrO2-等形式存在.上述存在形式在土壤中的迁移转化主要受土壤pH值和氧化还原电位(Eh)的制约.另外,也受土壤有机质含量、无机胶体组成、土壤质地及其化合物种类的影响.不同形态的铬在一定条件下可以相互转化.但是单从价态来区分并不能完全反映土壤中铬的真实存在形态,当前较为公认的是Tesseler的形态划分法.     

底泥铬污染的纳米铁粉修复及其土壤酶活性动态

采用纳米铁粉修复Cr(Ⅵ)不同程度污染底泥,通过测定底泥中4种土壤酶活性,分析纳米铁粉修复对Cr(Ⅵ)污染底泥土壤酶活性的恢复情况.结果表明,纳米铁粉修复对底泥Cr(Ⅵ)有很好的去除效果,添加底泥干质量1%的纳米铁粉在16 d内对底泥30～100 mg·kg-1的Cr(Ⅵ)的去除率均高于99.7%.Cr(Ⅵ)污染显著降低了底泥多酚氧化酶、过氧化氢酶、蛋白酶和脲酶的活性.其中多酚氧化酶对Cr(Ⅵ)污染有很好的线性响应,可用于0～100 mg·kg-1底泥Cr(Ⅵ)污染评价.经过16 d的纳米铁粉修复,Cr(Ⅵ)污染底泥的脲酶活性恢复至未污染对照水平,过氧化氢酶活性的恢复效果不明显,多酚氧化酶和蛋白酶活性有待进一步恢复.     

联合改性污泥吸附剂去除废水中铬(Ⅵ)

以城市污水厂脱水污泥为原料,分别经物理活化、物理与化学活化相结合的方法制备污泥基吸附剂样品,通过BET表面积分析、扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱分析等对污泥吸附剂性质进行了表征,对比研究了不同改性方法制备的污泥基吸附剂对Cr（Ⅵ）的去除性能.结果表明,经过NaOH联合改性的污泥吸附剂W6对Cr（Ⅵ）吸附性能最好,其次为HNO3联合改性的污泥吸附剂样品W4,污泥吸附剂去除Cr（Ⅵ）的最佳pH值为2.5.对于样品W4、W6来说,室温下（25℃）其吸附行为更符合Langmuir等温吸附模型,说明这两种吸附剂对Cr（Ⅵ）吸附都主要以单分子层形式吸附为主.改性污泥吸附剂样品均较适合准二级动力学模型,其相关系数均达到了0.99以上.因此,物理与化学联合改性方法可以显著改善污泥吸附剂对Cr（Ⅵ）的吸附性能.     

铬渣中Cr(Ⅵ)的浸出及强化研究

采用ICP-OES,XRD,SEM,EDX和电导率在线监测等手段分析铬渣浸取前后的变化及各种元素浸出量随pH值的变化,考察了添加化学悬浮剂、浸取体系和超声处理对铬渣中Cr(Ⅵ)浸出行为的强化作用.结果表明,浸取过程基本不改变铬渣的结构;pH为5—7,使用合适的浸取介质有利于Cr(Ⅵ)的溶出,通过添加化学悬浮剂APG650可提高浸取效率3倍,超声处理可提高浸取效率70多倍.     

含铬(Ⅵ)污水对地下水、土壤污染的研究

通过模拟含铬（Ⅵ）污水的土壤淋滤过程,结合受污染区域土壤垂直含铬分布分析,研究了含铬污水渗漏对地下水、土壤的污染。结果表明：含铬污水在亚粘土、亚砂土、砂土中的平均渗透系数分别为６．０２×１０－６ｃｍ／ｓ、３．８７×１０－４ｃｍ／ｓ、５．３２×１０－４ｃｍ／ｓ。含铬污水排放会在土壤中沉积铬,引起土壤污染,并污染地下水。     

Cr（Ⅵ）、Ni耐性植物筛选及其吸收富集特性研究

采用营养液培养法和二因素完全实验设计,在5 mg.L-1Cr（Ⅵ）、Ni复合污染条件下对22种植物进行筛选实验,选取富集量较高且生长较快的旱伞草Cyperus alternifolius,分析其对Cr（Ⅵ）、Ni的累积规律及生理生化效应。结果表明：（1）在Cr（Ⅵ）、Ni复合污染胁迫下,旱伞草生长状况良好,对铬、镍具有较高的富集能力;（2）在Cr（Ⅵ）、Ni复合污染下,Cr（Ⅵ）抑制旱伞草对Ni的吸收,Ni促进旱伞草对Cr的吸收;（3）分别在单因素Cr（Ⅵ）、Ni的胁迫下,SOD和CAT活性随着Cr（Ⅵ）、Ni质量浓度（0-50 mg.L-1）的增加都是先上升后下降,MDA总体都呈增加的趋势;（4）在Cr（Ⅵ）胁迫下,旱伞草地上部富集总铬的含量较高,但六价铬含量较低,对Cr（Ⅵ）的转化率最大可达到97.00%。研究表明,旱伞草是一种修复Cr（Ⅵ）、Ni污染很有潜力的物种。     

尖晶石型铁氧体处理废水中Cr(Ⅵ)研究现状与进展

六价铬(Cr(Ⅵ))具有生物积累性、生物持久性和剧毒性三大特性,是致癌、致畸、致突变的“三致”污染物,严重危害生态环境和人类健康. 随着工业化的迅速发展,含Cr(Ⅵ)废水的排放日益增多,Cr(Ⅵ)污染日趋严重,必须对其进行无害化处理. 尖晶石型铁氧体具有吸附/催化还原Cr(Ⅵ)的能力和特殊的磁分离性能,是一种重要的Cr(Ⅵ)无害化处理材料. 本文综述了尖晶石型铁氧体在Cr(Ⅵ)无害化处理领域的应用现状,并展望了今后的研究重点和发展方向,以期为含Cr(Ⅵ)废水的无害化处理及绿色工业的发展提供建议.     

土壤铬（VI）污染及微生物修复研究进展（Progress on Microbial Remediation of Chromium-Contaminated Soil）

在总结国内外相关研究基础上,介绍了土壤环境中铬(Cr)的污染来源、现状及其对生物的危害,阐述了Cr在土壤中的存在形态和转化机理,并重点综述了土壤重金属Cr(VI)污染的微生物修复机理:土壤中的Cr(VI)可以在微生物还原作用、生物吸附、富集等作用下降低其生物可利用性和毒性,从而达到Cr污染土壤修复的目的.此外,针对微生物修复过程中存在的问题,提出了提高微生物修复Cr污染土壤效果的措施,并对土壤Cr污染微生物修复的发展趋势进行了展望.     

Cr(Ⅵ)处理技术研究新进展

近年来,大力发展工业所带来的环境污染问题越来越严重,甚至威胁到了人类的生存环境和生命健康.六价铬毒性较大,容易被人体吸收,进入人体细胞后易对肝、肾等脏器造成损伤,在体内蓄积有致癌性,已经被世界各国列为重点污染治理对象.六价铬对水体和土壤的污染十分严重,处理修复工作迫在眉睫,进而综述了Cr(Ⅵ)处理的一些方法及研究新进展...     

黄棕壤镉污染的电动修复及肥力的提升

近些年来,有关施加电场以去除土壤中污染物的报道较多,但是关于电动力学对土壤肥力的影响方面的报道很少。文章研究了电动力学(1V·cm-1)对土壤肥力的影响。修复前后测量的指标有土壤有机质(SOM)、pH、电导率(EC)、氧化还原电位(ORP)、有效氮、速效磷、速效钾。镉质量分数约为100mg·kg-1的模拟污染土壤经电动力学处理60h后,镉的平均去除效率为71%。土壤中的有效氮、速效磷和速效钾分别平均增加38.49%、47.55%和26.81%,同时TOC也增加了7.96%。总之,电动力学修复后,土壤的肥力有了明显的提升。研究结果表明,电动力学在有效去除土壤中镉的同时还能提升土壤的肥力,是一种可行的土壤修复技术。     

土壤铜镉污染的电动力学修复实验

针对土壤典型重金属污染修复问题,通过实验方法研究了土壤铜镉污染的电动力学修复效果,并分析其迁移变化特征.实验结果表明,在电场作用下土壤中重金属的质量分数发生明显变化,使得大部分重金属能在电极附近富集而被去除,且土壤的pH值等是影响电动力学修复效果的重要因素.污染物Cd和Cu在电场作用下主要是在阴极附近产生富集,迁移方向由阳极向阴极,表明电场作用加强重金属Cd和Cu迁移效果.当实验电压为0.5 V/cm时,在阳极附近土壤中镉的去除效率为75.1%,铜的去除效率达到77.9%.另外,电动修复中由于阴阳两极的氧化还原反应造成电极附近pH值产生明显变化,其中阳极附近的pH值由开始时的7.5逐渐变小到4.7,而阴极附近则相反,由开始时的7.2逐渐增大到9.4,表明土壤的酸碱条件变化明显.     

废铁屑修复汞污染土壤的实验研究

应用工厂废弃物—铁屑做原料,探讨不同铁屑投加量对修复不同土壤类型、不同程度汞污染土壤的能力,并与修复水体汞污染作了对比;另外,首次将淋滤法与国际上新兴的土壤、地下水修复技术-PRB技术结合,研究其修复土壤汞污染的效果。结果表明,废铁屑可很快去除水体中的汞,去除率可达93%;在铁屑存在下,能一定程度预防和修复土壤汞污染,在相同水体汞污染程度条件下,时间是影响土壤汞污染程度的主要因素;在CaCl2淋洗液作用下的模拟PRB实验中,土壤有效汞含量降低,同时淋洗液中汞质量浓度低于1μg·L-1。因此,用废铁屑能有效预防和修复土壤汞污染,且将淋滤法与PRB技术联用,与将铁屑直接撒入土壤中相比效果好得多,且不会引起后续的水体二次污染,是一种很有应用潜力、值得深入研究的土壤修复方法。     

污染土壤的修复技术研究进展

分析了当前我国严峻的土壤环境状况，并从重金属和有机污染物两个方面，全面介绍了当前污染土壤的各种修复技术，包括物理化学修复方法、植物修复方法和微生物修复方法等；对各种方法的修复原理、已取得的研究进展、存在的优缺点及其将来的发展趋势进行了较全面的综述和展望。文章认为，污染土壤修复将是一项非常具有挑战性同时又是一项非常有前途的修复技术，将会对人类健康和经济可持续发展发挥重要作用。     

土著微生物原位修复石油污染土壤试验研究

利用当地土著微生物优势菌群,辅以物理和化学的方法,结合当地地质微环境特点,开展了陕北某油井旁的石油污染黄土土壤修复研究。设置两个试验区、一个空白区和一个对照区,在两个试验区中分别加入3%的土著优势菌群制剂,选择优化出的土著菌群经鉴定,主要有：假单胞菌属（Pseudomonas）、微球菌属（Micrococcus）、放线菌属（Actinomayces）、真菌类的青霉属（Penicillium）、曲霉属（Aspergillus）等。试验结果显示：土著优势菌剂一般需要3-7d的延滞期（lag phase）,然后进入对数期（logarithmic phase）;两个试验区土壤中人为添加石油含量分别为1542、1886mg·kg^-1时,经过11-32d原位土著优势微生物菌剂的修复,土壤中的石油污染物降解率可达69.52%-88.11%,而对照区土壤中人为添加的石油含量变化不大,降解率基本在10%以内,说明在自然条件下土壤中石油降解是缓慢的。谷糠黍糠、麦麸两种添加剂对优化菌液的修复效果的作用基本相同。试验过程中对土壤温度、水分、氧和营养物质等影响因素进行了调控,起到了良好的作用。     

农田土壤重金属污染状况及修复技术研究

重金属污染因具有毒性、易通过食物链在植物,动物和人体内累积,对生态环境和人体健康构成严重威胁。随着工业快速发展、农药及化肥的广泛使用,农田土壤重金属污染越来越严重,研究农田土壤重金属污染现状及修复技术对农产品安全具有重要意义。综合国内外农田土壤重金属污染状况,农田土壤重金属污染主要来源于固体废弃物堆放及处置、工业废物大气沉降、污水农灌和农用物质的不合理施用。该文综述了国内外有关农田重金属污染土壤修复技术（物理修复、化学修复、生物修复、农业生态和联合修复）的研究进展,并针对各种修复方法,阐述了其原理、修复条件、应用实例及其优缺点,重点论述了植物修复的机理和应用,提出了草本与木本联合修复可有效提高农田土壤重金属复合污染的修复效率,为农田土壤土壤重金属复合污染修复提出了新的途径。最后在对已有研究分析的基础上,提出了联合修复技术（如生物联合技术、物理化学联合技术和物理化学-生物联合技术）可以在一定程度上克服使用单一修复手段存在的缺点,可提高复合污染的修复效率、降低修复成本,未来应深入探索联合修复技术间的相互作用机理,以期为农田土壤重金属综合治理与污染修复提供科学依据。     

菌根技术在环境修复领域中的应用及展望

菌根作为植物根系和真菌所建立的共生体,是生物界最为广泛的一种互惠共生现象。这一系统的形成能够有效增强植物的物质生产和抗病能力,全面改善宿主植物的生长状况,因此在新兴生态农业生产领域受到广泛重视。与此同时,菌根系统的形成可有效促进植物对污染或胁迫环境的适应能力,以及对环境污染物的去除能力,并能联合其它根际微生物共同发挥效能,在受损和污染环境生态修复领域具有巨大的潜力。近年来,菌根技术在环境修复领域中的应用正成为环境工作者关注的新兴方向,但目前仍处于起步阶段。文章在前人研究结果的基础上,对菌根技术在重要的环境修复领域,如面源污染综合防治领域、污染场地生物修复领域、受损和胁迫环境恢复重建中的试验研究和应用进展进行了综述,并结合其发展现状探讨了当前菌根技术在环境修复治理工程应用以及大规模工业化生产中的瓶颈问题,提出应在菌根真菌对异质环境的适应性、菌根系统的复杂性解析、以及内生菌根真菌分离纯化等关键理论与技术方面加大力度,尽早实现广适性功能菌种的工业化生产和多元＂生物制剂＂的开发,从而在环境修复领域发挥更大的作用。     

施肥及种植作物对汞污染土壤中微生物生态的修复

以中性紫色土为材料，通过向土壤添加氯化汞的模拟培养试验、施肥试验以及作物栽培试验，研究了汞对土壤中微生物区系和重要微生物生理群繁育的毒害效应。结果表明，向土壤中添加HgCl2，总体上抑制了细菌、真菌、放线菌及氨化细菌的繁育，硝化细菌、自生固氮菌、纤维素降解菌在一定质量分数范围内被汞刺激增长，在另一定质量分数段则被汞抑制。施肥和栽种作物削弱了汞对微生物的毒害，使土壤微生物生态得到一定程度的修复，说明利用农业措施修复汞污染的土壤是可行的。栽种作物时，汞对微生物的抑制效应受到掩蔽，作物产量和植株体内汞含量是汞污染程度的良好指标。以微生物和植物对汞污染的反应，基本一致的HgCl2危害质量分数指标是5mg．kg^-1。