鼠李糖脂对底泥三氯生脱附的影响因素

采用吸附/脱附平衡实验考察了温度对鼠李糖脂作用下三氯生(TCS)在底泥/水中分配的影响,以及鼠李糖脂浓度、泥水比、反应时间、TCS初始浓度对鼠李糖脂脱附底泥中TCS的影响;并通过Box-Behnken响应曲面法(RSM)确定了鼠李糖脂强化脱附底泥中TCS的影响因素排序、最佳脱附条件和调控策略。结果表明,在283~323 K的温度范围内,温度越高,TCS越容易向水相迁移;鼠李糖脂浓度越大、泥水比越低、时间越长、TCS初始浓度越低,越有利于鼠李糖脂脱附TCS。各影响因素作用排序为:泥水比鼠李糖脂浓度pH时间;最佳脱附条件:鼠李糖脂浓度2 996.96 mg·L~(-1)、泥水比10 g·L~(-1)、反应时间30 h及pH 7.9。此时,鼠李糖脂对底泥中TCS的最大脱附率可达90.70%。可为鼠李糖脂生物表面活性剂强化受TCS污染水体的原位修复的可行性提供判据。     

两种生物表面活性剂对污染塿土中苯酚的淋洗修复研究

为探讨两种生物表面活性剂皂苷和鼠李糖脂对污染塿土中苯酚的淋洗修复机制,采用批次试验方法,初步探究了塿土对苯酚及两种生物表面活性剂的吸附特征、两种生物表面活性剂在不同淋洗条件(生物表面活性剂浓度、时间、温度)下对塿土中苯酚的淋洗效果。结果表明:(1)塿土对苯酚的吸附量较低,吸附等温线符合Langmuir等温方程;(2)在较低浓度范围,塿土对皂苷和鼠李糖脂的吸附属于单分子层物理吸附,能较好地用Langmuir等温方程拟合;(3)塿土对鼠李糖脂的吸附与其对苯酚的吸附在相同的数量级,在研究鼠李糖脂对塿土中苯酚的淋洗时应予以考虑,塿土对皂苷的吸附与其对苯酚的吸附相比可以忽略;(4)室温(25℃)下,塿土对皂苷和鼠李糖脂两种生物表面活性剂的吸附量最小;(5)两种生物表面活性剂对塿土中苯酚的最佳淋洗条件为:淋洗时间8h,温度25℃,皂苷和鼠李糖脂的质量浓度分别为0.5、0.6g/L;对于轻度污染塿土,两者对苯酚的淋洗率均可达到100.00%,而对中度和重度污染塿土修复效果相对不佳。     

表面活性剂增效电动技术修复多环芳烃污染土壤

研究了电动修复过程中修复时间和表面活性剂Triton X-100、鼠李糖脂对多环芳烃芘污染土壤的修复效果的影响。结果表明,在电动修复过程中,随着修复时间的增加,芘的去除率相应提高。通过向电解液中添加表面活性剂Triton X-100,芘的去除率从11.64%提高到了23.42%,当在电解液中添加浓度为40倍CMC的鼠李糖脂后去除率升高至36.29%,阳极附近土壤甚至达到了92.49%,这表明Triton X-100和鼠李糖脂均能促进土壤中芘的溶解和迁移,鼠李糖脂的促进作用高于Triton X-100。     

比较两种表面活性剂淋洗去除土壤中的重金属

以停车场和湿地2种土壤为研究对象,分别使用表面活性剂鼠李糖脂和月桂基醚硫酸钠对土壤样品进行淋洗,考察2种表面活性剂对这2种土壤中重金属的去除能力差异及形态分布的影响,并分析淋洗后残留在土壤中表面活性剂的生物毒性。结果表明,2种表面活性剂均可在一定程度上去除2种土壤中的Cu、Cd、Pb和Zn。与湿地土壤相比,2种表面活性剂对停车场土壤中重金属的去除率均较高,且月桂基醚硫酸钠的去除能力优于鼠李糖脂。2种表面活性剂对可交换态重金属的去除效果最好,对残渣态重金属去除率较低。淋洗后2种土样中残留的鼠李糖脂及停车场土样中残留的月桂基醚硫酸钠的生物毒性低,湿地土壤中残留的月桂基醚硫酸钠具有一定生物毒性。     

4种表面活性剂及其混合物对p,p'-DDT污染土壤洗脱效果

为了研究表面活性剂对p,p'-DDT污染土壤的淋洗效果,选取了4种阴、非离子表面活性剂,对人工p,p'-DDT污染土壤进行单一和复配洗脱实验。结果表明,对于人工p,p'-DDT污染土壤,阴离子表面活性剂洗脱效果优于非离子表面活性剂,其中阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和鼠李糖脂(RL)的洗脱效果较好,添加量为15 000 mg·L~(-1)时洗脱率分别达到44.5%和36.5%,均优于非离子表面活性剂吐温80(TW80)(30.4%)和曲拉通100(TR100)(20.3%);研究还表明非离子表面活性剂在添加量达到10 000 mg·L~(-1)后,继续增加表面活性剂浓度,洗脱效果提升不明显。混合表面活性剂体系中,总添加量为10 000 mg·L~(-1)时,SDS-TW80混合体系对p,p'-DDT的洗脱率为42%,高于SDS-TR100(34.9%)、RLTW80(33.4%)和RL-TR100(37.4%),表面活性剂混合体系对于p,p'-DDT的淋洗有明显的协同作用。     

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。     

假单胞菌L-01产表面活性剂的性能分析

通过对活性部位测定,表明菌株L-01产的生物表面活性剂主要是胞外型的糖脂类物质;提取生物表面活性剂后,采用红外扫描仪和紫外扫描仪测定其结构并进一步分析表明,该生物表面活性剂为鼠李糖脂。当以柴油为惟一碳源培养菌株L-01时,在生长的对数后期开始产鼠李糖脂,并在稳定期的初期达到最大值。菌株L-01产的鼠李糖脂对柴油具有良好的乳化能力,培养60 h时,其E24值高达95.2%。通常表面活性剂的临界胶束浓度(CMC)是指在水中测得的,而对鼠李糖脂在水中和土壤中的测定其CMC值后,结果发现两者差距很大,在水中的CMC为65 mg/L;而在土壤溶液中时,其CMC值高达185 mg/L,这一点对利用生物表面活性剂于石油污染生物修复具有重要的参考价值,因为添加的表面活性剂在高于CMC值时才能有效地提高生物修复效率。     

表面活性剂对Bacillus pumilus strain Bap9 降解苯并[a]芘的影响

研究了非离子型表面活性剂Triton X-100(TX-100)和Tween80(TW-80)对苯并[a]芘的增溶特性及对苯并[a]芘高效降解菌Bacillus pumilus strain Bap9生长的影响,结果表明,2种表面活性剂对苯并[a]芘均有良好的增溶效果,均能作为碳源和能源被菌株Bap9所利用,TX-100增溶能力和增殖能力相对更强;不同浓度的TX-100对菌株降解苯并[a]芘的影响不同,当浓度为1 000 mg/L时,对降解的促进作用最强,可将苯并[a]芘降解率提高20.8%;在苯并[a]芘降解过程中,TX-100亦能作为碳源被菌株Bap9利用,不产生二次污染,因此可用于苯并[a]芘污染环境的生物修复。     

表面活性剂对Bacillus pumilus strain Bap9降解苯并[a]芘的影响

研究了非离子型表面活性剂Triton X-100（TX-100）和Tween80（TW-80）对苯并[a]芘的增溶特性及对苯并[a]芘高效降解菌Bacillus pumilus strain Bap9生长的影响,结果表明,2种表面活性剂对苯并[a]芘均有良好的增溶效果,均能作为碳源和能源被菌株Bap9所利用,TX-100增溶能力和增殖能力相对更强;不同浓度的TX-100对菌株降解苯并[a]芘的影响不同,当浓度为1 000 mg/L时,对降解的促进作用最强,可将苯并[a]芘降解率提高20.8%;在苯并[a]芘降解过程中,TX-100亦能作为碳源被菌株Bap9利用,不产生二次污染,因此可用于苯并[a]芘污染环境的生物修复。     

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。     

鼠李糖脂促进地下水苯和氯苯污染的空气喷射修复

通过一维砂柱室内模拟实验,研究生物表面活性剂鼠李糖脂对空气喷射修复地下水中苯和氯苯污染的促进作用。实验研究了水中表面张力的变化对曝气过程中空气饱和度的影响,结果发现,在一定范围内,随着表面张力的下降,空气饱和度有大幅度的增加,当表面张力下降到37.75 m N/m以后,空气饱和度基本不再上升。曝气流量固定为300 m L/min,当地下水的表面张力由71.65 m N/m降到29.25 m N/m时,对应地下水中空气饱和度可由9.21%提高到20.1%。污染物去除实验的结果表明,添加低浓度的鼠李糖脂可以环保高效地提高苯和氯苯的去除量以及去除速率。因此,添加鼠李糖脂可以作为一种有效的强化方法来提高空气喷射法去除地下水中苯和氯苯污染的效率。     

糖脂类生物表面活性剂去除污染含水层中石油烃的研究

研究了糖脂类生物表面活性剂对石油烃的增溶,并将其用于污染含水层中石油烃的去除。结果表明:石油烃溶解度随着糖脂类生物表面活性剂浓度的增大而增大,糖脂类生物表面活性剂质量浓度为1 200mg/L时,石油烃溶解度达10 077.7mg/L;界面张力随着糖脂类生物表面活性剂浓度的增加而减小,糖脂类生物表面活性剂质量浓度为1mg/L时,界面张力为34.3mN/m,糖脂类生物表面活性剂质量浓度为800mg/L时,界面张力为5.2 mN/m。采用糖脂类生物表面活性剂对污染含水层进行清洗处理,在固液比(质量体积比)为1g∶2mL的体系中,糖脂类生物表面活性剂质量浓度为3 000mg/L,120r/min、10℃下振荡12h,石油烃去除率达70.82%。污染含水层柱冲洗结果表明,糖脂类生物表面活性剂质量浓度分别为1 200、3 000mg/L时,10倍孔隙体积的表面活性剂冲洗后,分别从污染砂样中去除41.81%和63.30%的石油烃。     

鼠李糖脂协助下的土壤中镉电动修复

实验研究了重金属Cd在生物表面活性剂鼠李糖脂协助下的电动修复过程,通过不同方式、不同浓度、不同酸碱度的鼠李糖脂溶液的添加与空白处理对比,探讨了鼠李糖脂协助下电动修复过程中的Cd在土壤介质中的迁移转化和机理,分析了鼠李糖脂溶液作为电动修复添加剂的可行性。结果表明,中等浓度酸性的鼠李糖脂溶液(pH=4.78,浓度为0.5、1和2 g/L)能对土壤中的重金属Cd进行有效的富集,富集量均在初始值的4倍以上,且其可交换态比重均大于42.07%,非常有利于土壤进行二次修复。此外,以pH=4.78,浓度为0.5 g/L的鼠李糖脂溶液作为预处理剂的Ex-08中的重金属Cd并未出现富集现象,但其对重金属的Cd的总去除效率达到了49.27%。表明利用鼠李糖脂溶液作为电动修复添加剂进行土壤重金属修复是可行的。     

不同洗脱剂对有机氯农药污染场地土壤修复效果比较

为了筛选出能有效修复有机氯农药污染土壤的洗脱剂,选取了16种洗脱剂对2种复合有机氯农药(六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)、氯丹和灭蚁灵)污染场地土壤进行超声洗脱修复。结果表明,对于HCHs和DDTs复合污染土壤,乙酸乙酯和丙酮对HCHs的洗脱率最高,分别为87.6%和87%,其余有机溶剂对其洗脱率也在70%以上。乙酸乙酯和丙酮对于DDT仍为最优,分别为86.9%与78.4%,其余有机试剂对DDT的洗脱率在60%以上。相对于有机溶剂,表面活性剂对HCHs和DDTs复合污染土壤的洗脱效果不好,总洗脱率均低于4%。同样,对于氯丹和灭蚁灵复合污染土壤,有机溶剂的洗脱效果也明显优于表面活性剂。有机溶剂对灭蚁灵的洗脱率,除了正丙醇较低(63.5%)外,其余均在80%左右。对氯丹的洗脱率,除石油醚(59.6%)、正己烷(49.3%)和正丙醇(42%),其余均在70%以上。相同摩尔浓度的表面活性剂中,吐温80对氯丹的洗脱率为54%,环糊精为20%,鼠李糖脂和曲拉通100为13%左右,其余则小于5%,吐温80对灭蚁灵的洗脱率为29.6%,曲拉通100的为12.4%,鼠李糖脂为5.7%,其余则更低。因此,高效低毒的有机试剂,如乙酸乙酯、丙酮和乙醇等可作为有机氯农药污染土壤修复的首选。     

鼠李糖脂对不同菌株降解柴油污染物的影响

通过一系列实验分析了鼠李糖脂对柴油污染物生物降解的影响。单菌株柴油降解实验结果表明,在添加生物表面活性剂鼠李糖脂后,各菌株细胞表面疏水性均发生不同程度的增加,并且对柴油的降解率均有所提高。在混合菌的柴油污染物降解实验中,发现当向土壤中添加了200 mg/L鼠李糖脂时,对柴油的降解才有较大的提高;而当添加100 mg/L的鼠李糖脂到水体中时,对柴油的降解就有较大的提高,而当鼠李糖脂浓度提高为200 mg/L时,柴油的降解率却没有进一步明显的提高。这说明鼠李糖脂对柴油降解的影响程度不仅与环境介质有关,还与添加的鼠李糖脂浓度有关。进一步分析表明,添加适当浓度的鼠李糖脂不仅可以提高对柴油的降解率,而且可加速其降解速度,缩短生物修复所需时间。     

表面活性剂对多环芳烃的淋洗修复

土壤是人类赖以生存和发展的物质基础和环境条件。但目前无论在发展中国家还是在发达国家土壤污染问题都很严重。土壤淋洗修复技术是一种行之有效的污染土壤治理技术,适合于快速修复受高浓度重金属和有机物污染土壤与沉积物。研究了Triton X-100、SDS、TW80对多环芳烃的增溶作用,以及不同比例的Triton X-100/SDS复合表面活性剂对多环芳烃的增溶作用效果。以沈阳炼焦煤气厂搬迁区为实例,研究了土壤与淋洗剂的固液比、淋洗剂的浓度和淋洗的振荡时间对土壤淋洗修复效果的影响。     

重金属-多氯联苯复合污染土壤同步洗脱

电子垃圾拆解区土壤具有重金属与有机物复合污染的特性,尤其以Cu、Pb、Cd和多氯联苯(PCBs)的复合污染较为突出。为了同步脱除土壤中重金属与PCBs,选用增溶物质:Tween 80、TX-100、SDBS、β-环糊精与螯合剂柠檬酸依次组合进行复合污染土壤淋洗实验,应用批量平衡震荡法研究它们对重金属(Cu、Pb、Cd)与PCBs(Aroclor 1254)的洗脱效果。通过比较洗脱效果、环境友好性等方面,得出非离子表面活性剂Tween 80与天然螯合剂柠檬酸2种淋洗剂复合最佳;进一步研究两者的淋洗先后顺序、浓度配比、洗脱时间及淋洗剂p H对污染土壤洗脱效果的影响,结果表明,在Tween 80和柠檬酸均为10 g/L、p H=6、淋洗时间12 h时淋洗效果达到最佳,对Cu、Pb、Cd及PCBs的洗脱率分别达到98.77%、55.92%、66.82%和58.01%。因此,利用Tween80和柠檬酸组合可同时有效去除土壤重金属和PCBs,是复合污染土壤淋洗修复的有效淋洗剂。     

鼠李糖脂洗脱氯丹和灭蚁灵污染场地土壤的工艺参数

优化了鼠李糖脂洗脱氯丹、灭蚁灵污染土壤的工艺条件,为开展有机氯农药污染场地土壤洗脱修复工程实践提供科学依据和技术参数。实验结果表明,随着洗脱剂———鼠李糖脂浓度的增加,氯丹和灭蚁灵的洗脱量呈现先增加后降低的趋势;洗脱时间和液固比对洗脱效果的影响趋势与浓度相同;在0~120 r/min范围内,氯丹和灭蚁灵洗脱量随着搅拌速度的增加而增大,80、120和200 r/min的洗脱量间差异不显著;单次洗脱量随洗脱次数的增加而降低,累计洗脱量则逐渐增大。综上所述,氯丹、灭蚁灵污染场地土壤鼠李糖脂洗脱的适宜工艺参数为鼠李糖浓度10 mmol/L,搅拌速度80 r/min,固液比1∶10,洗脱时间20 min,洗脱3次。     

铜绿假单胞菌NY3所产表面活性剂对原油降解的影响

铜绿假单胞菌NY3是从石油污染土壤中分离出的一株能快速代谢疏水性化合物的菌种。研究了该菌产表面活性剂及对原油降解的作用。实验表明,在敞开体系中,投加82 mg/L NY3菌产的鼠李糖脂,240 h能使NY3对原油的降解率提高50%。投加甘油使NY3产鼠李糖脂与降解原油同步进行,与投加鼠李糖脂对原油降解的促进作用相近。投加9‰甘油使NY3在168 h对原油的降解率提高43%。NY3菌能同时降解原油中的直链烷烃及菲(Pr)和芘(Ph)等多环芳烃。在敞开体系中用少量甘油使产鼠李糖脂和降解原油同步进行,节约处理费用。研究结果为NY3菌株在露天石油污染环境修复中的应用奠定了基础。     

生物与化学表面活性剂协同洗脱土壤中PCBs的研究

通过序批实验和土柱淋洗实验研究了由生物表面活性剂鼠李糖脂(RL)与非离子化学表面活性剂十二烷基醇聚氧乙烯(6)醚(POE(6))混合得到的复配试剂洗脱污染土壤中多氯联苯(PCBs)的作用效果及其作用机理。结果表明,同一土样中,从批实验得到的PCBs洗脱率略高于土柱淋洗实验。RL与POE(6)两种单一试剂对人工污染土样中的PCBs洗脱率均大于60%,而对陈化土样中的洗脱率均不到20%,且土壤中的TOC含量越高,PCBs的洗脱率越低。在质量浓度为301 mg/L(10 CMC)及1 505 mg/L(50 CMC)的RL-POE(6)复配试剂中,RL与POE(6)对人工污染土壤中PCBs的洗脱具有一定的协同作用。当复配试剂的浓度为301 mg/L时,RL与POE(6)对陈化土样中PCBs的洗脱没有协同作用;但当RL-POE(6)的浓度增加到1 505 mg/L时,RL与POE(6)对陈化土样中PCBs的洗脱具有明显的协同作用。