北天堂垃圾污染场地氧化还原分带及污染物自然衰减研究

通过对北京市北天堂垃圾填埋场周围实际监测数据资料的分析,研究了垃圾填埋污染场地的氧化还原分带和污染物的自然衰减作用.结果表明,北天堂垃圾填埋污染场地存在氧化还原分带现象,依据各氧化还原带标志性物质浓度的分布规律和特点划分了5个氧化还原带,即产甲烷带、硫酸盐还原带、铁还原带、硝酸盐还原带和氧还原带.不同有机污染物在不同的氧化还原带中的衰减不同;挥发酚和氰化物在硫酸盐还原带中的含量相对较高,分别为0.005和0.019 μg/L;Cr、Pb、Ni、As、Cu、Cd、Zn和Mn等重金属在产甲烷带中的含量相对较高,分别为25.11、 33.82、 29.93、 3.18、 2.3、 0.1、 283.1、 1 220　μg/L.因此,氧化还原带对污染物的衰减起重要作用.     

渗滤液污染羽中污染物和氧化还原灵敏性物质的分布

通过砂箱模拟实验研究了垃圾渗滤液污染羽中的氧化还原分带以及污染物和氧化还原灵敏性物质在其中的分布和变化特点.结果表明,污染物和氧化还原灵敏性物质的分布和变化受氧化还原环境的影响,产甲烷带/硫酸盐还原带、铁还原带、硝酸盐还原带和氧还原带等4个氧化还原带中Eh分别为-148.2、-95.4、30.6和223.2 mV.pH分别为7.13、6.49、6.38和6.21,电导率分别为211.4、55.2、29.4和17.8 mS/m.产甲烷带/硫酸盐还原带有利于乙苯、二甲苯、苯、甲苯和三氯乙烯等多数有机物的降解,其沉积物对大多数重金属具有较好的富集作用,除As和Cd外,Cr、Ni、Ph和Zn的含量最高分别为28.2J、11.58、9.05和23.5 mg/kg.CO2、硫化物、HCO-;、NH4 、TOC、Fe2 、NO2-;和SO42-等物质的浓度随离污染源距离增加而降低.     

垃圾渗滤液中重金属在不同氧化还原带中的衰减

通过土柱模拟实验研究了垃圾渗滤液中的重金属在地下环境中的衰减效率和机理.结果表明,不同顺序氧化还原带对不同的重金属去除效率不同,硫酸盐还原带的去除效率最高,Cr、Ni、Zn、As、Cd和Pb的去除率分别为93.27%、73.33%、81.52%、76.83%、100%和100%;氧还原带的去除率最低,分别为36.13%、20.45%、7.45%、25.86%、13.04%和37.36%.各顺序氧化还原带沉积物对重金属的富集能力也不同,产甲烷带、硫酸盐还原带和硝酸盐还原带的富集能力相对较强,其中,硫酸盐还原带的富集能力最强,沉积物中Cr、Ni、Zn、As、Cd和Pb的含量分别增长了8.5%、11.3%、19.9%、75.6%、14.8%和14.3%;而铁还原带和氧还原带的富集能力相对较差,氧还原带沉积物中Cr、Ni、Zn、As、Cd和Pb的含量分别降低了1.86%、8.6%、22.1%、26.4%、5.8%和25.6%.因此,垃圾渗滤液地下环境中重金属的衰减受吸附、沉淀和络合等作用的控制.     

垃圾渗滤液污染地下环境物质变化对污染缓冲的影响

通过砂柱模拟实验研究垃圾渗滤液污染地下环境中氧化还原环境和主要组成物质的变化对沉积物的pH缓冲能力和氧化还原能力的影响及其相互关系.结果表明,氧化还原环境的变化对地下环境沉积物的pH缓冲和氧化还原缓冲能力有重要影响,产甲烷带/硫酸盐还原带(MGZ/SRZ)、铁还原带(IRZ)、硝酸盐还原带(NRZ)和氧还原带(ORZ)沉积物的pH缓冲容量相对于本底值分别增加了12.4%、 10.8%、 19.8%和11.1%;pH缓冲和氧化还原缓冲之间相互影响、相互促进,它们直接影响着地下环境中污染物的自然衰减作用;沉积物中的铁氧化物、有机质、SO_4~(2-)和NH_4~+-N等的含量对pH缓冲能力和氧化还原缓冲能力均有不同的影响,整个体系的污染缓冲能力是各组分的综合作用结果.     

垃圾渗滤液污染羽中的最终电子受体作用研究

通过土柱模拟实验研究了最终电子受体和TOC在垃圾渗滤液污染羽各氧化还原带中的变化规律,并建立了相应的模型.结果表明,各种还原产物出现峰值的时间和相应的最终电子受体利用最终电子的能力有一定的关系,利用电子能力强的最终电子受体其还原产物出现急剧升高的时间较早,如NO-2出现峰值的时间比Fe2 早;TOC的浓度在产甲烷带、硫酸盐还原带、铁还原带、硝酸盐还原带和氧还原带中不断增加,增加速率分别为8.27、8.56、8.85、9.06和9.11 mg/(L·h).不同种类的微生物降解污染物的速度受最终电子受体的多少和有效性的限制,其反应速度和最终电子受体利用最终电子的能力大小相一致,也就是说,利用最终电子能力越强的最终电子受体越容易被微生物利用、消耗,对污染的反应也就越灵敏.     

天然有机物活化过硫酸盐降解土壤有机污染物效果

采用模拟装置研究了不同大分子物质(多聚糖、腐殖酸、柠檬酸)联合亚铁离子和不同糖类(单聚糖、双聚糖、多聚糖)活化过硫酸盐氧化降解土壤中石油烃、多环芳烃的氧化效果和机制.结果表明,不同活化过硫酸盐对总石油烃和多环芳烃的降解效果依次为:腐殖酸联合亚铁离子多糖柠檬酸螯合铁多糖加亚铁离子双糖单糖CK对照组.其中,腐殖酸联合亚铁离子活化过硫酸盐对两种污染物的去除效率最高,分别达79.21%和79.89%,处理后土壤中石油烃的反弹含量最小,氧化效果最稳定.此外,腐殖酸联合亚铁离子和多糖活化过硫酸盐对难降解的高环多环芳烃均能实现很好的去除效果,降解效率分别达77.96%和84.37%,相比其他处理提高了14.37%~59.10%和20.78%~65.51%.腐殖酸联合亚铁离子活化处理后土壤氧化还原电位(Eh)最高(618~676 m V),多糖处理次之,表明大分子材料活化过硫酸盐的氧化性能最好,能高效去除土壤中有机污染物.     

垃圾场污染场地氧化还原带及其功能微生物的研究

通过室内模拟柱实验发现受渗滤液污染的场地存在着4个顺序氧化还原带,依次为硫酸盐还原带、铁还原带、硝酸盐还原带和氧还原带,范围分别为0～27 cm、 27～62 cm、 47～74 cm、 74～91 cm.各带中生物群落结构发生了明显的变化,相应地以硫酸盐还原菌（SRB）、铁还原菌（IRB）和反硝化细菌（NRB）为优势菌群,同时也存在其他作用的细菌.氧化还原带和功能微生物的分布说明各氧化还原带间并不存在严格的界限,有一定的重叠现象.功能优势菌群的变化是氧化还原带更替的根本原因.     

微生物异化Fe（Ⅲ）还原在环境污染治理中的应用及其发展前景

微生物异化Fe（Ⅲ）还原是指以Fe（Ⅲ）为末端电子受体在无氧条件下氧化有机物的产能过程,而铁元素是地壳中丰度最高的元素之一,因此,异化Fe（Ⅲ）还原在生物地球化学循环中起着重要的作用。文章围绕异化Fe（Ⅲ）还原机制,综述了国内外有关异化Fe（Ⅲ）还原在有机污染物（尤其是难降解有机污染物）、营养物质（N,P）等环境污染治理中的研究现状及其发展趋势,并对其进行了评述和展望,以期为特定污染物在环境污染治理中的实际应用提供参考依据。     

水固液微界面氧化还原反应过程与污染物控制研究

本文介绍了3个反应体系,包括铁锰复合氧化物氧化吸附除砷体系、铁氧化物包覆零价铁光芬顿催化和负载型多价态锰氧化物臭氧催化体系,通过固液微界面不同的氧化还原反应,实现了对水中砷和难降解有机污染物的高效去除.重点介绍了不同氧化还原反应对污染物转移转化的作用机制,说明了水体中固液微界面氧化还原反应,对污染物的转移转化起着重要作用.     

垃圾渗滤液污染羽在地下环境中的分带现象研究

通过土柱实验研究垃圾渗滤液污染物在地下环境中降解的生物地球化学作用和分带现象,并对污染前后土壤中的Fe³⁺、Fe²⁺、氧化容量(OXC)和还原容量(RDC)等的变化进行分析.结果表明,垃圾渗滤液污染羽中出现了4个顺序氧化还原带,微生物在每个带所利用的最终电子受体是不同的,分别为CO₂、Fe³⁺、NO₃^-和O₂,相应地依次称为产甲烷带、铁还原带、NO相似文献   

渗滤液污染羽中氧化还原带的动态发展演化研究

通过砂箱模拟实验研究了垃圾渗滤液污染羽中氧化还原带的动态发展和演化过程.结果表明,随着时间的推移和污染程度的加重,各氧化还原带不断向前推移,产甲烷带/硫酸盐还原带的范围不断扩大,随后出现惰性区.在氧化还原带的整个演化过程中,各带中TOC、硫化物、NH 4 -N、HC03-3、CO2和Fe2 等物质的浓度随时间的推移而升高,随离污染源距离的增加而降低;NO-3和DO等物质的浓度随时间的推移而减小,随离污染源距离的增加而升高;SO2-4的浓度则随时间的推移先减小而后增加,随离污染源距离的增加而降低.而且,随着污染程度的加重,沉积物中Fe3 含量降低, TOC含量升高.在氧还原带、硝酸盐还原带、铁还原带和产甲烷带/硫酸盐还原带沉积物中, Fe3 由占OXC的70.5%分别减小为56.3%、41%、28.3%和15%;TOC由占RDC的98.7%分别升高为102.0%、107.0%、142.9%和162.1%;Fe2 主要以PeS和FeCO3,沉淀形式沉积下来,分别占总Fe2 的80.6%、175.6%、377.7%和555.1%.     

深圳简易垃圾填埋场水土环境污染指标识别

基于现场踏勘、人员访谈和资料收集,采用内梅罗指数法对深圳市现存24座简易垃圾填埋场土壤和地下水环境质量进行了评价,对其特征污染指标进行了识别,结果表明,土壤超标污染指标5种,包括镉和砷2种中度污染指标,污染指数分别为2.970和2.141,钒、镍和铅3种轻度污染指标,污染指数在1.348~1.777之间;地下水超标污染指标22种,包括总大肠菌群、氨氮、锰、铁、铅、铝、高锰酸盐指数、铊、总溶解性固体、碘化物、镍、硫酸盐和铍13种重度污染指标,污染指数在3.860~832.581之间,砷、总硬度、硝酸盐、氟化物、氯化物和硒6种中度污染指标,污染指数在2.039~2.993之间,锑、钠和汞3种轻度污染指标,污染指数在1.084~1.147之间.地下水污染程度远比土壤污染严重.深圳市简易垃圾填埋场土壤特征污染物为氟化物、砷、镍、铅、钒和镉,共6种;地下水特征污染指标为总硬度、溶解性总固体、硫酸盐、氯化物、氟化物、硝酸盐、氨氮、铁、锰、砷、铅、镍、铝、铊、高锰酸盐指数和总大肠菌群,共16种.氟化物、铅、镍、铊和铝5种污染物呈现了典型地区特征.本研究结果可为深圳市简易垃圾填埋场环境质量管理提供数据支撑.     

铁基固体材料对钒矿污染土壤的固化效果研究

选用还原性材料铁粉、硫酸亚铁,氧化性材料三氧化二铁,吸附性材料钢渣、针铁矿,共5种3类铁基固体材料对钒冶炼渣污染的土壤进行了固化研究.结果表明,固定效率由高到低依次为硫酸亚铁>铁粉>针铁矿>钢渣>三氧化二铁.在1%的添加量、固化7d的固化条件及水平振荡的检测方法下,铁粉、硫酸亚铁对V的固定效率分别达到了97.7%和98.8%.模拟酸雨的浸出环境对还原性材料影响不大.还原性材料固化1d内对V和Cr便达到较高固定效率,之后30d内固定效率呈现轻微下降趋势.随材料用量增加,还原性材料对V和Cr的固定效率增大,实验最大用量2%时,铁粉对两者固定效率分别达到99.6%和78.5%,硫酸亚铁达到99.9%和90.6%.BCR分析表明,还原性材料对实验土样固化后,大幅降低了V的酸提取态,增加了V的可氧化态.     

Anaerobic biodegradation of benzene series compounds by mixed cultures based on optional electronic acceptors

A series of batch experiments were performed using mixed bacterial consortia to investigate biodegradation performance of benzene, toluene, ethylbenzene and three xylene isomers （BTEX） under nitrate, sulfate and ferric iron reducing conditions. The results showed that toluene, ethylbenzene, m-xylene and o-xylene could be degraded independently by the mixed cultures coupled to nitrate, sulfate and ferric iron reduction. Under ferric iron reducing conditions the biodegradation of benzene and p-xylene could be occurred only in the presence of other alkylbenzenes. Alkylbenzenes can serve as the primary subs＇rates to stimulate the transformation of benzene and p-xylene under anaerobic conditions. Benzene and p-xylene are more toxic than toluene and ethylbenzene, under the three terminal electron acceptors conditions, the degradation rates decreased with toluene 〉 ethylbenzene 〉 m-xylene 〉 o-xylene〉 benzene 〉 p- xylene. Nitrate was a more favorable electron acceptor compared to sulfate and ferric iron. The ratio between sulfate consumed and the loss of benzene, toluene, ethylbenzene, o-xylene, m-xylene, p-xylene was 4.44, 4.51, 4.42, 4.32, 4.37 and 4.23, respectively; the ratio between nitrate consumed and the loss of these substrates was 7.53, 6.24, 6.49, 7.28, 7.81, 7.61, respectively; the ratio between the consumption of ferric iron and the loss of toluene, ethylbenzene, o-xylene, m-xylene was 17.99, 18.04, 18.07, 17.97, respectively.     

渗滤液污染羽中沉积物氧化还原缓冲能力研究

通过土柱模拟实验研究含水层沉积物的氧化还原缓冲能力及其在不同氧化还原带中的变化.结果表明,随着污染的加重,沉积物的氧化容量(OXC)减小,而还原容量(RDC)升高.在未受污染的沉积物中,Fe³⁺是OXC的主要组成,约占OXC的70.5%;TOC是RDC的主要组成,约占RDC的98.7%.在厌氧环境中大部分无定型态和部分晶体态Fe³⁺被还原,还原产物主要以FeCO₃和FeS形式沉淀;在产甲烷带/硫酸盐还原带和铁还原带中,Fe²⁺的沉积使得可离子交换态Fe²⁺含量由原样中的0.5%分别升高至3%和1.84%.因此Fe³⁺是含水层中主要的氧化还原缓冲剂,Fe³⁺还原、Fe²⁺沉淀和Fe2+的离子交换等作用大大减小了厌氧渗滤液污染羽的扩展,对进入含水层的还原性污染物有重要的缓冲作用.     

基于过硫酸盐的高级氧化工艺修复有机污染土壤的研究进展

基于硫酸根自由基的高级氧化工艺(sulfate radicals based-advanced oxidation processes, SR-AOPs)因其高效、经济且环境友好等特点,在有机污染土壤的修复领域受到越来越多的关注. SR-AOPs的原理是通过活化过硫酸盐(S₂O₈^2-,PS)产生以硫酸根自由基(SO₄·^-)为主的活性氧自由基将有机污染物氧化成CO₂、H₂O和无害或危害较小的化学物质.本文概述了影响SR-AOPs修复污染土壤的因素,重点总结了SR-AOPs在总石油烃(TPHs)、多环芳烃(PAHs)、多氯联苯(PCBs)、农药等污染土壤修复中的应用,分析了污染物特征、过硫酸盐和活化剂用量、土壤与溶液比等对污染物去除效率的影响,并讨论了SR-AOPs处理对土壤生态的影响.结果表明：活化方式、pH、土壤含水量、土壤有机质等因素会影响SR-AOPs对污染土壤的修复效果.热活化、微波活化、超声波活化、碱活化、基于铁基催化剂活化等...     

零价铁对土壤中硝基苯类化合物的还原作用

用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对零价铁在常温常压下还原3种土壤中对硝基苯和间二硝基苯进行了研究.结果表明,硝基苯类化合物转化为苯胺等化合物,对硝基苯和间二硝基苯2种化合物在黏土中的还原率分别达到91%和90%.不同土壤物理化学性质与硝基苯类化合物的还原率有密切关系,表现为黏土>轻壤土>砂土的规律;中性偏酸的土壤有利于硝基苯类化合物的还原和降解,降解率随有机质含量升高而增高.     

BTEX污染含水层不同形态铁含量变化的试验模拟

通过砂柱试验模拟BTEX(苯、甲苯、乙苯和二甲苯的混合物)污染含水层的过程,分析了含水层中铁形态分布及氧化还原环境的变化.结果表明:发生铁还原反应区域介质中的w(TFe)降幅最大,达25.7%;而发生硫酸盐还原反应的区域介质中的w(TFe)因亚铁沉淀生成作用降幅减至11.7%~14.6%.铁还原菌电子受体主要来源于氧化物结合态铁;氧化物结合态铁首先转化为可交换态铁,进而被利用.硫化物结合态铁的形成可作为硫酸盐还原过程开始的标志.      

硝酸盐对沉积物中有机物氧化减量及微生物群落结构的影响

通过投加硝酸钙为电子受体,促进厌氧环境中有机污染物降解转化的方式已被广泛应用于沉积物的污染修复,然而目前有关硝酸盐对复合污染沉积物中有机污染物的减量特点及其微生物响应的了解极少.本研究通过在实验室模拟条件下添加硝酸盐到河涌沉积物中,采用极性和非极性逐步分离萃取、GC-MS相对含量测定,以及PCR-DGGE分子生态学分析手段相结合,研究硝酸盐对河涌沉积物中有机污染物降解转化和微生物菌群结构特点的影响.结果表明,硝酸钙的投加可有效提高有机物的去除效果.沉积物TOC以及总有机物的去除率比未添加硝酸盐的对照组分别高出47.25%、29.55%.各类有机物的去除效果由高到低依次为含硅有机物、烷烃、多环芳烃、杂环、烯烃类、苯系物、极性物质、邻苯二甲酸酯类、醛酮和烷酸酯类物质.其中含硅有机物、持久性有机污染物多环芳烃、苯系物以及杂环物质的去除率比对照组分别高出46.73%、36.25%、23.19%、35.92%.细菌16S rDNA V3区PCR-DGGE图谱显示,硝酸盐添加前后沉积物中的微生物群落结构存在显著差异.其中10个主要条带中4条归属于变形细菌(Proteobacteria)的δ和γ两个亚群,2条归属于放线菌门(Actinobacteria),1条归属于梭菌纲(Clostridia),1条归属于绿弯菌门(Chloroflexi),1条归属于新发现的细菌门(Caldiserica),1条为未培养微生物.本研究结果将为利用硝酸盐促进厌氧沉积物的污染治理提供科学依据和理论指导.