抗坏血酸还原降解土壤中的阿特拉津

研究了抗坏血酸还原降解土壤中阿特拉津的效率、影响因素和途径。结果表明:抗坏血酸能有效降解土壤中阿特拉津。当抗坏血酸浓度为20 mmol/L,初始pH为7. 0,温度为20℃时,土壤中阿特拉津降解率达到85. 5%,降解速率为0. 117 d-1。氧气会增加抗坏血酸的消耗量,从而抑制土壤中阿特拉津的降解。在20～50℃内增加反应温度能促进土壤中阿特拉津的降解,抗坏血酸降解土壤中阿特拉津的表观活化能为22. 6 k J/mol。抗坏血酸在碱性条件下降解阿特拉津的效率显著高于中性和酸性。抗坏血酸降解阿特拉津的途径主要包括脱氯、脱烷基和羟基化反应。     

脉冲放电等离子体同时处理地下水中Cr（VI）和阿特拉津的研究

常规地下水修复技术如物理法、化学法和生物法难以同时降解地下水中重金属-有机物复合污染.本文提出多针-板脉冲放电等离子体 同时降解地下水中重金属和有机物复合污染的方法.以Cr（VI）和阿特拉津为目标污染物,研究复合污染中Cr（VI）和阿特拉津浓度、放电电压、溶液初始pH值和地下水中存在的主要离子对Cr（VI）和阿特拉津降解效果的影响,并探究放电过程生成的活性物质对复合污染中Cr（VI）和 阿特拉津降解的作用效应.结果表明,相对单一污染物,复合污染物中Cr（VI）或阿特拉津的存在能够消耗放电过程产生的·H和·OH,阻碍其复合,Cr（VI）和阿特拉津在降解过程中产生协同效应.电压为13 kV时,单独处理10 mg?L^-1的Cr（VI）和阿特拉津的降解效率分别为34.0%和51.5%,而复合污染中Cr（VI）和阿特拉津的初始浓度均为10 mg?L^-1时,降解效率分别提高到45.0%和64.1%.放电电压增加,复合污染中Cr（VI）和阿特拉津的降解效率提高,但其能量效率呈下降趋势.增加溶液初始pH值,阿特拉津的降解效率减小,而Cr（VI）的降解效率呈现先减小 后增加的趋势,pH为9.2时Cr（VI）和阿特拉津的降解效率最佳.地下水中存在的7种离子（Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Cl^-、SO₄^2-、HCO₃^-）除HCO₃^-抑制 阿特拉津降解外,其它离子对降解无明显影响.O₃、H₂O₂生成量测定和自由基清除实验表明,·OH和·O₂^-对阿特拉津的氧化起关键作用,H₂O₂和·H对Cr（VI）的还原起作用.     

锌粉降解地下水中的农药阿特拉津

研究了Zn⁰催化还原模拟地下水中阿特拉津.结果表明,Zn⁰比Fe⁰具有更高的反应活性,反应5d对阿特拉津的降解率为100%,在Zn⁰还原脱氯的过程中,溶液的pH值逐渐增加,反应过程中通过添加磷酸缓冲溶液调节pH值,24h降解率达到100%.阿特拉津降解产物的GC/MS鉴定表明,阿特拉津还原脱氯的产物为2-乙胺基-4-乙丙胺基-1,3,5-三嗪(DCA).     

阿特拉津生态毒性与生物降解的研究

阿特拉津在世界范围内已经使用了40多年,目前仍然是应用广泛的化学除草剂之一.在许多国家及地区的地表水、地下水和土壤中都检测出了阿特拉津及其降解产生的中间产物.阿特拉津在土壤和水体中的持留期较长并具有生物蓄积性,不但对粮食和食品安全构成了潜在威胁,而且会扰乱和破坏生物活性,对生态环境的影响具有全球性.因此,深入研究阿特拉津的生态风险问题及其污染水体和土壤的生物修复,已成为目前研究的热点.从阿特拉津生态毒性、阿特拉津降解微生物及降解途径方面,对降解阿特拉津的酶学、遗传学和生物工程研究概况作简要介绍,为更好的利用生物技术修复阿特拉津的污染提供理论依据.     

饮用水中内分泌干扰物阿特拉津UV光氧化研究

采用单独紫外光氧化工艺去除饮用水中低浓度阿特拉津,研究了不同影响因素对阿特拉津降解效果的影响,并分析了阿特拉津的降解机理.结果表明:单独紫外光氧化对阿特拉津有很好的去除效果,在光强为205μW/cm²条件下,光解120min后,阿特拉津去除率为92.38%.阿特拉津的光解过程符合一级反应动力学模型.通过提高紫外照射光强,可以在短时间内提高阿特拉津的去除率.阿特拉津的初始浓度对光解反应基本没有影响.自来水中的有机物及多种离子的存在会降低阿特拉津的光解速率.紫外光氧化阿特拉津主要降解途径是脱氯反应,反应速率很快.羟基化产物(OHA)是主要的中间产物.OHA在紫外光作用下可以继续发生脱烷基反应,生成OHDIA和OHDEA,反应速率非常缓慢.反应液中pH值的变化与中间产物的形成过程有很好的相关性.     

阿特拉津降解菌SD41的分离鉴定及土壤修复

从山东省多年施用阿特拉津的农田土壤中分离到一株阿特拉津降解菌SD41,通过形态学、生理生化特征及16S rRNA序列分析初步鉴定为节杆菌属(Arthrobacter sp.)。该菌能以阿特拉津为唯一氮源生长,48 h内对1 000 mg/L的阿特拉津(pH 7.0)降解率为94.95%,在16~42℃、pH 7~10、0%~3%盐浓度条件下,对阿特拉津都有较高的降解率,外源性氮源对其降解无影响。该菌含有trzN和atzBC 3个阿特拉津降解基因。敏感作物盆栽试验证明,该菌株处理7 d能明显恢复小麦的各项生物量指标,具有很好的土壤修复能力,可为阿特拉津的生物修复提供良好的菌种资源。     

阿特拉津污染水体净化技术与降解机理

阿特拉津污染水体对动物、植物和人类的影响具有全球性。阐述了受阿特拉津污染水体的几种净化技术及其近期研究进展,包括物理吸附、光解、高级氧化技术以及多种技术的协同与联用。并根据上述净化技术对阿特拉津降解中间产物的鉴定结果,分析并总结了阿特拉津的多种降解途径与降解机理。最后指出现今阿特拉津污染水体净化技术的不足之处及其未来发展方向。     

土壤和水样中阿特拉津的微生物降解研究

利用实验室已经筛选到的阿特拉津降解菌株Arthrobacter sp.FM326为研究材料,研究了该降解菌在不同含水率(5%、15%、25%)的土壤和不同的水样中(农药厂排污水水样、晋宁蔬菜地沟渠水样、盘龙江水样)对阿特拉津的降解。实验结果表明,培养3d后,菌株FM326显著促进了污染土壤中阿特拉津的降解(降解效率可达95%)。土壤含水率较低时,土壤中阿特拉津的降解作用主要靠微生物的作用。随着土壤含水率的增加,土壤中阿特拉津的物理化学降解作用增强,但仍以生物降解作用为主。培养5d后,与对照相比,菌株FM326在3种水样中对阿特拉津均有显著的降解作用,其降解效率由大到小的顺序为:农药厂排污水水样(98%)晋宁蔬菜地沟渠水样(91%)盘龙江水样(86%)。     

不同实验条件下阿特拉津的生物降解研究

采用了从农药厂阿特拉津生产车间排污口污泥中分离出的菌种AT菌,进行了不同的pH值(pH=5.0～10.0)、不同的温度4～20℃条件下污染质阿特拉津的降解实验。结果表明,AT菌在pH值为5.0～10.0时对农药污染质阿特拉津均具有降解能力,且适宜的pH值范围为6.5～8.0;在4～20℃的实验温度范围内,AT菌能够降解代谢污染质,并随温度的升高,降解能力增强。20℃时降解率为38.84%。模拟治理中,设计了细菌的投放方式以模拟野外条件下的菌种投加条件,难于生物降解的污染质阿特拉津的一次投菌降解率达到31.08%。     

亚铁活化次氯酸钠降解土壤中阿特拉津

通过考察NaClO添加量、n（Fe2+）:n（NaClO）、反应时间、土壤pH、腐植酸与无机阴离子对阿特拉津降解效率的影响,对比Fe2+/NaClO氧化处理后土壤微生物群落的变化情况,探究了FeSO₄活化NaClO对土壤中阿特拉津的降解性能。结果表明:当NaClO添加量为10 mmol,n（Fe2+）:n（NaClO）为1:1时,阿特拉津降解效率最佳,为82%;其降解符合一级反应动力学模型;Fe2+/NaClO体系比单独的NaClO可产生更多的·OH参与阿特拉津降解;降解过程受土壤pH（3~9）影响较小;腐植酸和无机阴离子（Cl-、HCO₃-）对阿特拉津降解有消极影响。经过Fe2+/NaClO处理后土壤微生物门类丰度发生明显变化,如Proteobacteria门丰度由25.46%变化为72.73%。     

针-板式介质阻挡放电降解土壤中对硝基苯酚研究

采用针-板式介质阻挡放电(DBD)产生低温等离子体降解土壤中对硝基苯酚(PNP),考察了放电电压、载气气量、土壤含水率以及土壤pH值对土壤中PNP降解效果的影响。结果表明:针-板式DBD对土壤中PNP有良好的降解效果。在PNP初始浓度400mg/kg,放电电压18 kV条件下,放电处理60 min,PNP降解率达到87.3%。增加放电电压和含水率均能提高降解率。不通入载气,也有较好的降解效果。碱性条件有利于PNP降解。     

低温等离子体降解污染土壤热脱附尾气中DDTs

为优化低温等离子体技术对污染土壤热脱附尾气的处理效果,采用脉冲电晕放电等离子体处理含DDTs（滴滴涕）的热脱附尾气,控制进气中的ρ（DDTs）为2.873 mg/m3,考察了载气φ（O₂）、等离子体温度、载气湿度和脉冲电压对DDTs降解效果的影响,分析了O₃在降解过程中的作用.结果表明:①当氮气/氧气混合载气中φ（O₂）分别为0、3%、6%、10%、21%和100%时,DDTs降解率分别为80.1%、76.5%、78.4%、81.1%、88.8%和94.6%,ρ（O₃）分别为0、0.20、0.25、0.40、0.99和1.93 mg/L.随着φ（O₂）的增加,ρ（O₃）逐渐增大,除氮气气氛外,DDTs降解率均逐渐增大,当φ（O₂）超过10%时,DDTs降解率较氮气气氛下更高.p,p'-DDD降解率均为100%,p,p'-DDE和o,p'-DDT的降解率随φ（O₂）的增加而增大.氮气气氛下p,p'-DDT降解率高于低浓度氧气气氛,除氮气气氛外,p,p'-DDT降解率随φ（O₂）的增加而增大.②当等离子体温度分别为80、100和150 ℃时,DDTs降解率分别为88.8%、83.2%和56.3%,ρ（O₃）分别为0.99、0.65和0.35 mg/L.当载气湿度为0、1.0、2.7和20.5 g/m3时,DDTs降解率分别为88.8%、81.6%、68.6%和30.0%,ρ（O₃）分别为0.99、0.73、0.56和0.32 mg/L.随着等离子体温度升高、载气湿度增大,反应器内ρ（O₃）逐渐减小,DDTs降解率也随之降低.③DDTs降解率随脉冲电压的升高而增大,当脉冲电压为24 kV、脉冲频率为50 Hz、等离子体温度为80 ℃、气体在反应器中的停留时间为10 s时,DDTs降解率达86.9%.研究显示,脉冲电晕放电等离子体能够快速、有效地去除热脱附尾气中的DDTs.      

原油对土壤团聚体粒径及稳定性的影响

为探究原油对土壤团聚体粒径和稳定性的影响,以模拟污染土壤为研究对象,研究了在不同原油污染量(2%、5%、10%)和污染时间(2,15,30 d)条件下,土壤机械稳定团聚体和水稳定团聚体的粒径和含油量等参数的变化。结果表明:原油提升了土壤粒径＞2 mm的机械稳定团聚体和水稳定团聚体含量,降低了粒径＜0.25 mm的机械稳定团聚体和水稳定团聚体含量。随着污染时间增加,粒径＞2 mm的团聚体含量显著增加,粒径＜0.25 mm的团聚体含量显著降低。相同粒径团聚体的含油量随着土壤总原油量的增加而增加,原油量为10%的土壤各粒径团聚体的含油量最高;原油在不同粒径团聚体中的分配顺序为:2 mm以上>0.25~2 mm>0.25 mm以下,且粒径＞2 mm的团聚体中分配的原油量占原油总量的60%以上。总体来说,原油污染改变了土壤团聚体的粒径分布,增加了团聚体的稳定性,促进了土壤中粒径＞2 mm的大团聚体的形成,而原油主要赋存在大团聚体中。     

黏性土壤淋洗修复过程中粒径高效分级系统的研发及应用

传统淋洗技术针对黏性重金属污染土壤修复效率偏低,因此可将污染土壤进行分级减量化,以提高淋洗效率。通过研发一种土壤的高效分级系统,使得土壤颗粒实现快速筛分,以提高土壤污染淋洗修复的工作效率。该系统利用过滤分离原理,通过泵的主动加压和筛网表面的旋转,使得堆积在筛网表面的颗粒受到离心力、重力以及液体剪切力的作用,固液体系充分扰动,极大地降低土壤颗粒在筛网表面的架桥堆积现象,强化筛分过程,将土壤水溶液中的大小颗粒按目标粒径进行高效分级。通过多级粒径的实际验证（250~35μm）可知:与常规气流分离系统相比,该系统筛分速率明显提升,筛分效率和收率均可得到保证,能很好地达到土壤粒径分级的目的。此外,基于该筛分系统进行分级淋洗实验,粒径分级后需淋洗修复的土壤质量减少20%左右,并确定EDTA淋洗Pb污染土壤的最优工艺参数为淋洗液浓度为0.01~0.05 mol/L,pH=7,淋洗时间为10 h。     

秸秆焚烧物对黄土吸附五氯酚的影响研究

为研究添加秸秆焚烧物对黄土吸附环境激素的影响,以五氯酚（PCP）为目标污染物,采用批量实验法研究了PCP在黄土与添加秸秆焚烧物黄土上的吸附动力学、吸附热力学以及初始浓度、离子强度、粒径、pH值等影响因素.结果表明：添加秸秆焚烧物促进黄土对PCP的吸附,黄土与添加秸秆焚烧物黄土的动力学均较好的符合准二级动力学模型;其热力学吸附过程均更符合Freundlich吸附模型,且吸附等温线符合C-型;温度在25~45℃时,PCP在黄土与添加秸秆焚烧物黄土上的吸附平均自由能（E）小于8kJ/mol,说明其对PCP的吸附主要以物理吸附为主;PCP的吉布斯自由能ΔG^θ、焓变ΔH^θ和熵变ΔS^θ均小于0,表明该吸附属于自发放热且混乱度减小的过程;当pH值在3~7范围内时,PCP的吸附量随pH值升高而逐渐减小,而pH值在7~10范围内时,其吸附量逐渐增大;黄土对PCP的吸附量随其粒径的减小而增大;离子相同时,其浓度越高越有利于PCP的吸附;离子浓度相同时,黄土对PCP的吸附量随其价态的升高而增加.     

Pseudomonas sp. ZXY-1, a newly isolated and highly efficient atrazine-degrading bacterium, and optimization of biodegradation using response surface methodology

Atrazine, a widely used herbicide, is increasing the agricultural production effectively, while also causing great environmental concern. Efficient atrazine-degrading bacterium is necessary to removal atrazine rapidly to keep a safe environment. In the present study, a new atrazine-degrading strain ZXY-1, identified as Pseudomonas, was isolated. This new isolated strain has a strong ability to biodegrade atrazine with a high efficiency of 9.09 mg/L/hr.Temperature, p H, inoculum size and initial atrazine concentration were examined to further optimize the degradation of atrazine, and the synthetic effect of these factors were investigated by the response surface methodology. With a high quadratic polynomial mathematical model(R~2= 0.9821) being obtained, the highest biodegradation efficiency of 19.03 mg/L/hr was reached compared to previous reports under the optimal conditions(30.71°C, pH 7.14, 4.23%(V/V) inoculum size and 157.1 mg/L initial atrazine concentration).Overall, this study provided an efficient bacterium and approach that could be potentially useful for the bioremediation of wastewater containing atrazine.     

重度滴滴涕污染土壤低温等离子体修复条件优化研究

采用介质阻挡放电产生的低温等离子体对重度滴滴涕(DDTs)污染土壤进行修复处理实验,主要研究了土壤性质参数(土壤粒径和土壤含水量)和设备工作参数(放电功率、处理时间和放电气氛)对DDTs去除的影响.结果表明,采用介质阻挡放电产生的低温等离子体对土壤中的DDTs具有较好的去除作用,去除率随着处理时间的增加而升高.当处理时间增加至20min时,DDTs的去除率为95.3%～99.9%.同时确定优化条件为:放电功率1 kW、处理时间20 min、空气放电气氛、土壤粒径0～0.9 mm以及土壤含水量4.5%～10.5%.研究结果还表明,o,p’-DDE可能是o,p’-DDT氧化脱氯脱氢的中间产物.     

氮磷肥料对HB-5菌株降解莠去津的促进作用及去毒效应的影响

以莠去津降解细菌HB-5为研究对象,进行了氮、磷肥单一及复合施肥对HB-5细菌降解土壤中莠去津的促进作用的研究,探讨了莠去津降解率与土壤中速效氮、速效磷含量之间的关系及莠去津降解过程中生态毒性的变化情况.莠去津在土壤中的残留采用高效液相色谱法进行测定;土壤中速效氮和速效磷分别采用碱解扩散法及0.5mol/L-NaHCO3浸提-钼锑抗比色法测定;土壤的生态毒性采用蚕豆根尖微核法进行测定.结果表明,在实验的前5d,不论氮、磷肥单一或复合施肥均能够明显促进HB-5对莠去津的降解,不同施肥条件下莠去津的降解速率依次为:氮、磷肥复合单施磷肥单施氮肥不施肥料对照;实验5d后,各处理中莠去津降解率没有显著差异(p0.05),均达到了95%以上.土壤中速效氮和速效磷含量随着莠去津的降解而呈现逐渐减少的趋势.土壤的生态毒性试验结果表明,莠去津经HB-5菌株降解后,土壤的生态毒性显著降低;各施肥处理土壤中莠去津的生态毒性均低于不施肥处理的土壤;实验的前5d,各处理土壤中生态毒性的大小依次为:氮、磷肥复合单施磷肥单施氮肥不施肥料对照.实验7d时,各处理土壤中莠去津的生态毒性均恢复到空白对照水平.氮磷肥料的施用不仅能促进HB-5菌株对土壤中莠去津的降解,而且能加速降低土壤的生态毒性,为莠去津污染土壤的快速修复提供了理论依据.     

机械化学法修复柴油污染土壤的效率、产物及影响

针对常规污染土壤修复处理方法存在有毒降解产物、容易产生二次污染等问题,本研究采用行星球磨仪研究了机械化学法（MC）对柴油污染土壤的修复效能,利用GC/MS对柴油烃组分的降解产物进行分析,并采用SEM、XRD、BET、FTIR和TGA等方法对不同处理条件下的土壤样品进行表征.结果表明,MC处理在0.5~4.0 h内对土壤中总石油烃（TPH）的去除率可达95%以上.随着初始TPH浓度和球土质量比的升高,TPH去除率随之提高.采用MC处理后柴油组分降解难度顺序如下：烷烃<烯烃<环烷烃<芳香族化合物.在球磨处理4 h后,未检出有毒有害残留物质.球磨后土壤粒径变小,表面变粗糙,粘土矿物中的硅氧四面体暴露在土壤表面,矿物结构的结晶度逐渐降低,晶体结构逐渐破裂或变形,可在土壤表面形成富电子区域或促使土壤具有更高的反应活性,这是机械化学法高效降解柴油的主要机制.其次,土壤有机质的主要官能团受到破坏,纳米级孔隙容量降低,从而降低了土壤组分的吸附能力,增加了柴油的有效性,也有助于柴油的解吸和机械化学降解.此外,随着球磨时间的增加,土壤有机碳（SOC）含量先增加后下降,但均高于处理前.可见,MC处理可以快速彻底降解土壤中的柴油,且有利于增加土壤有机碳含量,对于石油烃污染土壤修复具有较好的应用潜力.