农药生产场地污染土壤的化学氧化修复技术研究进展

我国是农药生产使用大国,农药品种包括有机氯类、有机磷类和菊酯类等多代农药.农药造成的土壤污染主要发生在农药生产场地和农用地,其中农药生产场地污染土壤具有多代农药混合以及有机溶剂复合污染等特点,这类污染土壤的修复与安全利用是亟待解决的环境问题.因具有修复时间短和成本低的优点,化学氧化药剂已成为土壤修复采用的主要药剂.然而...     

基于化学氧化法修复石油烃污染土壤研究进展

石油作为现代工业的血液,被广泛应用于各行各业.但是,其带来的环境污染问题不容忽视,尤其是泄漏等生产事故诱发的土壤污染.化学氧化法因具有修复效能高、成本低及操作便利等优势,常用于石油烃污染土壤修复.本文重点综述了基于过氧化氢和过硫酸盐的高级氧化技术修复石油烃污染土壤过程中常用的活化剂、强化措施、关键影响因素及其效能;汇总了其他氧化剂在修复石油烃污染土壤方面的效果;分析了不同高级氧化技术应用于石油烃污染土壤修复的优缺点;展望了化学氧化法修复石油烃污染土壤未来的发展方向与挑战.     

类Fenton氧化在污染土壤修复中的应用

传统的Fenton氧化要在酸性条件下进行,使用传统的方法处理污染土壤会造成土壤生态环境的破坏.为了保护生态环境,在不改变土壤pH值的条件下,利用铁盐和铁的氧化物矿石作催化剂催化H2O2氧化去除土壤中的污染物.研究结果表明:不同的催化剂催化氧化去除污染物的能力不同,可溶态的亚铁盐和铁盐催化效果比不可溶的固态铁矿石要好,其中可溶态的硫酸亚铁催化反应的效果最好,反应60 min后,污染物的最大去除率能达到65%以上;不可溶的铁矿石中磁铁矿的催化效果比赤铁矿要好些,污染物的去除率能达到55%以上.     

生物炭材料在海洋石油类污染修复中的应用研究进展

时有发生的溢油事故以及沿海陆源输入性的石油污染会对海洋生态系统造成短期或长期的危害.生物炭是一种原料来源广、低成本、环境友好的富含碳的材料,是解决全球废弃物碳足迹问题的重要措施.近年来,基于生物炭的海洋石油烃修复材料被广泛关注.因此,本文将详细介绍生物炭的制备及生物炭材料在海洋石油烃修复中的应用.生物炭的制备过程中,其理化性质主要受原料类型、热解速率、热解温度和热解时间的影响.生物炭的高孔隙率和丰富的表面官能团,使其具有溢油吸附的巨大潜力.为提高溢油吸附效率,酸改性、磁改性和疏水改性等方法常用来改善生物炭的性质.此外,生物炭基气凝胶因其独特的吸附性能,也得到了广泛的研究和关注.除在水环境适用外,利用生物炭还可对沉积物中的石油烃进行封存和修复,以减少其扩散和生物利用度.多孔、富含营养元素的特点使生物炭可以作为固定化材料来固定石油烃降解菌,以减少海洋环境条件对微生物的冲击,保证菌剂的降解效率.综上,生物炭具备的各种优异性质使其在海洋石油污染修复中具有广阔的应用前景.因此,生物炭实际应用的不足及自身存在的某些性质问题,是此后生物炭的研究重点,应当给予更多的关注.     

基因工程菌在石油污染修复中的研究进展与前景

构建基因工程菌（genetically engineered microorganisms,GEMs）是石油污染生物修复的重要发展方向.目前,通过基因编辑、过表达和定向进化等手段改造微生物的石油污染物降解和调控途径,可以提高微生物的环境适应能力和污染物降解能力,用于石油污染物的生物降解和监测.本文概述了石油污染物降解基因工程菌的主要构建策略,包括选择和改造宿主菌、改造与优化石油污染物关键酶和代谢通路、开发微生物全细胞传感器和构建基因工程菌的自毁程序.此外,基因工程菌也可用于石油污染的酶修复、微生物菌群修复和细菌-植物联合修复.随着系统生物学和合成生物学在降解微生物中的应用,基因工程菌在石油污染修复中展现出良好的研究和应用前景.     

表面展示技术在污染环境生物修复中的应用

革兰氏阴性细菌、革兰氏阳性细菌和酵母中已建立多个表面展示短肽和蛋白质的系统.在微生物细胞表面展示外源蛋白对污染环境的生物修复有着重要的意义.展示金属结合蛋白(肽)的微生物可用于污染土壤和工业废水的净化,展示有机磷水解酶的微生物将用于有机磷污染物的脱毒.微生物表面展示技术将成为污染环境生物修复的有效策略.这一技术的研究还是一个新领域,要使其得到应用还有许多问题需要解决. 参38     

铁氨氧化研究进展及在污水脱氮中的应用探索

近几年来,铁氨氧化(Feammox)反应在不同的环境体系中相继被发现. Feammox反应是在厌氧环境中以及微生物的驱使作用下,NH₄⁺和Fe(Ⅲ)分别作为电子供体和电子受体,Fe(Ⅲ)被还原生成为Fe(Ⅱ),而NH₄⁺则转化生成为亚硝酸盐(NO₂^-)、硝酸盐(NO₃^-)和氮气(N₂)几种不同形态的氮素.Feammox的发现进一步揭示了氮素在自然界循环中的新的转化途径,这种新的氮素转换途径给污水领域中的脱氮技术方法带来了全新视角.另外,Feammox能够和厌氧氨氧化(Anammox)和铁型反硝化(NDFO)耦合或者通过实现Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)之间的循环转化进行脱氮,使得Feammox成为了一种潜在的新型脱氮技术.通过综述Feammox的发展历程、反应机制、以及对自然界生态系统所产生的的影响和其所受影响的物理性因素,最后,进一步探讨Feammox在污水脱氮中的应用,并对其未来发展进行总结和展...     

强化的零价铁PRB技术对PCBs污染地下水的修复

本实验强化了零价铁可渗透反应墙（Permeable Reactive Barrier,PRB）技术,分别用还原铁粉、还原铁粉＋锌粉、还原铁粉＋活性炭为主要的反应介质,以Arcolor1242为靶污染物,对强化的零价铁PRB技术治理多氯联苯污染的地下水的可行性和有效性进行了模拟研究。实验结果表明：在温度10℃,有效孔隙率为61%~67%,水的渗透速度为0.7~0.8 m.d-1的条件下,3个反应柱稳定期对PCBs的去除率分别达到94%、85%、79%,pH值从6.87升高到8.78、10.2、7.93;氧化还原电位从-48.6 mV降到-135、-107、-86.4 mV;出水铁离子的平均质量浓度为0.241、0.129和0.201 mg.L-1,脱氯率平均值为49.6%、72.6%、58.6%。综合考虑处理效果与成本,用零价铁PRB技术治理PCBs污染的地下水是可行的。     

石油烃污染土壤联合修复技术研究进展

随着石油的开采和使用,土壤石油烃污染的问题已经十分严峻,研究绿色、高效、低成本的修复技术对于污染土壤修复具有重要意义.通过总结了物理、化学和生物修复技术对石油烃污染土壤的修复效果、影响因素以及优缺点,并针对以上技术的局限性,归纳整理电动-化学氧化、电动-微生物修复、表面活性剂淋洗-生物修复、预氧化-生物修复、植物-微生...     

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。     

污染土壤中菲的修复技术研究进展

菲是多环芳烃中的代表性物质,具有"三致"效应,而且菲的蒸汽压小,辛醇-水分配系数高,生物可利用性低,是一种持久性有机污染物。随着化石燃料的大量使用,受菲污染的土壤越来越多,研究菲的修复技术对污染土壤的再利用具有重要意义。结合目前国内外研究进展,综述了污染土壤中菲的修复方法,包括物理修复、化学修复和生物修复。针对各种修复方法,阐述了其原理、修复条件、实例应用和优缺点,重点论述了植物修复和微生物修复方法的降解机理和应用,分析了微生物性质,包括氧、营养物、温度、土壤理化性质、共存污染物等环境因素对生物降解的影响。由于溶解性的菲有较好的迁移转化能力,因此表面活性剂的助溶作用适用于各种修复方法,选择合适的表面活性剂可以提高修复效果。在各种修复技术中,物理修复是通过物理技术实现菲的解吸与富集,无污染,但是去除率低;化学修复是使用氧化剂将菲氧化分解成无毒易降解的小分子物质或通过添加化学淋洗剂增加菲的溶解性,提高迁移转化能力,用时短,但是引入其他试剂,容易造成二次污染;植物修复是通过植物的提取、降解和固定等过程实现菲的修复,尤其是植物的根际环境为微生物的生长提供有利的条件;微生物修复以菲可作为微生物生长的碳源为基础,在分解酶的作用下实现菲的降解,但是生物修复周期长,可利用的生物少,而且可能生成毒性更高的中间代谢产物。因此,寻找合适的修复物种,采用基因技术提高生物的修复能力或多法联用、取长补短可提高修复效率。最后,在共降解理论的基础上,结合重金属和有机污染物共存时,一种物质的存在对另一种物质的降解有促进作用,提出了协同降解的概念,寻求对多种污染物有协同降解或共降解作用的修复方法是今后发展的主要方向。     

In situ immobilisation remediation of cadmium in artificially contaminated soil: a chemical and ecotoxicological evaluation

A pot experiment was conducted to evaluate the effectiveness of sepiolite-induced immobilisation remediation of Cd contaminated soil. The results demonstrated that adding sepiolite significantly increased the soil pH and resulted in 35.1–66.0%, 30.3–48.9%, and 31.6–51.6% reduction in toxicity characteristic leaching procedure of Cd (TCLP-Cd), respectively, for the Cd levels of 1.25, 2.5, and 5?mg/kg compared with the no-sepiolite controls. These decreases in TCLP-Cd were associated with reductions in plant phyotoxicity and Cd absorption, and sepiolite-treated soils resulted in increases of 3.2–38.0%, 34.2–52.3%, and 8.4–51.5% in shoot biomass, respectively, and in decreases of 26.7–39.6%, 17.3–28.5%, and 6.1–21.8% in shoot Cd contents, respectively, under soil Cd concentration of 1.25, 2.5 and 5?mg/kg compared to the unamended soils. The greater microbial biomass and catalase and urease activities after applying sepiolite implied a certain degree of recovery in metabolic function recovery during soil remediation. These results demonstrated that the application of sepiolite not only was effective at reducing Cd bioavailability and the rate of Cd accumulation in plants, but also improved soil environmental quality.     

Electrochemical remediation of phenanthrene from contaminated kaolinite

In this work a two-stage process combining soil electrokinetic remediation and liquid electrochemical oxidation for the remediation of polluted soil with organic compounds has been developed and evaluated using phenanthrene-spiked kaolinite. Application of an unenhanced electrokinetic process resulted in negligible removal of phenanthrene from the kaolinite sample. Addition of co-solvents and electrolyte to the processing fluid used in the electrode chambers enhanced phenanthrene desorption from the kaolinite matrix and favoured electro-osmotic flow. Near-complete removal of phenanthrene was achieved using Na₂SO₄ and ethanol in the processing fluid. Phenanthrene was transported towards the cathode chamber where it was collected. The cathodic solution containing the pollutant was treated by electrochemical oxidation; complete degradation of phenanthrene occurred after 9 h using Na₂SO₄ as electrolyte.     

利用新型可渗透反应格栅技术对垃圾渗滤液污染地下水过程作用研究

以垃圾渗滤液污染地下水为研究对象,选择沸石、无烟煤、陶粒、活性炭、炉渣、粉煤灰、零价铁、石英砂作为填充材料,设计7种地下可渗透反应格栅（PRB）,分别为反应器1、2、3、4、5、6和7。通过连续实验模拟,对PRB技术治理污染地下水的可行性和有效性进行研究,监测反应器处理效果,分别7种反应器内流速、EC、Cl-的变化及对污染物去除效果及其影响进行分析,探索污染物去除机理。结果显示,反应器水渗流速度在80-150 cm.d-1情况下,对COD去除率为82.22%-88.88%,对Cl-去除率为-0.20%-1.68%,对色度去除率为36.38%-71.86%,表明利用新型PRB技术防控渗滤液污染地下水是可行的,但仍有些技术问题有待深入研究。     

活化过硫酸钠原位修复石油类污染土壤研究进展

过硫酸钠作为原位化学氧化技术常用的氧化剂在国外已经被广泛用于实际石油类污染土壤的修复,国内则应用较少.过硫酸钠通过活化能产生SO-·4和·OH,这些具有强氧化性的基团可以降解大部分的石油类污染物.本文在关注过硫酸钠活化技术与反应机理的基础上,分析过硫酸钠原位修复后土壤环境的生物地球化学变化以及多种修复技术联合的工程应用,对过硫酸钠自活化试剂的制备、过硫酸钠原位修复与其它土壤修复技术联合和当前应用中存在的问题等进行了展望.