温和预氧化提高后续生物修复石油污染土壤

为得到一种能促进后期生物阶段高效降解石油烃(TPH)的温和Fenton预氧化方式,本文考察了不同Fenton预氧化过程中羟基自由基(·OH)特征、后续生物修复过程中营养消耗、土著菌活性(CO_2)以及TPH去除量的差异,结果表明,温和Fenton预氧化组(·OH存在时间:73 h;双氧水浓度:225 mmol·L~(-1))中·OH存在时间短H_2O_2用量少,残余细菌活性高,后续对石油的生物降解率高,不加菌就能够达到与加菌相同的修复效果(TPH去除率38%左右).且在不加菌的条件下,后期生物阶段TPH去除率,温和预氧化组(38%)要高于普通预氧化组(15. 32%～33. 15%).进一步分析各链烃的去除效果,发现在后续生物修复阶段,温和预氧化组能减少对链烃组分(C17～C21)的抑制;而对比各组的土著菌活性,发现温和预氧化可以适当刺激土著微生物生长并提高其活性,这些因素均有利于TPH的去除.温和预氧化在后期生物修复阶段对TPH的去除不加菌就能够达到与加菌相同的处理效果,是一种低成本可行的修复方式.     

石油污染土壤的原位修复技术

本文主要介绍了治理石油污染土壤的土壤气相抽提、生物修复和生物通风三种原位修复方法的基本原理及影响因数     

氯氧铁非均相催化过氧化氢降解罗丹明B

传统芬顿(Fenton)法因反应pH值低、产生大量铁泥等限制其规模化应用.采用化学气相转变法制备氯氧铁(FeOCl)纳米片,选择罗丹明B为模型污染物,研究FeOCl作为类芬顿催化剂催化过氧化氢(H_2O_2)降解罗丹明B性能.通过扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射光谱(XRD)等表征结果显示,FeOCl晶型结构完整、呈现纳米片状,可充分暴露催化活性位点.罗丹明B降解实验结果表明,H_2O_2投量为1. 67 mmol·L~(-1)时,投加200 mg·L~(-1)FeOCl,可使得罗丹明B去除率由15. 5%提高至100%(15 min). FeOCl的催化性能随pH升高而降低,初始pH为3、5和7时,反应15 min后罗丹明B去除率分别为100%、100%和84. 0%,初始pH提升至9,去除率则显著降低至57. 6%.与传统Fenton法比较,FeOCl催化H_2O_2的pH值范围明显拓展,在弱酸性和中性条件下表现出优良的催化性能.自由基淬灭实验表明,FeOCl/H_2O_2体系催化降解罗丹明B起主要作用的是羟基自由基(·OH).电子自旋共振波谱仪测定(EPR)结果表明,单独H_2O_2体系未检测出明显的自由基信号,而投加FeOCl使得·OH信号显著增强,·OH是降解罗丹明B的主要氧化活性物种.     

富里酸改性FeMnNi-LDH对砷镉污染土壤的钝化修复

选用腐殖质活性组分富里酸(FA)作为铁锰镍层状双氢氧化物(FeMnNi-LDH)的修饰物,采用共沉淀法制备出稳定层状FA@Fe Mn Ni-LDH复合材料,并运用于As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)复合污染土壤的钝化修复.通过小白菜盆栽实验研究了在不同砷镉复合污染水平及不同初始土壤pH值条件下,复合材料对土壤As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的钝化效果、各形态含量变化及对小白菜根部和地上部As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)转运、富集系数的影响,并进行相关性分析.结果表明,FA@Fe Mn Ni-LDH复合材料对As和Cd具有显著的同步钝化效果.当复合材料添加量由0%增加到1.0%,促进了土壤非专性吸附态和结晶铁铝氧化物结合态As向专性吸附态、无定型铁铝氧化物结合态和残渣态As转化,土壤可交换态Cd主要向残渣态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和有机结合态Cd转化;土壤初始pH对As和Cd的钝化效果影响明显,酸性和中性土壤的pH分别增加了1.65和0.64个pH单位,土壤有效态As的降低率分别达到69.74%和63.31%,有效态Cd的降低率分别为60.25%和61.78%;小白菜的鲜重和株高随复合材料添加量的增加而提高,并...     

铁活化过硫酸盐原位修复有机污染土壤研究进展

原位化学氧化修复技术(in situ chemical oxidation,ISCO)是处理场地污染物的常用方法.过硫酸盐(S2O82-)作为原位化学氧化技术使用的1种新兴修复剂,具有更加稳定、易传质、pH适用范围广的特点.通过光、热、过渡金属等条件可以对S2O82-进行活化,分解产生SO4-·.在分析过硫酸盐氧化机理...     

石油污染土壤修复技术研究现状与展望

我国在发展石油产业过程中,石油污染对于人类的自身健康以及生态环境等多个方面会造成很大的危害.土壤当中石油污染物通常来自石油加工、开采、储存、运输时可能存在了泄漏情况.当前我国和国外都面临着比较严峻的土壤污染问题,加强治理土壤污染工作受到了社会的广泛关注.基于此,文章将详细分析石油污染土壤修复技术,并结合实际情况,制定应...     

石油污染土壤综合修复治理方法研究

通过对石油污染土壤情况调查发现,石油污染土壤程度在平面上,以油井为中心,污染程度向四周减轻;在纵深上,土壤表层污染较重,往下随深度递增而呈减轻的趋势。因此,基于土壤污染程度分布情况,各区域的治理方法也不同,污染土壤严重区域(油井附近)采用土壤置换法,轻微区域(外围)采用植物修复技术,中等区域(介于前两者之间)采用微生物修复技术。为了提高综合修复质量,在中等和轻微污染区域进行微生物+植物联合修复技术试验,结合试验效果,合理利用该技术最终可达到治理目的。     

石油污染土壤原位生物修复强化技术研究进展

因石油污染物的性质及土壤环境条件限制,石油污染土壤中的石油降解微生物普遍存在数量偏少和活性不足的问题,导致其自然净化能力较低,且速度缓慢。多种原位强化技术可提高石油降解微生物的降解能力,主要包括生物投加法、生物刺激法、生物通风法及微生物燃料电池等。生物投加法主要包括高效微生物、固定化微生物及植物-微生物的投加等方法;生物刺激法主要包括营养物质、生物表面活性剂、共代谢生长基质、电子受体的投加等方法。系统分析了各原位生物修复强化技术的作用机理及研究、应用现状,在此基础上提出了电动-微生物联合修复技术、微生物燃料电池-微生物联合修复技术及固定化材料纳米粒子的应用是原位生物修复强化技术未来的研究方向。     

石油污染土壤热解修复反应规律与机制研究

在石油的开采、运输等过程中,由于原油泄漏而产生的石油污染土壤会严重威胁生态环境和人类健康.相比细菌降解修复和化学氧化修复,中低温热解修复是一种高效、经济的修复方法.然而,国内对石油污染土壤的热解修复规律和影响因素研究却较少.本文先以模型污染土壤为研究对象,考察了初始含油率(5％、10％)、热解温度(375、400、42...     

石油污染土壤的生物修复技术及微生物生态效应

利用投菌法和生物刺激法对陕北子长石油污染土壤进行微生物修复研究.通过利用红外分光光度法测定不同处理方法对石油烃的去除效果确定了修复陕北石油污染土壤的最佳方案.修复过程中利用最大可能计数法(MPN)、PCR-琼脂糖电泳法、PCR-DGGE法分别测定了石油烃降解菌数目、催化基因、土壤微生物多样性对土壤微生物生态效应进行研究.结果发现石油污染土壤不同生物处理修复效果为:生物刺激(加入N、P营养物质)生物强化(投加降解菌)其他.土壤中石油烃降解率与可降解石油烃的催化基因含量之间存在正相关关系,修复过程中土壤中的石油烃和烷烃降解菌数量显著多于多环芳烃降解菌数量,投加外源降解菌SZ-1可以显著提高土壤细菌群落的多样性.研究结果有助于深入理解生物修复石油土壤过程中的微生物生态效应变化.     

可迁移性零价铁的制备及其活化过硫酸盐氧化修复石油污染土壤

纳米零价铁(nZVI)活化过硫酸盐(PS)体系具有活性高、持效性长等潜在优势,在有机污染土壤修复领域具有良好的应用前景.然而,nZVI颗粒易于发生团聚和被空气氧化,在土壤中迁移性能和稳定性能较差,限制了其活化性能的发挥.本研究采用聚天冬氨酸(PASP)修饰和硫化改性技术,制备了可迁移的零价铁复合材料(PASP-S-nZVI),评价了PASP-S-nZVI的活化PS性能及其在石英砂填充介质中的迁移性能,优化了该材料活化PS降解土壤中石油烃的反应条件,并开展了土壤污染修复小试试验. SEM-EDS和XPS表征结果显示,PASP-S-nZVI材料为表面具有PASP涂层及硫铁化物(FeS_x)的零价铁.与未改性nZVI和S-nZVI相比,PASP-S-nZVI材料的悬浮稳定性、Zeta电位和电子利用率都显著增加,表明双重改性增加了nZVI的稳定性能.柱试验结果显示,PASP-S-nZVI具有较低的附着效率,其实际碰撞效率是S-nZVI的38.0%、nZVI的26.5%,在含水介质中的迁移性能显著增加,且增加程度与填充介质的粒径尺寸和水体pH有关.在优化的条件参数下,PASP...     

羟基自由基快速去除表面有机磷污染实验研究

针对近年来不断发生的有机物磷污染事件,通过强电场电离放电方法把H2Ogas和O2电离,制取以·OH为代表的活性自由基溶液,以喷洒的方式对2种模拟有机磷污染物敌敌畏和氧乐果进行表面快速去除研究.结果表明,在pH=6,模拟平面上敌敌畏和氧乐果初始浓度为60 μg·cm-2的情况下,当·OH喷洒密度增加到3.9 μg·cm-2时,短时间内敌敌畏和氧乐果去除率均可达90%以上,矿化率也分别达到64%和72%.随着pH值的不断增大,有机物的去除率均表现为先略有降低而后迅速增大,在接近中性时最低;其中敌敌畏和氧乐果在pH=12时的去除率要比pH=6时分别高出约21%和26%.四因素三水平正交试验表明以喷洒方式去除表面有机磷污染起主要作用的是·OH.     

生物炭负载纳米零价铁制备及修复六价铬污染土壤技术研究进展

近年来,纳米零价铁颗粒(nZVI)应用于Cr(Ⅵ)污染修复治理技术研究备受关注。生物炭负载型纳米零价铁(nZVI@BC)作为纳米零价铁改性技术之一,具有低成本、易制备和修复效果优越等优点,但此技术应用于Cr(Ⅵ)污染土壤修复方面研究尚不多。生物炭(BC)主要通过植物秸秆热解生成,生物炭负载纳米零价铁(nZVI@BC)则通过生物炭与纳米零价铁在热解-液相还原法或一步热解法合成。制备的nZVI@BC能够有效解决纳米零价铁团聚和钝化等缺点,显著提高纳米零价铁(nZVI)利用率。综述了生物炭负载纳米零价铁(nZVI@BC)应用于修复Cr(Ⅵ)污染土壤反应机理和研究进展,总结出提升该材料性能的途径有:通过调整BC热解条件和改性BC以提升BC性能;适当的质量比(BC/nZVI);使用聚乙二醇(PEG)、羧甲基纤维素(CMC)、污泥衍生的BC和茶多酚(TP)提高nZVI稳定性。nZVI@BC材料能够提高土壤中有机质含量,在Cr(Ⅵ)修复治理方面极具应用前景。     

酵母菌-细菌联合修复石油污染土壤研究

采用室内模拟方法研究热带假丝酵母菌(Candida tropicalis)和粪链球菌(Streptococcus faecalis)对石油污染土壤的联合修复,并监测修复过程中土壤脱氢酶活性、石油污染组分的变化. 结果表明:酵母菌-细菌混合菌剂在对石油烃的去除中表现出协同作用,连续培养32 d后混合菌处理组对总石油烃(TPH)的去除率达到29.9%,较单菌处理组高约50%;混合菌处理组脱氢酶活性高于单菌,并与石油烃去除率呈很好的相关性;前期低分子量烷烃降解效果明显,对于C15～C21的高分子量烷烃的降解效果主要在第32天时显现.      

复配微生物菌群修复石油污染土壤的实验研究

为了修复沿海地区的石油污染场地,该文通过提取驯化土著微生物菌,筛选复配了高效石油降解菌群,在适宜降解条件下(盐度添加比为1%、温度为25℃、p H为7),开展高效石油降解菌群修复石油污染土壤的生物强化实验。结果表明,以萃取油混合菌、表面活性剂产生菌、萘降解菌、蒽降解菌、芘降解菌按10∶1∶1∶1∶1的比例复配的高效降解菌群在相同的时间内降解效率最高,在第24天对2 000 mg/L石油烃提取液的降解率达到82.0%;添加锯末(60 mg/g)、营养盐(C∶N∶P为100∶10∶1)和每天振荡的条件为最佳强化组合方式,菌群的接种量为2%,在第48天降解率就达到了88.0%,石油污染物从初始浓度50.0 mg/g降解为6.0 mg/g。     

石油污染土壤的生态效应及修复技术研究

以玉米和向日葵为研究对象,通过田间试验研究了石油污染土壤对植物生长的影响及两种植物对石油污染土壤的修复作用;考察了节细菌(DX-9)对玉米,向日葵植物修复的强化和协同效应;探讨了石油烃在植物不同部位的残留量。结果表明:在土壤石油烃含量初始值为10000mg/kg时,玉米、向日葵生物量分别减少14.5%和21.0%。150d土壤中石油烃降解率分别为42.5%和46.4%,较对照区提高了100.5%和118.9%;节细菌的施加使两种植物的降解率分别提高到72.8%和76.4%。石油烃在玉米的根、茎、叶、芯和籽仁中的含量较对照区分别增加了19.4%、0.8%、0.7%、1.3%和14.8%,在向日葵的根、茎、叶、葵盘和籽仁中的含量分别增加了184.5%、1.2%、1.1%、2.3%和31.2%。结论表明:石油污染土壤对玉米,向日葵生长性状和籽仁质量有显著影响;玉米或向日葵与节细菌(DX-9)联合进行石油污染土壤的生物修复效果显著;石油烃在植物各部位均有不同程度的残留,根部残留量最大。     

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...     

化学氧化法修复TPH污染土壤的效果比较及工艺研究

以TPH污染土壤为研究对象,研究了不同化学氧化体系对TPH污染土壤的修复效果及影响因素。研究表明:Fenton、类Fenton及碱活化过硫酸盐3个体系都对TPH污染土壤有较好的修复效果。柠檬酸的加入改善了Fenton体系的催化作用,类Fenton体系降解效果最佳。TPH在类Fenton及碱活化过硫酸盐体系中的降解符合准一级反应动力学,提高H₂O₂、柠檬酸和过硫酸盐的浓度均有利于TPH的降解。强化混合、分次投加氧化剂及减小土壤粒径均可以提高TPH的降解效率,节约氧化剂用量。类Fenton体系中有效成分主要为·OH,碱活化过硫酸盐体系中除了·OH外,还存在SO■·或O■·等的作用,因此氧化剂利用率较高。     

生物质炭与铁钙材料对镉砷复合污染农田土壤的修复

选取了铁钙材料（FC）和山核桃蒲生物质炭（BC）制备得到复合材料（BF）,用于修复农田土壤中镉砷复合污染,以降低水稻糙米中的镉和砷含量.通过水稻盆栽试验,在植物生长期内,采集了土壤孔隙水、根际土壤、非根际土壤、水稻植株和水稻根表铁膜,探究了铁钙材料、生物质炭及其复合材料对土壤中镉和砷生物有效性和植株中镉和砷含量的影响及机制.结果表明,生物质炭材料能显著（P <0.05）提高非根际土壤（0.55～0.66个单位）和根际土壤（0.28～0.36个单位）pH,且提升土壤DOC含量;铁钙材料能显著（P <0.05）降低非根际土壤（0.14～0.27个单位）和根际土壤（0.38～0.41个单位）pH,同时降低土壤DOC含量.铁钙材料和复合材料能够同时降低土壤孔隙水、根际土壤和非根际土壤有效态Cd和As含量,而生物质炭能降低Cd含量,却提高了As含量,其中复合材料1%添加处理的效果最佳,土壤有效态Cd和As分别降低了41.8%～48.2%和6.1%～10.1%.生物质炭、铁钙材料和复合材料均能提高植株生物量（根、茎、叶和籽粒的干重）,水稻籽粒干重较CK增加了48.5%～184.0%,根...     

高效石油降解菌的筛选及石油污染土壤生物修复特性的研究

从陕北石油污染土壤中富集分离、优选出7株菌株,并进一步研究了7株菌的生理生化特性.菌株鉴定结果表明,SY21为不动细菌属,SY22为奈瑟氏球菌属,SY23为邻单胞菌属、SY24为黄单胞菌属、SY42为动胶菌属、SY43为黄杆菌属、SY44为假单胞菌属.7株菌的降油试验结果表明,降解8d后,加菌试样的石油烃降解率均达到80%左右,7株菌的石油烃降解速率高于目前已有的报道.接种量越大,石油菌数量越多,石油烃降解率随接种量的增加而提高.采用SY43和SY23菌株对土壤进行生物修复,试验结果表明,投加高效菌株SY43和SY23均可在较短的时间内将土壤中的石油污染物去除,去除率可达88.4%和73.4%,其中菌株SY43的修复效果优于SY23.