硝基苯废水治理的最新研究进展

硝基苯类化合物的高毒性、难降解性及其在环境中的积累性,使得硝基苯污染治理越来越受到科研工作者的关注.近几年国内外硝基苯废水治理的研究主要包括物化法、生物法两大类.深入探讨每种技术的基本原理和存在的问题,对硝基苯类废水的处理难点和关键技术以及今后的研究方向进行了分析探讨,发现目前尚未出现具有显著经济和环境优势的技术,同时还指出硝基苯废水处理技术近期的进展可能取决于将现有处理技术综合应用.     

硝基苯污染底质的微生物强化修复研究

采用从污染底质中分离出的可降解硝基苯的恶臭假单胞菌,对硝基苯污染底质的微生物强化修复进行了实验室和现场实验研究.该细菌在未灭菌的河水中可以硝基苯为唯一碳源生长,低温条件下(5℃),对于100g的含有11.8mg/kg硝基苯的污染底质,投加2mL(107cells/mL)菌液可以在4d完全降解底质中的硝基苯,实现对污染底质的强化修复.该过程中无须投加额外的氮、磷及其他的营养盐,说明污染底质中含有足够的细菌生长所需的营养物质.在使用河水和底质的现场实验中,当底质和河水中的硝基苯初始浓度在7～8mg/kg,50～61mg/L之间时,投加硝基苯降解菌可使底质和河水中硝基苯的降解时间缩短了40h以上,河水中的硝基苯先于底质中的硝基苯被细菌所降解.     

界河黑龙江下游沿岸饮用井水中硝基苯的污染研究

松花江硝基苯污染事件不仅对松花江干流造成危害,也影响到界河黑龙江的水质.本文通过调查、实验,在界河黑龙江下游对硝基苯污染带到达前、到达期间和过后进行研究,论证了界河黑龙江沿岸井水没有受到硝基苯污染的影响.     

恶臭假单胞菌对硝基苯污染河水的修复研究

利用被硝基苯污染的某河流底泥中分离出的一株高效降解硝基苯的恶臭假单胞菌,对硝基苯污染河水的修复进行了研究,考察了河水中的微生物、营养液的投加、温度和硝基苯浓度等因素对降解菌生长和硝基苯的降解的影响.结果表明:在未投加细菌的实验,硝基苯浓度的降低小于5%;在5℃对河水灭菌和不灭菌的条件下,投加细菌均将20 mg/L的硝基苯在56 h内降解完全;25℃条件下营养液的投加使20 mg/L的硝基苯降解提前4 h,5℃则提前16 h;在25℃不添加任何营养液的情况下,投加的细菌利用河水中的营养物质以1.5 mg/L·h的平均降解速率将160 mg/L硝基苯完全降解,为污染河流生物修复提供了可能.     

固定化生物活性炭处理含硝基苯微污染水的可行性研究

以硝基苯为主要目标污染物,探讨固定化生物活性炭（IBAC）工艺对含硝基苯微污染水的净化效能以及利用该工艺处理含硝基苯微污染水的可行性.采用筛选、驯化的工程菌,对活性炭（GAC）进行固定化,使之成为固定化生物活性炭处理含硝基苯微污染水.试验对比了IBAC和GAC去除硝基苯、高锰酸盐指数、浊度、UV₂₅₄、氨氮、亚硝酸盐氮的性能,测定了炭柱进出水中生物综合毒性,考察了炭柱在接种后以及运行相对稳定时炭上细菌总数的变化.结果表明,IBAC启动速度快,对微污染物净化效能较高;IBAC对硝基苯的去除效果更好,在遭遇冲击负荷时,恢复净化能力的时间较短;炭柱进水中硝基苯控制26 μg/L以下时可保证出水检不出硝基苯;加入硝基苯会明显增加水的毒性,IBAC出水毒性低于GAC出水;IBAC上细菌总量较高,沿水流方向,炭柱上的菌量都是先增加后减少.     

温度对底泥中硝基苯的自然衰减及强化降解的影响

利用人工配制的2种不同浓度(1000和100μg·kg-1)的硝基苯污染底泥,研究了4℃和20℃ 2种温度条件下硝基苯的自然衰减和生物强化降解情况.结果表明,2种浓度的硝基苯在4℃时有氧、缺氧条件下均无降解,20℃时有氧和缺氧条件下均有明显的降解;添加筛选出的混合降解菌可快速降解处于泥浆状的硝基苯.因而,对于受到硝基苯污染的底泥修复可充分考虑其自然衰减能力,降低修复成本.     

水流模拟断面中硝基苯的迁移转化规律

采用实验室模拟装置研究了4,10和20 ℃条件下,封闭、开放状态和不同环境因素影响下硝基苯污染水团流经模拟断面前后, 硝基苯在上覆水与沉积物中的迁移转化规律. 结果表明:封闭、开放状态模拟断面上覆水和沉积物中硝基苯迁移分配受温度变化影响显著;开放状态下,上覆水、沉积物中硝基苯变化量均低于封闭状态. 挥发不但影响硝基苯在沉积物-上覆水间的迁移分配,而且能促进沉积物中硝基苯的解吸;光照对模拟断面硝基苯迁移转化无影响. 对于相同的沉积物和上覆水,影响模拟断面系统中硝基苯迁移、分配的因素依次为温度、挥发和光照. 分析实验结果和材料推测,硝基苯在该实验条件下不存在降解转化.      

土壤环境中硝基苯的微波萃取-气相色谱法检测技术的研究

土壤环境中的硝基苯是难于检测的一类化学污染物。本研究以受到硝基苯污染的松花江水灌溉的哈尔滨流域的农田为研究对象,采用＂微波萃取-气相色谱法＂,研究了模拟受到硝基苯污染土壤环境中的硝基苯含量和实际检测了松花江水灌溉的农田的硝基苯,研究了微波消解和气相色谱测定条件。结果显示：1.0mg/L～15.0 mg/L范围内线性良好,硝基苯的最低检出限为0.012,回收率为92.4%～99.4%。松花江流域农田土壤硝基苯含量未检出,即没有硝基苯污染。     

表面活性剂清洗法在污染土壤修复中的应用

探讨了表面活性剂清洗法对土壤中芳烃类污染物的清除作用,并对常州市染化厂原址污染现场土壤样品进行了清洗研究．研究表明,表面活性剂对土壤中的芳烃类污染物有很好的去除效果,十二烷基苯磺酸钠溶液对土壤中苯酚、硝基苯洗脱率分别达９３．９７％ 和７８．７４％ ．对污染现场土壤样品中主要污染物的洗脱率达９０％ 以上     

乳化纳米铁修复硝基苯污染含水层研究

通过模拟槽实验,研究了乳化纳米铁原位反应带修复硝基苯污染含水层的有效性以及水文地球化学指标的变化特征.结果表明,在第40d注入井下游大部分区域无硝基苯检出,与之相对应有大量的苯胺生成,这说明注入乳化纳米铁可形成原位反应带对硝基苯进行去除,有效控制硝基苯污染羽;乳化纳米铁的注入导致含水层pH值升高,然而乳化油水解产生的有机酸可与OH-发生中和反应,使pH值得到有效缓冲;Eh降低说明乳化纳米铁注入产生了较强的还原环境,有利于进行硝基苯的降解;pH值的升高与Eh的降低可说明铁还原反应与生物还原反应协同作用降解硝基苯,强化对硝基苯的修复效果;NO_2~-、硫化物的生成说明在模拟槽内发生了NO_3~-还原反应和SO_4~(2-)还原反应.     

硝基苯类化合物在黄河小浪底至高村河段水体中的分布特征

研究了黄河中下游小浪底-花园口-高村河段表层水、悬浮颗粒物和沉积物中10种硝基苯类有机污染物的含量.结果表明,水样中检测到8种硝基苯类有机污染物,其中孟州一干渠中硝基苯浓度最高,为8.426 8μg·L^-1,但都没有超过国家标准(GB3838—2002).伊洛河的悬浮颗粒物中硝基苯类有机物的总浓度达164.382μg·kg^-1.洛阳石化沉积物中硝基苯类有机物的总浓度最高,为14.718μg·kg^-1.在三相(表层水、悬浮颗粒物和沉积物)中,硝基苯的含量最高.硝基苯类有机物在水、沉积物和悬浮颗粒物中的大体分布趋势为悬浮颗粒物>沉积物>表层水,沉积物中的污染物有再次释放到水体中的趋势.     

Tween20和SDS冲洗修复硝基苯污染土壤的实验研究

文章研究了非离子表面活性剂Tween20和阴离子表面活性剂SDS对硝基苯的增溶作用和对硝基苯污染土柱的冲洗作用。选用浓度高于CMC的表面活性剂进行增溶实验,选用不同浓度的Tween20和SDS对含有硝基苯的土柱进行冲洗,实验结果表明,Tween20与SDS的浓度与其对硝基苯的增溶量之间存在一定的线性关系,Tween20对硝基苯的增溶性要强于SDS的增溶性。冲洗实验表明,在冲洗的不同阶段,冲洗出硝基苯的量也是不同的。在冲洗前期,表面活性剂浓度越高,冲洗出硝基苯的量越少,在冲洗后期,表面活性剂浓度越高,冲洗出硝基苯的量越多,Tween20的冲洗效果要强于SDS。文章还研究了阴非混合表面活性剂对污染土壤的冲洗效果,阴非混合表面活性剂对硝基苯污染土壤的冲洗没有协同作用,但是在阴非混合表面活性剂冲洗实验过程中,不同比例的复配,冲洗出硝基苯的量也不同。     

松花江沉积物中硝基苯的分布特征

2006年1月通过对松花江全境沉积物的现场调查,研究了2005年11月13日松花江污染事故后硝基苯的沿程分布规律以及沉积物的粒度分布、有机质、铁/锰氧化物含量等地化性质.结果表明,松花江污染事故对松花江沉积物的影响有限,特征污染物硝基苯在松花江沉积物中的累积量不大,含量水平在几十个μg·kg-1之内.硝基苯主要累积在松花江上游吉林段,如吉化双苯厂东10号线以及东10号线人江口处的沉积物.东10号线与东10号线入江口沉积物中硝基苯含量分别达到932.9 μg·kg-1、145.6μg·kg-1.此外,松花江沿程高有机质含量的泥质沉积物中硝基苯累积量较大,泥质沉积物多分布于松花江上游江段,硝基苯含量为20-50μg·kg-1,沙质沉积物硝基苯含量大多低于沉积物硝基苯分析方法检出限(10μg·kg-1).     

利用白腐菌处理含硝基苯类化工废水的研究

采用正交实验法,通过生化反应动力学分析,利用白腐菌对硝基苯类化工废水进行了好氧生化降解实验研究.在常温(25 ℃),pH值为7,进水COD_Cr为2 000 mg/L,硝基苯类进水质量浓度为100 mg/L,停留时间为60 h的条件下,COD_Cr降解率达到99%.对白腐菌降解硝基苯类废水的动力学分析,结果证明了其生化反应为一级动力学反应.      

污染场地调查动态追补钻井点位的方法研究

污染场地中的污染区域较小,但污染物的空间变异性大,污染土体较深,因而在场地调查中通常需采集场地钻井数据进行三维模拟.为了准确估计场地土壤污染物的空间分布和需修复的污染土方量,提出了场地污染调查补充采样钻井点位布设的优化方法.在初始采样的基础上,首先利用克里格方法预测场地中土壤污染物的克里格方差,基于克里格方差估算置信度,再结合场地置信度和场地污染物含量的空间分布确定场地的最大不确定性点,并将该点作为下一阶段补充采样点,以实现逼近式动态追补钻井点位的布设.最后,以某硝基苯污染的工业场地为例对该方法进行验证.结果表明:场地中硝基苯的空间变异性大,增加采样点会显著减少基台值,提高研究区总体的置信度,同时减少总体的不确定性.在项目经费约束条件下,不确定性减少65%时,需要至少增加采样点10个.10个样点的增加使得总体估值方差降低了40%,同时总体的估计精度提高了22.4%.案例结果验证了该方法在单一类有机污染场地中的可行性和适用性,能够在保证场地污染调查精度的同时,显著降低样本量,实现场地调查的成本-效益最大化.     

低温硝基苯降解菌的筛选及降解特性研究

从被硝基苯污染的某河流底泥中分离到能在低温下生长并能以硝基苯为唯一碳源的7株细菌,其中菌株NB1在温度从2.5～35 ℃范围内时都可以生长并矿化20 mg/L的硝基苯,最适宜的生长温度为25 ℃左右;当培养温度为5 ℃时,该菌株在pH为6～9范围内可以快速降解20 mg/L硝基苯,偏碱性的条件比酸性条件更适合其生长;不超过100 mg/L的硝基苯可以被该细菌完全降解.通过生理生化反应特性、菌体形态以及16S rDNA序列测定结果,确定NB1为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida).不同温度条件,特别是低温下该菌株对硝基苯的快速降解特性为低温环境硝基苯污染的生物修复提供了可能.     

瓦氏呼吸仪对硝基苯类污染物可生化性的研究

利用瓦氏呼吸仪测定微生物耗氧量的方法 ,对硝基苯类污染物可生化性进行了研究。结果表明预处理、废水浓度以及污泥驯化对提高硝基苯类废水的生物降解性能有重要的意义。经铁碳内电解絮凝后的硝基苯类废水可生化性有明显提高 ,经驯化后的污泥能改善废水的生物降解性能。硝基苯可生化性的抑制浓度为 2 0 0～ 4 0 0mg L。实验证明利用瓦氏呼吸仪测定硝基苯类废水可生化性具有直接、快速的优点。     

疏水改性石灰对土壤中高浓度硝基苯的强化固定

石灰是一种常见的应用于污染土壤固化稳定化的水硬性胶结材料,但对于紧急事故情况下释放到土壤中的高浓度毒性有机物的固定能力十分有限.为了增强石灰对于毒性有机物的定向捕获的固定能力,本研究用硬脂酸对石灰进行疏水改性,并通过分散性实验、粒度测试、扫描电镜测试、红外光谱测试和接触角测试对改性前后的石灰进行表征.然后用改性石灰对硝基苯含量为8163 mg·kg~(-1)的污染土壤进行固化稳定化实验,测试在固化稳定化过程中硝基苯的挥发率和浸出率.结果表明,与不添加石灰的空白组和只添加30%未改性石灰的对照组相比,添加20%的改性石灰和10%的未改性石灰,可分别减少94.44%和88.46%的硝基苯挥发量,99.10%和88.11%的酸浸出条件下的硝基苯浸出量,及98.51%和59.74%的水浸出条件下的硝基苯浸出量.经硬脂酸疏水改性后的石灰可作为定向捕获快速固定土壤中高浓度毒性有机物的固化剂.     

印染及染料行业废水生物处理系统中的AOX污染研究

在印染和染料行业发达的长三角地区选取了6家大型印染企业和4家大型染料生产企业,研究了废水和生物处理污泥中AOX的污染水平,并使用气相色谱质谱分析了AOX的物质结构特征.结果表明,6家印染企业的废水原水AOX质量浓度较低,为0.15~1.62 mg·L-1,处理出水AOX质量浓度为0.06~1.30 mg·L-1,满足《纺织染整工业水污染物排放标准》的特别排放限值8 mg·L-1;活性污泥中AOX含量一般都低于621 mg·kg-1,但个别企业含量很高,达到3 280 mg·kg-1.染料生产企业废水原水的AOX质量浓度差异较大,为1.70~78.72 mg·L-1,出水AOX质量浓度为1.88~33.11 mg·L-1,远高于印染企业出水;污泥中AOX含量也普遍较高,为960~2 297 mg·kg-1.染料废水中的有机卤代物主要包括氯苯类、氯硝基苯类、氯苯胺类、氯硝基苯胺类及卤代苯酚类物质.卤代苯酚类和氯硝基苯胺类较易被生物去除;单氯苯胺、单氯硝基苯类比多氯苯胺、氯硝基苯类易被生物去除;而多氯苯类物质较易被生物去除从而产生较难生物去除的氯苯.     

氯代硝基苯降解菌Comamonas sp. strain CNB-1对污染土壤生物修复作用的研究

硝基取代芳烃化合物是一类重要的环境污染物,利用微生物降解作用修复被污染的土壤、清除环境中的污染物等具有重要的现实意义(Peres et al.,2000).利用从污水处理厂分离的一株降解氯代硝基苯的丛毛单胞菌(Comamonas sp.)菌株CNB-l进行了消除土壤中氯代硝基苯的试验研究.传统的菌落计数方法和针对氯代硝基苯降解酶基因的竞争性定量PCR技术监测结果表明,菌株CNB-1有效地在土壤中定值和存活,其细胞数量与污染物浓度具有显著的相关性,并能够在2 d时间内完全清除土壤中2 μg·g-1的氯代硝基苯.利用PCR-DGGE技术对土壤中的微生物群落检测,结果表明,存在污染物氯代硝基苯时可以明显检测到加入的菌株CNB-1的特征性条带,加入菌株CNB-1对土壤中原来微生物群落的影响不大.结论:菌株CNB-1在硝基芳烃污染土壤的生物修复中可能具有良好的应用前景.