铬渣无害化处理技术研究进展

综述了铬渣无害化处理技术的研究进展,分析了各种技术在实际应用过程中的效果,指出各种处理技术的优缺点,详细介绍了固化法中水泥固化和药剂稳定化两种处理技术,提出开发重金属螯合剂是今后铬渣稳定化处理的研究方向.     

Pesticides impact on Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus biofilm formation

The effect of various pesticides on the biofilm formation by the phytopathogenic bacterium Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus (Cms), the potato ring rot causative agent, was explored for the first time. Systemic herbicides: 2,4-D, diuron, glyphosate, clopyralid, fluorodifen, as well as the commercial preparations “Lazurite,” “Ridomil Gold,” and the mitochondria inhibiting pesticides analog, sodium monoiodoacetate, were studied. These pesticides' effect on the Cms biofilm formation was shown to be distinct and dependent on the agent under question. Cms biofilm formation was reduced when exposed to sodium monoiodoacetate, as well as “Lazurite” preparation, that could be due to the bactericidal effect of these agents. 2,4-D and “Ridomil Gold” preparation stimulated the biofilm formation. Systemic herbicides diuron, glyphosate, clopyralid, fluorodifen did not exert appreciable influence on the process of bacterial biofilm formation.     

腐殖质纳米颗粒对镉污染土壤的修复

外源腐殖质可改变土壤镉（Cd）的含量和状态。以风化煤为原料制备的不溶性胡敏酸为吸附剂,对比研究了其对冶炼厂周边污染土壤及人工模拟污染土壤中Cd的钝化效果。再以泥炭为原料,制备富里酸钾为主的水溶性腐殖酸钾为淋洗剂,用于活化、去除上述2种土壤中的Cd。结果表明,胡敏酸在砂质的人工模拟污染土壤中钝化效果更好,2%的剂量可使土壤中CaCl2提取态Cd的浓度（0.103 mg·L-1）降低19.7%。腐殖酸钾去除土壤Cd的效率随淋洗剂浓度增加而提高,在10 g·L-1的浓度时,单次淋洗可去除高达38.1%的Cd。傅里叶变换红外光谱分析表明,腐殖质与Cd反应后形成了羧酸盐。因此,腐殖质纳米颗粒既可以钝化土壤中的Cd,也可以活化土壤中的Cd,从而达到修复Cd污染土壤的目的。其关键在于根据钝化或活化的目标,选择溶解度适当的腐殖质材料。     

垃圾焚烧飞灰中Cd、Pb、Zn的螯合稳定与水泥固化处理

采用有机硫稳定剂 (DTCR) 与水泥对城市垃圾焚烧飞灰进行稳定/固化处理,研究了飞灰中Cd、Pb、Zn的浸出毒性和固化体的抗压强度,比较了螯合稳定与水泥固化对Cd、Pb、Zn的处理效果、养护时间对固化体抗压强度的影响,并对飞灰的结构形貌进行了分析。结果表明,在稳定固化过程中飞灰中发生了复杂的螯合、水化反应,重金属形态由不稳定态向稳定态转变,螯合稳定对Cd的处理效果最好,水泥固化更适用于Pb、Zn。固化时间大于7 d后,飞灰中的重金属以及固化体的抗压强度已较为稳定。螯合稳定协同水泥固化的处理效果优于单一的稳定或固化方法,飞灰在固化7 d后可同时达到重金属浸出毒性和抗压强度标准,满足安全填埋要求。     

有机螯合剂与磷酸盐联合稳定垃圾焚烧飞灰中重金属的作用机理

为探讨二硫代氨基甲酸型有机螯合剂(FACAR)和重过磷酸钙(TSP)对垃圾焚烧飞灰中重金属Pb、Cd、Ni的稳定作用机制,对稳定前后的飞灰采用BCR连续提取法、X射线衍射(XRD)分析以及扫描电镜-能谱(SEM-EDS)联用等分析方法进行了表征。结果表明：投加质量分数5%的FACAR能有效稳定飞灰中Pb、Cd和Ni,其浸出浓度低于《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889-2008)规定的浸出浓度限值;采用3% FACAR和3% TSP复配药剂处理,可使飞灰达到GB 16889-2008进场要求;经复合药剂稳定处理后的飞灰颗粒表面孔隙度明显降低,飞灰中Pb、Cd和Ni的形态均由不稳定态向稳定态转化。该复合稳定剂的稳定机制主要为螯合、共沉淀和吸附联合作用机制,其中,有机螯合剂中含硫官能团是影响重金属稳定的主要因素,且重金属具有优先与含硫官能团结合的特性。     

一种除臭复合菌剂的功能菌鉴定

根据微生物之间协同关系的微生态理论筛选、组合获得一种由6株功能菌组成的除臭复合菌剂,该复合菌剂对粪便原位除臭效果良好,对综合恶臭的平均去除率为54.97%,最大去除率为72.95%。通过16 S r DNA、18S r DNA和26S r DNA D1/D2区序列同源性分析,菌剂中的6种微生物为罗伦隐球酵母菌(Cryptococcus laurentii)、Bacillus safensis、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、卷枝毛霉(Mucor circinelloides)、发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)和沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris),鉴定结果表明,复合菌剂中有酵母菌、芽孢杆菌、霉菌、乳酸菌及光合菌,这些功能菌属于当前生物除臭复合菌剂中的主流菌群。     

初始pH值对氨三乙酸促进产甲烷效果的影响

金属离子螯合剂氨三乙酸(nitrilotriacetic acid, NTA)可提高微量金属离子的生物可用性,促进厌氧消化产甲烷。借助气相色谱分析,在探讨系统酸性pH值对厌氧消化甲烷产量影响的基础上,重点研究了初始pH值对NTA促进产甲烷效果的影响。结果表明,系统初始pH值对厌氧消化产甲烷有一定的影响,其影响程度与溶液中游离乙酸的浓度密切相关。NTA对产甲烷的促进作用在pH值为6.5和7.0时较为明显,而在更低pH条件下,几乎没有促进作用。当pH为7.0、添加10 μmol/L NTA时,与对照样相比,累积甲烷产量增加了38.5%,而pH 6.0时,作用却不明显。     

复合菌剂对土霉素菌渣好氧堆肥腐熟及微生物群落结构影响

针对抗生素菌渣中抗生素残留难处理的问题,采用好氧堆肥法将其制成有机肥料,以实现其无害化处理及资源化利用。通过将复合菌剂添加到好氧堆肥体系中,研究其对堆体理化性质、肥效、毒性和微生物群落的影响。结果表明,添加复合菌剂最高温度可达70.55 ℃,比对照组高温期延长了5 d,减少了氮源流失,有机质降解率提高了5.56%,土霉素降解率高达98.86%,使堆肥产品达到安全水平。此外,复合菌剂提高了堆肥中放线菌门(Actinobacteria)和厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度,与堆体升温正相关的嗜热菌属(Thermophilic bacteria genera)丰度显著增加(P<0.01),而致病细菌相对丰度下降。细菌群落相关性分析结果表明,接种菌剂既增加了微生物活性,降低了细菌群落的复杂度,又为优化建立新的和更加健康的堆肥细菌群落奠定了基础。本研究可为抗生素降解菌渣在堆肥中的应用提供参考。     

植物-固体菌剂联合修复石油污染土壤的基础研究

以高效石油降解菌N2、KB为目的菌种,玉米粉、麸皮和锯末为载体制备固体菌剂,并测定了这3种载体的饱和持水量、pH值和吸菌量。以吸菌量为评价指标,结合经济性综合选择最优载体,同时还考察了温度、pH值和料水比对最优载体吸菌量的影响。通过测定微生物数量和石油降解率的变化,考察了植物微生物联合修复效果。结果表明,与玉米粉和麸皮相比,锯末饱和持水量更大、吸菌量较大。锯末是木材厂的下脚料,可以实现高价值资源化利用。在温度30℃,pH为7,料水比1：1.5的最适培养条件下,固体菌剂中N2和KB两种细菌的活菌数量分别高达1.00×109CFU·g-1和1.58×109 CFU·g-1。采用生物菌剂和柳枝稷对石油污染土壤进行植物-微生物联合修复实验,100 d后石油降解率可达到50.5%。     

云南个旧矿区Pb污染稻田土壤钝化修复

针对云南个旧矿区铅污染稻田土壤,研究了复合钝化剂S1（纳米活性炭+硅钾钙镁肥）、S2（火山石+钙镁磷肥+有机肥）和叶面硅肥F单一及联合施用共5种不同调控处理 （S1、S2、F、S1+F、S2+F）的田间修复效果及对稻米铅累积的影响。结果表明,5种调控措施对水稻均能产生增产效应,其中两种联合处理（S1+F、S2+F）水稻的增产效果明显优于单一处理（S1、S2、F）;经过1个水稻生长周期,5种调控处理土壤pH值较对照均有上升,土壤酸可提取态Pb含量均有降低。与对照相比,S2+F处理水稻增产29.7%,土壤pH上升0.48个单位,土壤酸可提取态Pb降低45.5%,糙米Pb含量降低80.4%、且远低于国家食品卫生标准（GB 2762-2012）。采用复合钝化剂S2（火山石+钙镁磷肥）基施与水稻灌浆期和抽穗期分别喷施叶面硅肥F的土壤钝化-农艺联合调控措施能有效阻控个旧矿区污染土壤中Pb的迁移,降低糙米中Pb的含量,提高矿区稻米安全质量,可在Pb污染农田推广应用。