微生物-铁氧化物交互作用对黄土中砷活化迁移的影响

中国黄土高原地区普遍存在地下水砷超过饮用水标准问题,迫切需要深入认识和理解高砷地下水形成机制.在分析黄土中砷的含量、赋存状态基础上,以乳酸钠为有机碳源,开展缺氧条件下厌氧微生物-铁氧化物交互作用影响黄土中砷活化迁移的模拟实验研究.结果表明黄土中砷含量在23~30 mg·kg-1,变化范围很小.砷主要以吸附态、铁氧化物结合态、残渣态形式存在,平均值分别为10.57 mg·kg-1(占总砷37.76%)、10.12 mg·kg-1(占总砷36.15%)、7.19 mg·kg-1(占总砷25.69%);当水中存在有机物形成缺氧环境时,厌氧微生物异化铁还原菌(DIRB)和硫酸盐还原菌(SRB)直接或间接还原铁氧化物引起部分铁氧化物分解,导致吸附态和铁氧化物结合态砷部分释放到地下水中,引起地下水中砷升高,砷释放量主要与水中有机物浓度有关.研究表明,当有机物浓度达到100 mg·L-1时,固液比为1∶10,在土著微生物作用下,砷浓度可以达到15μg·L-1;接种DIRB和SRB以及两种微生物同时存在都有明显的促进黄土中砷活化迁移的作用,水中砷浓度可以达到40μg·L-1.     

湖泊沉积物-水界面铁的微生物地球化学循环及其与微量金属元素的关系

沉积物容纳了来自流域自然风化及人为排放的各种金属元素,成为一个潜在的"化学炸弹"。微生物以其体积小、繁殖快、具有巨大的比表面积等特点可以大大地改变微量金属在环境中的分布。铁在陆地水体 沉积物环境中具有很高的丰度、合适的电化学特性,在好氧、厌氧转换的界面环境中强烈地推动了早期成岩作用。本文针对铁在亚表面水环境中的重要性,侧重介绍了沉积物 水界面的铁的微生物地球化学循环过程,以及这一过程对蓄积在沉积物中的微量金属元素的重新分布的影响机制。     

水中硫酸根及溶解氧质量浓度变化对管垢金属元素释放的影响

针对出厂水水质化学组分变化可能引起管垢成分释放进而导致管网"黄水"的问题,利用管段反应器,研究了硫酸根(SO24-)质量浓度变化对长期通地下水的铸铁管段总铁释放的影响,同时分析了硫酸根质量浓度变化可能造成的金属元素锰(Mn)、砷(As)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)和镍(Ni)的释放行为.研究表明,实验管段进水中SO24-质量浓度的升高能导致管垢总铁、Mn释放量显著增加,且当SO24->400 mg.L-1时,出水呈现明显的"黄水"现象.对实验管段进出水中微量金属元素的检测发现,尽管随着进水SO24-质量浓度的升高,出水中As、Cr、Cu、Zn和Ni质量浓度也随之增加,但其多数情况下低于进水质量浓度,说明管垢对这些微量元素具有吸附作用.增加水中溶解氧(DO)质量浓度对铁的释放具有明显控制作用,但当超过一定值时,其抑制作用反而降低.     

Shewanella oneidensis MR-1对针铁矿的还原与汞的生物甲基化

在实验室模拟条件下,研究了铁还原菌奥奈达希瓦氏菌Shewanella oneidensis MR-1对针铁矿的异化还原及其对汞生物甲基化的影响.结果表明,S.oneidensis MR-1能溶解针铁矿,并能将溶解出的Fe3+还原成Fe2+;S.oneidensis MR-1也是一种汞甲基化细菌,能够将无机汞转化成甲基汞.铁的溶解还原作用随着初始针铁矿剂量的大幅增加而减弱,针铁矿的异化还原在一定程度内促进汞的生物甲基化.弱酸性条件比中碱性和强酸条件有利于汞的甲基化;腐殖酸在低浓度促进汞甲基化,浓度过高则会抑制汞的甲基化.     

广东山地土壤粘粒矿物

本文研究了广东山地土壤的粘粒矿物组成、粘粒阳离子交换量和游离氧化铁等化学性质。结果表明,随着海拔的逐渐升高,高岭石含量渐减,2:1型矿物渐增;而三水铝石和1.4nm矿物含量以山体中部为最高。粘粒阳离子交换量的高低与2:1型粘土矿物含量的多少相吻合。粘粒的游离氧化铁含量,每个山体均是山地黄壤高于山地红壤和山地赤红壤。     

水稻根表铁膜对水稻根吸收铅的影响

采用土-砂联合培养方法诱导水稻根表形成不同数量的铁膜:高铁膜(HP)和低铁膜(LP),探讨铁膜形成的多少对水稻离体根系吸收铅的影响.结果表明,在水稻生长期间,水分显著影响根表形成铁膜的数量.水稻吸收的铅大部分结合在根组织中(平均75%),少部分富集在根表铁膜中(平均25%).与低铁膜相比,高铁膜可以增强铅在水稻根表铁膜和根中的积累,由此可见,铁膜可能在一定程度上促进铅向水稻根内的转运.     

含铁化合物对有机氯化物的脱氯处理技术研究

综述了钯 /铁、二硫化铁、硫化铁、三氧化二铁、绿锈等含铁化合物在降解六氯乙烷、四氯化碳、五氯乙烷、四氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、四氯乙烯等有机氯化物中的应用以及降解机理     

气升式反应器中微生物烟气脱硫研究

基于微生物酸性铁溶液烟气脱硫特性,实验构建了一套内循环气升式反应器.在反应器中,利用处于对数生长期的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)酸性铁溶液进行了模拟烟道气SO2脱除实验研究.为寻求高脱硫率,实验研究了铁离子浓度、入口氧含量、细菌数和pH值的变化对脱硫率的影响.考察了反应液中Fe(Ⅱ)离子浓度的变化规律.实验表明,含T.f菌酸性铁溶液的脱硫效果较高;Fe离子浓度在7.67 g/L左右时脱硫率最佳;入口气中氧含量、反应液中细菌数和pH值越高,反应液的脱硫率也就越高.反应液中的Fe(Ⅱ)离子浓度是一先扬后抑的变化过程.     

超声波/零价铁体系降解五氯酚的机理

在超声波/零价铁体系中,以五氯酚为目标污染物,分别对各种形态铁离子浓度和羟基自由基表观生成率进行了定量测定,探讨了超声波与零价铁的协同作用机理.结果表明,在超声波/零价铁体系降解五氯酚过程中,同时存在超声波的羟基自由基氧化作用和零价铁的还原作用,其中超声波的羟基自由基氧化作用占主导,零价铁大大地促进了该体系羟基自由基的生成.同时,采用气相色谱.质谱联用仪测定中间产物,并结合相关研究推测,超声波/零价铁降解五氯酚主要是通过羟基自由基的氧化脱氯、五氯酚氧自由基的自身耦合,以及零价铁的还原脱氯3种降解途径完成的.     

Iron-catalyzed oxidation of s(IV) species by oxygen in aqueous solution: Influence of pH on the redox cycling of iron

Redox cycling of Fe(II)/Fe(III) during the catalyzed aqueous S(IV) oxidation by dissolved oxygen in the presence of Fe(II) and/or Fe(III) at an initial pH_i of 4.4, often observed in atmospheric waters, was studied in detail. It has been found that the reaction rate is not considerably affected by the oxidation state of iron at the start of the reaction. An equilibrium between Fe(II) and Fe(III) was established a few minutes after the start of the reaction, regardless of the oxidation state of iron at the beginning of the experiment. The prevailing oxidation state of iron in a particular phase of the reaction depends on the concentration of S(IV) in the reaction solution. It has been found that the formation of polymerized hydroxo Fe(III) species is also included in the mechanism of the Fe-catalyzed oxidation of S(IV). The formation of these species was confirmed by the on-line measurement of Fe(II) and Fe_reac. The results also clearly demonstrate that the pH_i of the solution is a major factor, controlling the concentration of Fe(III) ions, the form of S(IV) species, and consequently the reaction rate of S(IV) oxidation by oxygen.