微生物异化还原及其对硝基苯的耦合降解

通过静态实验对地下环境中微生物异化还原降解硝基苯作用及其影响因素进行了研究。结果表明,铁还原微生物能以简单有机物为碳源生长并还原针铁矿,硝基苯可以作为唯一碳源被铁还原微生物利用,随着硝基苯浓度的升高,铁还原微生物的生长逐渐受到抑制,硝基苯浓度为600mg/L时,铁还原微生物的生长停滞。针铁矿浓度0.3mg/L、铁还原微生物浓度2?08cells/mL时耦合体系对硝基苯降解效果最好,硝基苯降解率达78.5%以上。腐植酸能作为电子穿梭体促进耦合体系中硝基苯的衰减,硝基苯降解率达88.8%以上,而维生素B2（VB2）抑制了硝基苯的降解。     

纳米零价铁富集水体中的铀

应用纳米零价铁(nZVI)富集水体中的铀不但能够回收珍贵的铀资源,同时还可以避免放射性物质对环境的污染.研究结果表明纳米零价铁可快速高效地分离水体中的铀.nZVI对铀的最大富集负荷达到920.16 mg/g,溶液中铀离子的质量浓度可降低至0.03 mg/L以下.弱酸性的水质条件促进nZVI对铀的分离,且分离和还原效率随着nZVI投加量的增加、HCO-₃浓度的降低而升高.高浓度的铀离子可水解形成UO₃·2H₂O沉淀,但Fe⁰和Fe²⁺的还原作用是nZVI分离铀离子的主要反应机理.nZVI富集尾矿水中铀资源的过程中可同步去除多种共存重金属污染物.     

炼铝赤泥污染物淋滤试验研究

为研究与防控炼铝固废赤泥堆放造成的地下水污染,从山东省某炼铝固废堆厂采集了赤泥样本,首先通过室内污染物浸泡试验,研究了赤泥在不同浸泡时间和不同比例条件下污染物的浓度变化;然后,运用去离子水进行了土柱淋滤试验,模拟了降雨条件下赤泥堆土淋滤液在下渗过程中污染物的迁移情况。结果表明,浸泡液中F^-的浓度最高可达54.1mg/L,超标53倍;SO4²-的浓度可达259.57mg/L,已超出III类水标准,Al³⁺可达29.20mg/L,超标57倍;浸泡水量相较于浸泡时间对赤泥中组分的浸出影响更显著;淋滤液中F^-、Na⁺、Al³⁺和TDS的浓度整体呈现先增大后逐渐减小的趋势,其原因主要是发生了离子交换反应以及生成了CaF2和MgF2。在自然降雨条件下赤泥中的Mg²⁺和Fe³⁺不易随淋滤液迁移进入包气带造成污染,因此赤泥污染防控时,应将F^-、Al³⁺、SO4²-等污染成分作为主要防控对象。     

大洋锰结核与药渣共浸出氧化还原过程研究

以药渣为大洋锰结核还原剂,研究药渣湿法还原锰结核浸出特性。考察搅拌速率、液固比、硫酸浓度、药渣用量和反应温度对锰浸出的影响,利用稳态极化曲线测定浸出反应动力学参数。研究结果表明:在搅拌速率为400 r/min、液固比为10:1、硫酸浓度为0.94 mol/L、药渣用量为5 g、浸出温度为363 K的条件下浸出300 min,锰浸出率达95.78%。在343~368 K间,浸出过程受化学反应控制,表观活化能为40.74 kJ/mol。在酸性环境下,锰结核与药渣有机物聚团接触碰撞,大分子聚团被锰氧化物氧化为水溶性小分子后,小分子水溶性有机物经腐蚀凹孔进入结核内层,进而氧化成NH_4~+,H_2O和CO_2,锰结核由外向内逐层腐蚀;反应过程中锰氧化物晶格破坏,释放Cu,Co和Ni等有价金属元素。     

金属离子对钢在没食子酸/硫酸介质中的腐蚀行为研究

 用失重法研究了4种金属离子(Na⁺,Zn²⁺,Cu²⁺,Fe³⁺)在0.5 mol/L H₂SO₄以及500 mg/L没食子酸+0.5 mol/L H₂SO₄介质中在20℃对冷轧钢腐蚀行为的影响.结果表明:Cu²⁺对钢的腐蚀起抑制作用;而其余3种金属离子(Na⁺,Zn²⁺,Fe³⁺)对钢的腐蚀起加速作用.在相同条件下,冷轧钢在0.5 mol/L H₂SO₄溶液中的腐蚀速率顺序为:Cu²⁺2++3+;而在500 mg/L没食子酸+0.5 mol/L H₂SO₄介质中,腐蚀速率顺序为:Cu²⁺2+3++.     

有效微生物与Hg~(2+)的相互作用研究

用细菌总数计数和琼脂扩散抑菌圈测量研究了Hg2+与有效微生物的相互作用.结果显示:(1)贴片Hg2+的浓度与正常增菌培养后的有效微生物的抑菌圈有稳定的剂量反应关系,说明Hg2+对有效微生物有明确的毒性作用;(2)贴片Hg2+的浓度与经1.25mg/L和2.5mg/L的Hg2+驯化后的有效微生物的抑菌圈的剂量反应关系下移(右移),说明低浓度Hg2+可以驯化有效微生物;(3)在5mg/LHg2+溶液中培养的有效微生物的细菌总数基本不增加,但在2.5mg/L和1.25mg/L的Hg2+溶液中培养的有效微生物分别滞后8d和2d达到正常增菌培养的有效微生物的细菌总数,说明有效微生物能较长时间耐受5mg/L浓度的Hg2+,能迅速适应<1.25mg/L的Hg2+.     

有效微生物与Hg2+的相互作用研究

用细菌总数计数和琼脂扩散抑菌圈测量研究了Hg2+与有效微生物的相互作用.结果显示(1)贴片Hg2+的浓度与正常增菌培养后的有效微生物的抑菌圈有稳定的剂量反应关系,说明Hg2+对有效微生物有明确的毒性作用;(2)贴片Hg2+的浓度与经1.25 mg/L和2.5 mg/L的Hg2+驯化后的有效微生物的抑菌圈的剂量反应关系下移(右移),说明低浓度Hg2+可以驯化有效微生物;(3)在5 mg/L Hg2+溶液中培养的有效微生物的细菌总数基本不增加,但在2.5 mg/L 和1.25 mg/L的Hg2+溶液中培养的有效微生物分别滞后8 d和2 d达到正常增菌培养的有效微生物的细菌总数,说明有效微生物能较长时间耐受5 mg/L浓度的Hg2+,能迅速适应＜1.25 mg/L的Hg2+.     

亚铁联合不同氧化剂对石油烃污染场地热脱附废水的处理

采用亚铁（Fe²⁺）分别联合次氯酸钠（NaClO）、过硫酸钠（Na?S?O₈）和过氧化氢（H₂O₂） 3种氧化剂处理某原油浸染土壤的热脱附废水，考察了pH值、Fe²⁺投加量、氧化剂投加量和反应时间对处理效能的影响。Fe²⁺/H₂O₂和Fe²⁺/ Na?S?O₈均能有效去除热脱附废水中的典型污染物——石油烃物质，去除率分别达到100.0%和97.8%，但Fe²⁺/H₂O₂体系对化学耗氧量（COD）的去除效果明显优于Fe²⁺/Na?S?O₈。Fe²⁺/H₂O₂可将有机物彻底氧化分解，而Fe²⁺/NaClO和Fe²⁺/Na?S?O₈仅是将有机物氧化分解为中间物质。多元变量分析结果表明，pH值和氧化剂投加量是影响去除效果的主要因素，Fe²⁺/H₂O₂处理热脱附废水的吨水处理成本较高，但是综合效果最好；Fe²⁺/Na?S?O₈处理成本次之，但无法彻底降解COD；Fe²⁺/NaClO成本最低，但对有机物去除效果最差。综合去除效果和经济因素考量， Fe²⁺/H₂O₂体系更适用于处理热脱附废水。     

有机污染土固化强度及电阻率特性

为揭示污染物含量及养护龄期对水泥固化有机物污染土的影响,以腐殖酸、风积沙及水泥模拟固化污染土,通过一系列室内试验,分析其无侧限抗压强度及电阻率的变化规律。研究发现：固化污染土电阻率及抗压强度随污染物含量增大而减小,随养护龄期增大而增大;电阻率与污染物含量及养护龄期分别呈良好的三次函数与对数函数关系;固化土抗压强度随电阻率增大而增大,呈现明显的相关关系,利用二次函数拟合,效果较好。可见固化污染土电阻率及无侧限抗压强度与腐殖酸含量的相关性,主要由于腐殖酸有较强吸水性,使得孔隙增加,以及有机物中主要官能团中H⁺与水泥水化反应产物碱性阳离子(Ca²⁺、Al³⁺)进行交换,产物包裹水泥颗粒,抑制水泥水化反应。     

高浓度含铬(Ⅵ)污染物的微生物培养条件及解毒特性

环境污染物的生物降解具有高效、低成本等优势,但高浓度六价铬污染物对微生物有抑制作用.探讨了微生物解毒六价铬的效果,并优化微生物赖以生存的培养基组成,得到微生物适宜的组分构成.经厌氧条件与兼性条件的对比实验,确定了微生物解毒的外部环境.测定微生物生长曲线,得到该种微生物的对数生长期在2 d左右,为微生物的快速解毒提供了理论基础.强化微生物对高浓度Cr⁶⁺的解毒效果,对于200 mg/L以下Cr⁶⁺污染物微生物解毒完全.对于高浓度的Cr⁶⁺污染物效果也明显,Cr⁶⁺含量600 mg/L经过5 d后可降至82 mg/L.     

新乡市污灌农田中重金属的污染状况调查

为了研究新乡市污灌农田受重金属的污染情况,本文调查了污灌土壤中多种重金属的含量.土壤中重金属总量试验结果表明:污灌土壤中的锌、铜、铅含量在国家标准以内,镍、镉含量超标,土壤已明显受到重金属镍、镉的污染.连续提取法对超标重金属镍、镉形态分级实验表明:镍主要以铁锰氧化态、有机态和残渣态为主,在不同的采样点,三者占总含量的71%~81%.镉主要以碳酸盐结合态、可交换态、铁锰氧化物结合态为主,三者占总含量的94%以上.镉的存在形态易于被植物吸收,因此危害更大.     

化学预氧化强化铁锰复合氧化物混凝除污染效能

通过混凝杯罐试验,研究了化学预氧化与铁锰复合氧化物(FeMnO)联用对有机物的去除效果,考察了氧化剂投量、预氧化时间对有机物的去除效果的影响.结果表明,FeMnO对有机物有一定的去除效果,高锰酸钾、过氧化氢及次氯酸钠作为预氧化剂可以提高FeMnO混凝对有机物的去除效果,最佳投药量分别为15、20、30 mg/L,最佳预氧化时间为20 min,在最佳投量和最佳预氧化时间下,对TOC的去除率分别为6510%、5515%及5631%;对UV254去除率分别为5105 %、5305 %及6040 %.化学预氧化强化了FeMnO混凝对有机物的去除效果,是一种良好的除微污染技术.     

Cu2+和Zn2+对模拟胃液中NDMA形成的影响

【目的】在模拟胃液条件下研究重金属Cu~(2+)和Zn~(2+)对内源致癌性N-二甲基亚硝胺(NDMA)形成的影响,并进一步探讨其作用机理。【方法】分别用气相色谱-质谱联用法(GC-MS)和离子色谱法(IC)来测定NDMA、二甲胺(DMA)和亚硝酸根(NO_2~-)含量。【结果】在模拟胃液条件下,Cu~(2+)和Zn~(2+)浓度高于50mg/L时,可以促进NDMA的形成,且当浓度由50mg/L增大到200mg/L时,Cu~(2+)促进率由1.16%增大到94.56%,Zn~(2+)促进率由21.32%增大到45.86%。在重金属浓度为符合或接近符合水质基准值1.0mg/L时,Cu~(2+)和Zn~(2+)对NDMA的形成也分别有16.88%和13.42%的促进率;而当重金属浓度为10mg/L时,两种离子却均抑制NDMA的形成。机理研究表明Cu~(2+)、Zn~(2+)促进NDMA的形成主要是由于其与DMA发生相互作用,进而导致NDMA形成。【结论】高浓度的Cu~(2+)和Zn~(2+)通过与DMA相互作用,形成活性中间体从而促进NDMA的生成。     

河道沉积物中重金属的生态修复及根际细菌的原位检测

调查分析了哈尔滨某排污河道化工区段表层沉积物中的重金属（Pb、Zn、Cr、As、Ni、Cu和Cd）含量,通过盆栽试验研究了4种当地具有金属耐性的植物（玉米、酸模叶蓼、龙葵和酸模）对受污染的河道沉积物中重金属的修复效果,进而调查了这4种植物对重金属赋值形态的影响、富集能力及重金属的转运能力.结果显示,排污河道沉积物受到多种重金属的复合污染.表层沉积物中重金属经过两季植物修复后,7种重金属的残渣态均有不同程度的减少,并且金属形态逐渐向铁锰氧化态及可交换态转化,结果说明供试植物能够调节沉积物中重金属的生物有效性.重金属在沉积物中与在植物体内具有相同的总含量趋势：Zn＞Pb＞Ni＞Cr＞Cu＞As＞Cd,该趋势也反映出4种供试植物的生物监测潜能.植物对重金属表现出不同的吸收特性,4种植物对Zn和Ni的富集量相对较大,而Cu在植物地上部分的含量普遍较低,Zn和Ni在植物组织中的含量范围分别为108.4~543.92 mg/kg和36.8~246.91 mg/kg.总体来说,这4种植物主要将金属元素积累在根部,而非地上部分,表现出对重金属的耐受性.酸模叶蓼、酸模和龙葵这3种植物的地上部分分别积累了高浓度的Pb、Zn和Cd,并且具有较高的转运系数（TF>1）,反映出这3种植物对相应的重金属具有植物提取的潜力.采用荧光原位杂交（fluorescence in situ hybridization, FISH）技术,分析对照和经过栽培试验后根际沉积物中真细菌的数量和空间分布,结果表明植物对沉积物中的细菌有明显的活化作用.     

不同剂量外源重金属注入对土壤重金属形态分布的影响

以塿土为研究对象,在添加不同剂量重金属盐的条件下,采用改进后的Tessier法测定了土壤重金属的形态,研究了不同剂量重金属盐注入后土壤重金属形态分布的变化规律。结果表明:外源重金属注入剂量的高低对塿土中Pb、Cd形态、分布影响较大,对Zn影响较小。低剂量处理后Pb形态分布为:残渣态有机结合态≈铁锰氧化物结合态交换态碳酸盐结合态;较低剂量、中剂量及较高剂量处理后形态分布为:残渣态铁锰氧化物结合态有机结合态碳酸盐结合态交换态,而高剂量处理后形态分布变为:铁锰氧化物结合态碳酸盐结合态残渣态有机结合态交换态。Cd盐处理后,低剂量和较低剂量注入后其形态分布为:残渣态铁锰氧化物结合态≈交换态有机结合态碳酸盐结合态,其他剂量注入后各形态分布呈无规律变化。不同剂量Zn盐处理后土壤中Zn形态分布始终为:残渣态铁锰氧化物结合态有机结合态碳酸盐结合态交换态。     

粤东五华河悬浮颗粒有机质的组成及输出通量

河流碳输出过程构成全球碳循环的一个重要环节。基于一个完整水文年的月周期性采样分析,讨论了五华河径流中悬浮颗粒有机质(POM)的性质及其来源,估算了流域有机质的输出通量。结果表明:五华河径流中颗粒有机碳(POC)和颗粒有机氮(PON)的平均含量分别为0.77 mg/L和0.12 mg/L,其中汛期含量高于枯水期;五华河河流总悬浮颗粒物(TSS)、POC、PON含量以及河流颗粒有机质C/N比与流量的关系揭示五华河径流中POM主要源自流域土壤有机质的侵蚀,而且在迁移过程中受到水体微生物的分解;五华河流域POC和PON年输出通量分别为430 kg/(km2·a)和70 kg/(km2·a),其中汛期POC和PON输出量分别占全年输出总量的74.23%和76.17%。     

重金属Cd对污水厂剩余污泥厌氧水解和酸化的影响

在序批式厌氧反应器中探究了重金属Cd~(2+)对污泥厌氧水解和酸化的影响。实验结果表明0.1 mg/L Cd~(2+)能够促进污泥的水解和酸化过程进而促进短链脂肪酸(SCFA)的积累;且其最大积累量为1 025 mg/L。高浓度Cd~(2+)能够促进污泥中有机物的释放;但对酸化过程有严重的抑制作用。当Cd~(2+)的浓度为5.0 mg/L时,最大溶解性化学需氧量(SCOD)和SCFA浓度分别为1 395、465 mg/L,分别是空白对照组的1.5和0.5倍。同时发现高浓度Cd~(2+)(例如5.0 mg/L)能够抑制产甲烷古菌的活性进而导致SCFA的消耗量较低。     

化学修饰型PRB反应介质草炭土的制备及性能

选用11种化学试剂对渗透性反应墙(PRB)反应介质草炭土进行修饰, 并分析吸附前后草炭土的微观结构. 结果表明： 经HCl,NaOH,CH₃COOH,Mg²⁺,Na₃C₆ H₅O₇和PO^3-₄修饰后的草炭土吸附总石油烃(TPH)的能力降低; 经Ca²⁺ ,Fe³⁺,Cu²⁺,乙二胺四乙酸(EDTA)和腐植酸修饰后的草炭土吸附TPH的能力升高, 其中, 经0.100 mol/L Ca²⁺修饰后的草炭土去除地下水中TPH为92.26%, 其吸附规律符合Langmuir等温吸附方程, 理论最大吸附量为2.04 g/g; 吸附动力学规律遵循准二级动力学方程, 吸附60 min后达到动态平衡; 草炭土通过物理吸附和化学吸附去除石油污染物.     

植物修复重金属-有机物复合污染河道疏浚底泥的研究

针对目前国内普遍存在的排污河道污染问题,通过盆栽试验研究了玉米、印度芥菜、超积累油菜、紫花苜蓿在施用不同配比的排污河道疏浚底泥上对重金属-有机物复合污染的修复情况及超积累的机理.结果表明,随着底泥配比的增加,植物发芽率的抑止程度也增加;适应底泥中高浓度复合污染的植物,底泥施用能促进其生长,提高植物体内的叶绿素含量.植物体内积累的重金属Zn、Pb、Cd以生长在底泥与土壤比为2:1的印度芥菜为最大,分别为1 521 mg/kg、453 mg/kg和11.7 mg/kg;Cu、Ni积累量以生长于底泥中的玉米为最大,分别为128 mg/kg和89.1 mg/kg.在本实验条件下,底泥中有机物以种植玉米的底泥为最大,为76.89%.通过环境扫描电子显微镜及配套的能谱分析发现,重金属在植物体内的聚集存在;经X荧光光谱仪和X射线衍射仪分析,确证了配合体之间及重金属和配合体相互形成架桥而聚集成团,形成重金属结合物积累在植物体内,且在植物根部发现积累了Cu的有机氯化物.种植前后底泥的X射线衍射对比表明,种植后重金属的晶格结构和存在形态发生了变化.     

利用化学萃取法研究长春市土壤重金属化学形态及其影响因素

利用化学萃取法研究长春市土壤重金属化学形态, 分析其化学形态与土壤负荷水平、 理化性质的关系表明, 土壤中Pb和Cu主要以残渣态和有机结合态为主; Cd主要以残渣态和交换态为主; Zn主要以残渣态和铁锰氧化态为主. Cd的活性形态含量最高, 为31.98%. 交换态Cd和Zn含量及活性与土壤重金属负荷水平呈正相关; Cu和Pb铁锰氧化态的含量随负荷水平增加而下降; Zn和Pb碳酸盐结合态与负荷水平无关. 交换态Cd与土壤阳离 子交换量呈显著正相关, 而Cd的活性与土壤阳离子交换量呈显著负相关; 在碱性条件下, Cd, Cu, Pb和Zn的碳酸盐结合态与pH呈正相关; 重金属铁锰氧化态含量随着氧化还原电位的增加而降低, 而残渣态相反. Cu有机结合态与有机质呈显著正相关.