土壤重金属污染生物修复技术研究进展

从生物修复的概念和重金属污染土壤的方式出发,对重金属污染土壤植物修复和微生物修复两个方面的一般原理、方法和研究动态进行了综述,指出:重金属污染土壤生物修复基本上处于试验开发阶段,其今后研究的重点为探索超积累植物修复的机理,开发土壤改良剂和生物吸附剂以增加效益,超积累植物生物学性状的改善和微生物基因工程菌的构建,以生物修复为核心的联合修复作用的发挥及生物修复指标体系的建立.可以预料,重金属污染土壤生物修复具有很大的发展前景.     

凹凸棒石修复铜污染土壤

通过室内盆栽实验,研究了凹凸棒石对铜污染土壤的修复效果,结果表明,铜污染土壤中添加凹凸棒石,与对照相比,可显著降低植株对铜的生物有效性。添加5g凹凸棒石,植株总干重增加了35．62％,地上部铜含量降低了29．08％,地下部铜含量降低了30．01％。因此,可利用凹凸棒石进行铜污染土壤的原位修复。     

土壤重金属污染的生物修复技术

生物修复是近20年发展起来的一种治理重金属污染土壤的有效技术方法,与其它传统物化处理方法相比,具有治理效果好、运行费用低、无二次污染等特点．系统阐述了当前土壤生物修复技术和方法,就该技术的应用前景和研究方向进行了分析和展望．     

重金属污染及其生物修复

社会的不断进步,对环境带来了严重的污染,特别是重金属污染已成为当代人面临的最大污染问题,严重危害着人们的健康。然而,在重金属污染治理上,人们不断提出新的方法,特别是生物修复技术更多为人们所应用。     

生物调理剂对重金属污染土壤的原位修复效果

研究了天然物质合成的生物调理剂对贵溪冶炼厂北墙外重金属污染土壤的原位修复效果。结果表明,施加生物调理剂,土壤重金属Cu、Cd、Pb被固定,生物毒性降低,其中Cd的固定效果最好,其次是Cu和Pb。生物调理剂可有效的改善土壤的理化性质,提高土壤pH、土壤有机质含量和阳离子交换量,同时,作物的生理指标也有效的指示了这一结果。     

生物固定方法修复土壤重金属污染研究

20世纪90年代以来，利用重金属超量累积植物提取从而彻底去除土壤中重金属的研究成为国内外的热点领域。生物固定技术，能够使土壤中重金属总量哆低，或者能够使土壤中重金属的有效性降低，从而减少重金属进入农作物的机会。     

农田土壤重金属污染及其生物修复技术

综述了近年来国内外有关农田土壤重金属污染的来源,土壤-植物系统重金属的累积与迁移,重金属污染对土壤微生物和生化活性的影响以及利用生物技术修复重金属污染等几个方面的研究进展.     

油菜对镉、铅复合污染土壤修复潜力的研究

采用盆栽实验,研究油菜对铅、镉积累的生理特征和重金属对油菜的毒害作用的生理响应作用。结果表明：低水平镉、铅复合处理对油菜的生物量、硝酸还原酶活性有促进作用,而高水平镉、铅复合处理则表现出抑制作用;油菜对镉、铅的吸收表现不同,镉在油菜中的转运系数高于铅的转运系数,表明油菜对镉的吸收效率较高。油菜可以作为修复镉、铅污染土壤的高生物量修复植物。     

高浓度含铜污染土壤的电动修复研究

为了探究电动修复法对高浓度含铜污染土壤修复的可行性,对铜含量为1500 mg/kg的污染土壤进行了电动修复。实验研究了不同修复时间下电流变化、土壤pH值变化和土壤中铜的迁移规律,并采用BCR法对土壤中铜的不同形态进行了分离提取测定。实验结果表明,电动修复技术对于高浓度含铜污染土壤中的铜具有良好的去除效果,在修复电压为30 V,修复时间为7 d时,土壤中的铜含量可以降至400 mg/kg以下。修复后铜的弱酸提取态占比增加,可还原态占比降低,可氧化态和残渣态占比无明显变化。     

土壤硝酸盐污染的生物修复试验研究

文章采用反硝化细菌Klebsiellasp.DB-1为实验菌株,分别利用玉米秸秆、稻草、芦苇、蒲苇作为固体碳源,进行土壤硝酸盐污染的生物修复实验研究,目的是将农作物秸秆的综合利用与土壤硝酸盐污染生物修复相结合,寻求一种简单而廉价的土壤硝酸盐污染修复方法,为大面积修复硝酸盐污染的土壤提供实验基础。结果表明,反硝化细菌Klebsiellasp.DB-1能够利用这4种秸秆进行硝酸盐污染土壤的生物修复,效果都较好,其中蒲苇最佳;最佳蒲苇添加量是每100 g土壤中5 g;在土壤中w硝酸盐氮为200~250 mg/kg情况下,菌株能将其降低到20 mg/kg以下(108 h);保持土壤中性环境更利于菌株利用秸秆碳源去除硝酸盐氮。     

Cu2+、Pb2+在高岭土中的顺序竞争吸附动力学研究

本文以吸附动力学实验为基础,结合动力学模型对典型的重金属Cu2+ 、Pb2+在高岭土中的顺序竞争吸附动力学特性进行了深入的研究,重点考察了离子的初始浓度、两种重金属离子进入土壤的先后顺序及时间节点对吸附过程和结果的影响。结果表明：高岭土中存在两种类型的吸附位点;高岭土对同时竞争时两种重金属的吸附总量大于顺序竞争时的吸附总量,且进入高岭土的时间点对吸附结果也有很大的影响;此外伪一级动力学方程仅适用于反应的初始阶段,而伪二级动力学方程则可以较好的拟合整个竞争吸附过程。     

利用高效溶磷菌钝化修复铅污染土壤效果及其影响因素研究

利用高效溶磷菌的溶磷特性对受铅污染土壤展开修复研究,研究了菌液添加量与土壤全磷含量对重度污染土壤修复效果的影响。通过测定有效磷含量、有效态铅含量、pH等指标变化,结合X射线衍射法(XRD)分析土壤物相变化,初步研究了溶磷菌的钝化机制。当目标溶磷菌发酵菌液的添加量达到150mL/kg时,目标菌可有效在土壤中存活;当土壤全磷含量达到1g/kg时,经过钝化培养可将土壤有效态铅含量降至4mg/kg、土壤中有效磷含量增加至19mg/kg。对钝化后土壤Pb形态分析表明,在目标溶磷菌作用下,土壤中Pb由可交换态、碳酸盐结合态向残渣态转变,XRD分析结果表明残渣态主要为氯磷酸铅盐化合物(Pb_5(PO_4)_3Cl),是Pb在土壤中最稳定的化合物之一。     

胞外聚合物对Pb2+和Cd2+吸附行为研究

利用改良离心法从好氧颗粒污泥中提取胞外聚合物(EPS), 并研究其对重金属废水中Pb²⁺和Cd²⁺的吸附行为。结果表明, EPS对Pb²⁺和Cd²⁺具有很强的吸附能力, 吸附行为符合Langmuir等温式, 拟合得到的最大吸附量分别可达534.76 和478.47 mg/g。Pb²⁺和Cd²⁺在EPS上存在竞争吸附, EPS对Pb²⁺的吸附选择性更强。Cd²⁺对EPS吸附Pb²⁺有一定的抑制作用, 但Pb²⁺的存在对EPS吸附Cd²⁺具有显著的抑制作用。傅立叶红外光谱(FT-IR)和三维荧光光谱(EEM)测定表明, 实验提取的EPS含有大量疏水和亲水性基团, 因此可通过络合作用、离子交换、螯合等多种作用与重金属发生强结合。对重金属起主要吸附作用的是存在于EPS蛋白质组分中的?COOH, ?NH2, ?CH2?, ?OH及?C=O官能团。研究表明, EPS吸附Pb²⁺的主要机理为离子交换和络合作用, 而对Cd²⁺的吸附则主要通过络合作用完成。     

四种原料热解产生的生物炭对Pb2+和Cd2+的吸附特性研究

以木屑、米糠、稻杆、玉米秸杆为原料, 在300, 400, 500, 600和700℃下, 氮气保护的无氧气氛中热解制成生物炭, 探讨不同类型生物炭对水溶液中重金属Pb²⁺和Cd²⁺的吸附效果。研究发现, 对于4种生物质原料而言, 在700℃下制备的生物炭对水溶液中Pb²⁺和Cd²⁺的吸附效果均优于其他制备温度下获得的生物炭, 其中稻杆生物炭(700℃)吸附容量最高, 对Pb²⁺和Cd²⁺分别为126.58和60.61 mg/g。利用X射线荧光光谱、环境扫描电子显微镜、气体吸附仪等方法, 分析700℃下制取的4种生物炭的矿物相元素组成、表面形貌及其比表面积。采用X射线衍射法分析4种生物炭样品在吸附重金属后的矿物相特性, 分析其重金属吸附机理。结果表明, 4种生物炭对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附均满足Langmuir等温吸附模型, 同时XRD分析显示Pb²⁺和Cd²⁺在生物炭表面以碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐和亚硫酸盐形式存在。     

冻融作用对土壤吸附重金属的影响

以Pb²⁺和Cd²⁺为目标污染物研究冻融作用对土壤吸附重金属的影响, 推断了影响机制, 并分析了温度对冻融土壤吸附重金属的影响. 结果表明, 冻融作用降低了土壤对重金属的吸附量, 影响了吸附曲线的斜率, 但未改变吸附曲线形状, 这与冻融作用改变土壤理化性质有关: 冻融作用影响了土壤对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附机制, 引起专性吸附向非专性吸附转变, 利于Pb²⁺和Cd²⁺向环境的解吸和释放. 冻融作用未影响土壤对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附热力学性质, 随着温度的升高, 冻融土壤和未冻融土壤对Pb²⁺的吸附量逐渐升高, 属于吸热反应; 对Cd²⁺的吸附量降低, 属于放热反应.     

PDF对Hg2+、Pb2+、Cd2+的吸附机理及动力学研究

利用马铃薯提取淀粉后的废弃物——马铃薯渣制成的新型纤维(PDF)对重金属离子Hg^2 、Pb^2 、Cd^2 单组分水溶液进行吸附研究，对吸附模型、吸附时间、不同吸附剂用量、pH值、温度等给予表征。结果表明：PDF对Hg^2 、Pb^2 、Cd^2 的吸附是化学与物理吸附的综合结果。物理吸附中，对Hg^2 、Pb^2 的吸附既符合Langmuir吸附模式，又符合Freundlich吸附模式，而对Cd^2 的吸附仅符合Langmuir吸附模式。     

聚多巴胺改性碳纳米管对Pb~(2+)的吸附性能

研究了聚多巴胺改性碳纳米管对水溶液中Pb2+离子的吸附性能,考察了初始pH和吸附时间对该吸附过程的影响.该过程的吸附动力学符合准二级动力学模型,通过Langmuir吸附等温式描述更为合适,属于单分子层吸附.同时,对聚多巴胺改性前后的碳纳米管吸附Pb2+的能力进行了对比研究.结果表明,多巴胺改性的碳纳米管对Pb2+的吸附性能优于原始碳纳米管,平衡吸附量可达34.0mg/g.     

响应曲面法优化混合菌KW8-2修复石油污染土壤

采用响应曲面法优化混合菌KW8-2修复石油污染土壤的条件。以初始原油质量分数、接种量、氮磷比和表面活性剂用量为自变量,修复60 d的原油降解率为因变量,采用Box-Behnken(BB)设计,研究各自变量及其交互作用对污染土壤生物修复的影响,得到二次多项式回归方程预测模型。结果表明:原油质量分数分别为10×10-3、30×10-3和50×10-3的污染土壤,最佳修复条件下的原油降解率分别为67.12%、63.39%和56.57%,远高于单因素试验的最高值(63.78%、60.36%和55.44%);试验数据可为混合菌KW8-2修复原油污染实际土壤提供技术支持。     

丙烯酸-马来酸酐共聚物络合超滤分离水溶液中Pb2+和Zn2+的实验研究

采用丙烯酸-马来酸酐共聚物(PMA)为络合剂, 研究络合超滤技术对水溶液中Pb²⁺和Zn²⁺的分离效果、竞争络合效应以及外加盐对分离效果的影响。以两种金属离子截留率之差表示分离率, 以单一金属离子溶液中离子截留率与混合溶液中该离子的截留率之差表示金属离子间的竞争强度。结果表明: 随着PMA浓度增加, 两种金属离子的分离率先增大后减小, 当PMA浓度为200 mg/L时, 分离率达到最大值, 为54.47%。pH从2增加到6时, 分离率先增大后减小, 且在H=4时达到最大, 为71.34%。两种金属离子的竞争效应随pH及PMA浓度的增加先增强后减弱, 在pH=5, PMA浓度为200 mg/L时, 混合溶液中两种离子竞争效应最强。外加Na₂SO₄对分离率有较大影响, 随着 n(Na₂SO₄)增大分离率增加, 随后基本保持不变, 在n(Na₂SO₄)=0.06 mol/L时, 分离率达到最大值, 为97.677%。加入Na₂SO₄减弱了Zn²⁺的竞争络合能力, 有利于两种金属离子的分离。     

共振光散射比浊法测定环境水样中Pb(Ⅱ)

基于铅与重铬酸钾反应产生沉淀拟定了一种测定铅的共振光散射比浊法.通过实验确定了适宜的反应条件.实验表明,在λ=497 nm处,该体系有较大且较稳定的共振光散射强度,并且共振光散射强度与铅浓度成线性关系,线性范围为0.1～1.0μg/mL,检测限为0.0573μg/mL.该方法快速,灵敏,简便.将该方法用于实际含铅水样中的铅的测定,并与原子吸收光谱法比较,结果较为满意.