硫酸盐还原菌修复铬_污染土壤研究_吴淑杭

农业环境科学学报2007,26(2):467-471JournalofAgro-EnvironmentScience

摘要:从含铬污水、活性污泥和铬污染土壤中分离出6株硫酸盐还原菌(sulphate-reducingbacteria,简称SRB),并对它们进行了还原Cr(Ⅵ)能力的验证试验,研究了利用其中2株菌(Wn-1和Ws-2)修复Cr(Ⅵ)污染土壤的效果。结果表明,分离获得的6株SRB都具有还原Cr(Ⅵ)能力,综合分析3个不同初始Cr(Ⅵ)浓度的Cr(Ⅵ)转化率,Wn-1和Ws-2的还原Cr(Ⅵ)能力较强,其次为Ws-1和Wn-2,而Tj和Tg较弱,即从电镀厂污水处理厂污水和活性污泥中分离的菌株Cr(Ⅵ)还原能力较强,而从电镀厂附近土壤和基地铬污染土壤中分离的菌株Cr(Ⅵ)还原能力较差;初始Cr(Ⅵ)浓度过高会抑制硫酸盐还原菌的还原能力;菌株Wn-1和Ws-2都能很好地修复Cr(Ⅵ)污染土壤,但它们的混合菌液修复效果更佳,10d后Cr(Ⅵ)的转化率达75.3%;菌株Wn-1和Ws-2经初步鉴定为脱硫弧菌。关键词:铬(Ⅵ)污染;生物修复;硫酸盐还原菌;土壤中图分类号:X53文献标识码:A文章编号:1672-2043(2007)02-0467-05

收稿日期:2006-10-17基金项目:上海市农委攻关项目(沪农科攻字(2003)第10-5号)作者简介:吴淑杭(1970—),男,副研究员,博士研究生,主要从事有机废弃物资源化、污染控制微生物工程等领域的研究。E-mail:wushuhang88@163.com由于在工业中大量使用铬及其化合物,使得受铬污染的土壤越来越多。近年来有研究发现,不少细菌产生的特殊酶能还原重金属,从而降低重金属的毒性。比如Cr(Ⅵ)是可以采用Cr(Ⅵ)还原菌修复技术来处理的污染物。如DesjardinV.等对法国Rhone-Alpes地区的被污染土壤中微生物的活性对铬化学状态的影响进行了研究,将可以降低Cr(Ⅵ)的链霉菌ther-mocarboxydus菌株从被污染的土壤中分离出来进行研究,发现该菌株可以将Cr(Ⅵ)固定,其固定形式与外生的接种体假单细胞荧光LB300相类似,都是将硫酸盐还原菌修复铬(Ⅵ)污染土壤研究

吴淑杭1,2,周德平1,吕卫光1,姜震方1,徐亚同2(1.上海市农业科学院环境科学研究所,上海201106;2.华东师范大学环境科学系,上海200063)

RemediationofHexavalentChromium-contaminatedSoilbySulphate-ReducingBacteriaWUShu-hang1,2,ZHOUDe-ping1,LUWei-guang1,JIANGZhen-fang1,XUYa-tong2(1.EnviromentalScienceResearchInstitute,ShanghaiAcademyofAgriculturalSciences,Shanghai201106,China;2.DepartmentofEnvi-ronmentScience,EastChinaNormalUniversity,Shanghai200063,China)Abstract:ExperimentswereconductedtodeoxidizeCr(Ⅵ)usingSRB(sulphate-reducingbacteria)separatedfromchromium-pollutedwastewater,soilandactivatedsludge.Therepairingeffecttocontaminated-soilwasstudiedusingtwostrains(Wn-1andWs-2)amongthesixstrains.Theresultswereasfollows:thesixbacteriastrainswereallcapableofsulphate-reducing.WhentheinitialconcentrationofCr(Ⅵ)was50mg・L-1,fourstrains(Wn-1,Ws-2,Ws-1andWn-2)exhibitedthestrongestdeoxidizationability.Thetransformationratereached100%after3days;whileat100mg・L-1ofCr(Ⅵ),Wn-1exhibitedthestrongestdeoxidizationability,withthetransformationrate57.3%3dayslater.Whentheconcentrationreached200mg・L-1thetransformationrateofWn-1wasupto23.1%,betterthanthoseofWs-2andWs-1,being15.6%and13.6%respectively.Wn-1andWs-2separatedfromwastewaterandactivatedsludgeofelectroplatefactory'swastewa-terplantspossessedthebestdeoxidizationability,superiortoWs-1andWn-2,whiletheweakestwereTjandTgseparatedfromthesoilofelectroplatefactory.ExorbitantprimaryconcentrationofCr(Ⅵ)couldrestrainthedeoxidizationabilityofSRB.Therepairingeffecttocontam-inatedsoilcanbeimprovedupto75.3%after10daystreatmentwiththemixedWn-1andWs-2,comparedwiththattreatedwithWn-1andWs-2respectively.Wn-1andWs-2werepreliminarilyidentifiedasDesulphovibriosp..Keywords:hexavalentchromium-contamination;bio-remediation;sulphate-reducingbacteria;soil2007年3月铬沉降为类似于Y-Cr00H结构的铬的羟基氧化物[1]。韩怀芬等通过土壤与含铬的培养基一起培养,筛选出5种能还原Cr(Ⅵ)的菌种,经鉴定分别为产碱杆菌、土壤杆菌、芽孢杆菌、葡糖杆菌和假单胞菌,并用这些菌种处理铬污染土壤有很好的效果[2]。瞿建国等从土壤中分离筛选出几株抗Cr(Ⅵ)的硫酸盐还原菌(sul-phate-reducingbacteria,缩写为SRB),能在含800mg・L-1Cr(Ⅵ)的培养基中生长,其中2-s-8菌株在含75mg・L-1Cr(Ⅵ)的培养基中生长36h后,培养液中的Cr(Ⅵ)已全部消失[3]。通过比较已有的Cr(Ⅵ)还原菌,发现硫酸盐还原菌最具潜力[4]。对于运用SRB修复铬污染环境,目前把水溶液中的Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)的研究较多,而针对Cr(Ⅵ)污染土壤,利用SRB的生物还原作用将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),以降低铬的植物有效性和生物毒性的生物修复技术研究报道较少[5、6]。本研究针对上海某黄桃基地因曾施用皮革废料有机肥致使土壤轻度铬污染而造成黄桃铬含量微量超标(经有关部门检测,该基地生产的黄桃中Cr含量为0.62mg・kg-1,而国家标准———农产品安全质量无公害水果安全要求(GB18406.2—2001)中要求总铬含量≤0.5mg・kg-1。),进行了硫酸盐还原菌分离筛选及还原Cr(Ⅵ)效果验证,研究了利用SRB转化污染土壤中Cr(Ⅵ)为Cr(Ⅲ)的效果,以降低土壤中铬的植物有效性和毒性,为土壤受轻度铬污染的黄桃生产基地安全生产提供一项有效措施。1材料与方法1.1试验材料1.1.1菌株分离源上海市某电镀厂污水(简称:Ws;总铬含量:1813.4mg・L-1)及其处理厂的活性污泥(简称:Wn;总铬含量:14582.8mg・L-1)、某电镀厂附近土壤(简称:Tg;总铬含量:342.4mg・L-1)和上海某黄桃基地铬污染土壤(简称:Tj;总铬含量:110.7mg・L-1)。1.1.2Cr(Ⅵ)样品分析纯K2Cr2O7。1.1.3土壤样品上海市农业科学院试验场水稻土。供试土样(0 ̄20cm)风干后过2mm尼龙筛备用。土壤基本性质如下:pH7.30,有机质26.3g・kg-1,全氮2.25g・kg-1,全磷0.75g・kg-1,全钾17.4g・kg-1,铬(Ⅵ)5.1mg・kg-1。1.1.4培养基培养基1:蛋白胨10.0g・L-1,MgSO4・7H2O2.0g・L-1,Na2SO30.5g・L-1,FeSO4・7H2O0.5g・L-1,柠檬酸铁0.5g・L-1,乳酸钠0.5g・L-1,1%巯基醋酸钠10mL,1%抗坏血酸钠10mL,加入蒸馏水1L,调节pH至7.5左右。在121℃、0.11MPa高压灭菌20min,冷却后备用。巯基醋酸钠和抗坏血酸钠预先配成1%的溶液并经过高压灭菌,使用前按上述量加入[6]。培养基2:NaH2PO41.2g・L-1,KH2PO41.8g・L-1,Na2SO44.0g・L-1,NH4Cl1.0g・L-1,MgCl2・6H2O0.05g・L-1,乳酸钠3.5mL,1∶1柠檬酸钠-FeCl2溶液(0.5g・L-1)1.0mL,酵母浸膏1.0g・L-1,蒸馏水1000mL,调节pH至7.5。经121℃、0.11MPa高压灭菌20min,冷却后备用[7]。1.2试验方法1.2.1硫酸盐还原菌的富集、驯化和分离方法菌种富集:对于土样和污泥,称2.0g置于无菌试管中,再加入9.0mL0.85%的生理盐水,制成10-1的稀释液,吸取2.0mL这样的稀释液加入130mL血清瓶中,而对于污水则先吸取5.0mL原样,再用新鲜培养基1注满该血清瓶,并置于30℃培养箱中培养至产出极浓的黑色沉淀(FeS)。在培养过程中对培养物中的菌体进行镜检,如果发现弧菌或杆菌已成优势种,则可认为该富集物已基本上是硫酸盐还原菌为主;如果不是,则将黑色富集物转接至新鲜培养基中,接种量为10%,直至镜检发现弧菌或杆菌已成优势种[7]。菌种驯化:将富集菌液,以10%接种量接到装有培养基1的螺口试管中,同时加入一定浓度的K2Cr2O7在30℃培养箱中驯化培养。最初加入的Cr(Ⅵ)浓度为50mg・L-1,以后依次以50mg・L-1梯度递增,待试管中菌体明显长出后,取出一部分进行转接,直到最后的Cr(Ⅵ)浓度为200mg・L-1[6、8]。菌种分离与纯化:采用二重皿法。将培养皿的上盖和内皿向同一方向撂起来,外盖在下。灭菌后并列于无菌室内的桌上,把内皿提起架在外盖的边缘上,在内外盖的空隙里加入驯化菌液0.5mL,然后注入20mL溶解且保温在45℃左右的琼脂培养基1,固化后置于30℃培养箱中培养至长出完整的黑色菌落[7]。1.2.2菌株的初步鉴定菌体染色及形态观察:采用培养基1接种待测菌株,将处于对数生长期的菌体进行革兰氏染色,在光学显微镜下观察菌株的革兰氏染色结果及细菌形态。脱硫绿啶(Desulfoviridin)的定性检查:脱硫绿啶属于亚硫酸盐还原酶中的一种,可以通过以下方法检吴淑杭等:硫酸盐还原菌修复铬(Ⅵ)污染土壤研究468

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克雷伯氏菌Z3还原Cr(Ⅵ)的细胞定位及相关功能蛋白分析

克雷伯氏菌Z3还原Cr(Ⅵ)的细胞定位及相关功能蛋白分析

第55卷 第4期河南农业大学学报Vol.55 No.4

2021年 8月JournalofHenanAgriculturalUniversityAug. 2021

收稿日期:2021-03-08基金项目:国家自然科学基金项目(31801672);河南省高等学校重点科研项目计划支持项目(19A180017)作者简介:曹子敬(1996—),男,河南许昌人,硕士研究生,主要从事环境微生物学研究。通信作者:徐淑霞(1971—),女,河南灵宝人,教授,博士。引用:曹子敬,张智超,高明,等.克雷伯氏菌Z3还原Cr(Ⅵ)的细胞定位及相关功能蛋白分析[J].河南农业大学学报,2021,55(4):736-743.DOI:10.16445/ki.1000-2340.20210423.002

克雷伯氏菌Z3还原Cr(Ⅵ)的细胞定位及

相关功能蛋白分析

曹子敬,张智超,高明,杜文涛,张继冉,张世敏,吴坤,徐淑霞

(河南农业大学生命科学学院,河南郑州450002)

摘要:为了探究微生物还原Cr(Ⅵ)的细胞定位以及还原过程中相关蛋白的功能,以嗜碱性Cr(Ⅵ)高效还原细菌

克雷伯氏菌(Klebsiellasp.)Z3为研究对象,结合扫描电镜(scanningelectronmicroscope,SEM)、X射线光电子能

谱分析(X-rayphotoelectronspectroscopy,XPS)、能量色散X射线谱(energydispersivespectroscopy,EDS)以及双

向电泳联合质谱,考察了铬(Cr)在菌株Z3内的分布特征、细胞各组分对Cr(Ⅵ)的还原能力以及Cr胁迫条件下

菌株Z3的全细胞蛋白表达差异。结果表明,100mg·L-1Cr(Ⅵ)处理组,菌体胞外多聚物、细胞膜、细胞壁和细

胞质的总Cr质量浓度分别为8.00、1.49、1.84和3.05mg·L-1。细胞各组分的还原能力由高到低依次为胞外多

聚物>细胞质>细胞膜>细胞壁。SEM结果表明,菌体还原Cr(Ⅵ)的主要位置为胞外多聚物。还原过程及还原

利用CPS还原稳定化修复Cr(Ⅵ)污染土壤

利用CPS还原稳定化修复Cr(Ⅵ)污染土壤

第11卷 第6期环境工程学报Vol.11,No.62017年6月ChineseJournalofEnvironmentalEngineeringJun.2017

基金项目:重庆市基础与前沿研究计划项目(CSTC2014JCYJA20016);中央高校基本科研业务费资助项目(106112014CDJZR210003)收稿日期:2016-04-06;录用日期:2016-09-01第一作者:王婉玉(1991—),女,硕士研究生,研究方向:土壤污染修复。E-mail:312061807@∗通信作者,E-mail:liuyuanyuan@利用CPS还原稳定化修复Cr(Ⅵ)污染土壤

王婉玉1,刘元元1,∗,黄思敏1,李余杰1,周利强2,程榉瑨1

1.重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆4000442.重庆市固体废物管理中心,重庆401147

摘 要 通过研究多硫化钙(CPS)与水溶液中六价铬(Cr(Ⅵ))中的反应,得出CPS与Cr(Ⅵ)的化学计量关系及主要反应产物;以CPS为修复剂,开展还原稳定化法对Cr(Ⅵ)污染土壤的修复实验,并用FeSO4作对比,比较两者的稳定化效果。结果表明:CPS与水溶液中Cr(Ⅵ)反应的化学反应计量比为3∶2,对反应产物进行XRD表征,发现其主要成分为Cr(OH)3和单质S;CPS能够在短时间内大幅度降低砂土中总铬和Cr(Ⅵ)的浸出浓度以及土壤的Cr(Ⅵ)含量;经CPS处理之后的Cr(Ⅵ)污染土壤,pH值从原来的8.9下降至8.2,而经Fe2+处理的土壤明显酸化,其pH值降至7.5;土壤氧化还原电位(ORP)先显著下降,后期随着CPS的逐步消耗稍有上升;经CPS稳定化处理后,土壤可交换态铬和碳酸盐结合态铬均明显

减少,铬的稳定性增强,环境风险显著减小。关键词 Cr(Ⅵ);CPS;污染土壤;还原稳定化

中图分类号 X53 文献标识码 A 文章编号 1673-9108(2017)06-3853-8 DOI 10.12030/j.cjee.201604039StabilizationofCr(Ⅵ)-contaminatedsoilwithcalciumpolysulfide

基于多点位分析的铬污染土壤电动修复

基于多点位分析的铬污染土壤电动修复

基于多点位分析的铬污染土壤电动修复

李亚林;刘蕾;厉萌萌;运晓静;黄子玲;唐一凡

【摘 要】采用电动修复法对铬含量为600 mg/kg的污染土壤进行了处理.基于多点位分析研究了修复时间和修复电压对铬迁移、价态转化和形态转化的影响规律.结果表明:随着修复电压和修复时间的增加,铬的迁移率提高;当修复电压为30 V,修复时间为14 d时,土壤中的Cr(T)含量下降至200 mg/kg以下,低于中国土壤环境质量标准(GB 15618—1995)中二级农业用地的限值;修复完成后,土壤中大部分的Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ),可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态等不稳定态向有机物结合态及残渣态等稳定态转化,铬的环境风险(物理流动性和生态风险)降低.

【期刊名称】《科学技术与工程》

【年(卷),期】2018(018)035

【总页数】7页(P87-93)

【关键词】电动修复;铬;污染土壤;迁移;形态转化

【作 者】李亚林;刘蕾;厉萌萌;运晓静;黄子玲;唐一凡

【作者单位】河南工程学院资源与环境学院 ,郑州451191;河南工程学院资源与环境学院 ,郑州451191;郑州轻工业学院材料与化学工程学院 ,郑州450002;广西大学轻工与食品工程学院 ,南宁530004;河南工程学院资源与环境学院 ,郑州451191;河南工程学院资源与环境学院 ,郑州451191

【正文语种】中 文

【中图分类】X53

随着社会现代化建设进程的加快,土壤污染问题越来越受到人们的关注,根据环境保护部发布的全国土壤污染现状调查结果显示,中国土壤污染的总超标率为16.1%,其中铬的污染点位超标率为1.1%[1]。中国《土壤环境质量标准》中明确规定针对保障农林生产和植物正常生长的二级用地、水田中铬含量需低于250

mg·kg-1[2]。2017年世界卫生组织国际癌症研究机构将金属铬列入3类致癌物清单中,Cr(Ⅵ)化合物被列入《优先控制化学品名录(第一批)》名录中。因此,对含铬污染土壤的治理具有重要的现实意义。

活化过一硫酸盐技术降解环境有机污染物的研究进展

活化过一硫酸盐技术降解环境有机污染物的研究进展

活化过一硫酸盐技术降解环境有机污染物的研究进展

代朝猛1,刘 仟1,段艳平2,3*,刘曙光1,涂耀仁2,3

1. 同济大学土木工程学院, 上海 200092

2. 上海师范大学环境与地理科学学院, 上海 200234

3. 上海长三角城市湿地生态系统国家野外科学观测研究站,上海 200234

摘要: 高级氧化技术是一种以产生羟基自由基(·OH)和硫酸根自由基(SO4−·)来降解环境有机污染物的技术. 近年来,通过活化

过一硫酸盐(peroxymonosulfate, PMS)而产生SO4−·的高级氧化技术受到了广泛关注. 与基于·OH的传统高级氧化技术相比,基

于SO4−·的高级氧化技术具有氧化还原电位高、半衰期长、适用pH范围广和对污染物反应快速等优点. 本文从活化PMS方法的

特点和性质出发,对目前活化PMS技术降解环境有机污染物的主要方法和活化机理进行了论述,活化方法包括过渡金属活化

(均相和非均相)、碳质材料活化、碱性活化、热活化、辐射活化、电解活化等,活化PMS的机制是通过活化方法使其分子结构中

的O—O键发生断裂,从而使PMS分解形成SO4−·或其他的活性物质. 此外,分析了活化PMS降解环境有机污染物的主要影响

因素,其中影响均相系统PMS活化的因素包括过渡金属剂量、pH和水中阴离子等,过量的PMS和过渡金属可能成为SO4−·的抑

制剂,pH不仅对氧化剂分解产生自由基起着关键作用,还影响过渡金属种类的形成及其与氧化剂反应的有效性,而水中阴离子

会与有机化合物竞争和SO4−·发生反应. 最后,提出未来研究重点应在开发稳定高效活化PMS的金属氧化物、碳质材料,以及使

用多种处理技术协同作用上,同时应加强对活化PMS技术降解有机污染物体系的降解产物和毒性分析的研究.

关键词: 过一硫酸盐(PMS);活化;硫酸根自由基(SO4−·);有机污染物;降解机理

中图分类号: X52;X53文章编号: 1001-6929(2022)01-0141-09

生物炭负载纳米零价铁制备及修复六价铬污染土壤技术研究进展

生物炭负载纳米零价铁制备及修复六价铬污染土壤技术研究进展

生物炭负载纳米零价铁制备及修复六价铬污染土壤技术研究进展

一、内容综述

生物炭是一种富含碳素的生物质在缺氧条件下经高温热解制备的固态物质。具有良好的多孔性、比表面积和吸附性能。BNZVI是一种新型的纳米材料,具有极高的活性和还原能力,可以有效降低土壤中六价铬的浓度。将BNZVI负载到生物炭上,可以提高其在土壤中的稳定性和生物利用率,从而更有效地修复六价铬污染土壤。

影响BNZVI修复六价铬污染土壤的因素较多,主要包括生物炭的种类、含量、预处理方式以及Cr(VI)的浓度和毒性等。生物炭的种类和含量对BNZVI的还原能力有显著影响;预处理方式可改变生物炭的表面官能团,提高其吸附和还原性能;Cr(VI)的浓度和毒性会影响BNZVI的还原效率,高浓度和毒性的Cr(VI)会降低BNZVI的还原能力。

生物炭负载纳米零价铁修复六价铬污染土壤的过程中,微生物起到了关键作用。一些具有Cr(VI)还原能力的微生物,如Stenotrophomonas、Dechloromonas等,在BNZVI的诱导下可以降低土壤中Cr(VI)的浓度。一些微生物还可以降解含有BNZVI的生物炭,释放出具有还原能力的纳米零价铁,从而提高修复效果。通过调控微生物群落结构和多样性,可进一步提高BNZVI修复六价铬污染土壤的效果。

通过实验室搭建的小型模型和实际场地试验,生物炭负载纳米零价铁修复六价铬污染土壤具有较好的效果。修复后的土壤中六价铬浓度降至国家排放标准以下,同时提高了土壤肥力和微生物多样性。目前关于BNZVI修复六价铬污染土壤的评价体系尚未完善,需要进一步开展深入研究。

生物炭负载纳米零价铁修复六价铬污染土壤技术为重金属污染土壤治理提供了新的思路和方法。未来研究方向包括优化BNZVI的制备条件和工艺参数,深入挖掘其修复机理,以及开展实际场地应用研究等。

1. 重金属六价铬污染土壤的问题背景和严重性

随着工业化进程的不断加速,土壤重金属污染问题日益严重。六价铬作为一种常见的重金属污染物,在环境中广泛存在,并对生态系统造成极大危害。在农产品、土壤、水源等环境介质中,六价铬的存在可导致植物生理障、土壤微生物失衡、人体健康风险增加等一系列问题。针对六价铬污染土壤的治理已刻不容缓。

水稻土中硫酸盐还原微生物研究进展

水稻土中硫酸盐还原微生物研究进展

第29卷第8期2009年8月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVo.l29,No.8Aug.,2009基金项目:国家自然科学基金资助项目(40571082);国家重点基础研究发展规划资助项目(2005CB121105)收稿日期:2008-08-27; 修订日期:2009-05-12*通讯作者Correspondingauthor.E-mai:lzhanglm@水稻土中硫酸盐还原微生物研究进展

刘新展1,2,贺纪正1,张丽梅1,*

(1.中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京 100085;2.中国科学院研究生院,北京 100039)

摘要:硫是水稻必需的营养元素之一。硫酸盐还原是硫元素生物地球化学循环中的关键步骤,在稻田土壤表层和水稻根际都十分活跃。介导硫酸盐还原过程的硫酸盐还原菌(sulfate-reducingbacteria,SRB)是稻田土壤中重要的功能菌群。它们不仅是硫元素生物地球化学循环的重要参与者,也是土壤中有机污染物降解的主要力量之一,发挥着重要的生态和环境功能。综述了稻田土壤中微生物参与的硫酸盐还原过程、SRB的生物多样性以及目前研究稻田土壤SRB主要采用的分子生态学方法,如末端限制性片段长度多样性(T-RFLP)、变性梯度凝胶电泳(DGGE)、实时荧光定量PCR(rea-ltimePCR)、荧光原位杂交(FISH),并对水稻土壤中SRB的分子生态学研究方向进行了展望。关键词:水稻土;硫循环;硫酸盐还原菌;末端限制性片段长度多态性;变性梯度凝胶电泳;实时荧光定量PCR;荧光原位杂交文章编号:1000-0933(2009)08-4455-09 中图分类号:S154.36 文献标识码:A

Thesulfate-reducingbacteriaandsurfercycleinpaddysoil

活化过硫酸盐氧化法修复有机污染土壤的研究进展

活化过硫酸盐氧化法修复有机污染土壤的研究进展

摘要:过硫酸盐在不同活化因子的作用下可产生具有强氧化性的硫酸根自由基(SO4–·),能氧化分解众多的有机 化合物,同时因其具有的氧化能力强、反应速度快及应用范围广等特点,近年来在环境污染治理领域备受关注。 本文在对活化过硫酸盐氧化机理分析的基础上,综述了国内外利用过渡金属离子、氧化剂、热、强碱及联合活 化等多种方式活化过硫酸盐修复有机物污染土壤的研究现状,并对活化过硫酸盐修复污染土壤的影响因素如氧 化剂的添加量及添加方式、初始 pH 和反应时间进行了综述。此外,对活化过硫酸盐氧化法与电动修复、微生物 修复、表面活性剂洗脱、固化稳定化等技术在土壤修复中的联合应用同样进行了的阐述。最后提出了活化过硫 酸盐应用于土壤修复领域存在的问题,并对今后的研究方向进行了展望。 关键词:过硫酸盐;氧化;活化;自由基;修复;有机污染物随着城市的现代化及经济的高速发展,城市布 局和结构有了很大的调整,众多企业和工厂的搬迁、 关停等产生的污染场地在二次开发和再利用的过 程中,遗留的土壤污染问题犹如一颗“定时炸弹”, 对生态环境及人群健康造成威胁。如何有效解决遗留污染场地的污染土壤问题现已迫在眉睫,国内外 众多学者对这一问题展开了不断的探索。有机污染 土壤的修复方法有原位修复和异位修复两种。其 中,原位化学氧化是将化学氧化剂加入污染原位区 域,污染物由于氧化剂的强氧化性而被分解转化为 小分子无害物质的方法,该方法因其氧化范围宽、 降解效率高、修复周期短等特点成为环境领域的研 究热点。近年来,化学氧化技术已经在有机污 染土壤的应用方面取得了较大进展,呈现出显著的 修复效果。选择合适的氧化剂是决定土壤修复效率 的关键因素之一,氧化剂要求不仅氧化性强,而且 本身及氧化产物对环境危害小。目前应用于有机 污染物降解的化学氧化剂包括 Fenton 试剂、O3、 高锰酸钾、活化过硫酸盐等。高锰酸钾(氧化还原 电位 E0 =1.68V)性质稳定,易与含 π 键的有机物 反应,但本身容易被土壤中的天然有机质所消耗, 同时产生的二氧化锰沉淀影响氧化剂在空隙中的 传递,且存在污染地下水的风险;同样具有环境 友好性的

原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复技术方案

原长沙铬盐厂铬污染场地土壤修复技术方案

一、项目背景

长沙铬盐厂于上世纪五六十年代建成投产,由于技术落后和管理缺位,经营不善,环保意识淡薄,长期排放铬污染物,导致厂区周边土壤、地下水和空气受到污染,对周边环境与居民健康产生了严重影响。随后铬盐厂整体停产,至今已20余年,场地内的铬污染物依然存在,影响到周边环境。

为了修复厂区场地的土壤环境,消除铬污染物对周边环境与居民健康的影响,制定本修复方案。

二、项目目标

1. 消除铬污染物对场地土壤、地下水和空气的影响,恢复土壤的生态功能和自然环境,提高场地环境质量,减少环境风险;

2. 提高场地土壤理化性质、生物活性和生态功能,恢复自然植被,达到类似于历史生态系统的自然恢复状态;

3. 满足相关环保标准,保证修复成果的长期稳定性和可持续性。

三、场地调查与评估

1. 场地历史

长沙铬盐厂场地历史悠久,起初是军工厂,后转为民企铬盐厂,建厂初期生产氧化铬和偶氮染料,后主要为酸性铬酸钾、铬酸盐、浸渍乳胶用的酸性铬酸,过程中排放大量铬污染物。

2. 场地土壤

场地土壤pH值较低,含铬量高达300mg/kg以上,超过环保标准值。土壤中的微生物含量减少,对大气、水、土壤中污染物的降解能力下降。

3. 地下水

场地附近地下水受到了严重污染,含铬量远高于环保标准值。

4. 生态环境

由于铬污染物的影响,周边植物受到污染后逐渐枯萎,生态环境严重受损。

基于场地污染状况,本项目选择生物修复和化学修复相结合的修复技术。 四、修复技术方案

(一)生物修复

生物修复使用生物技术手段利用特定活菌、细菌和真菌将污染物分解成无害物质,并将其吸收并利用等方式增加土壤活性成分,恢复土壤生态系统的组成。

1. 在原场地上,如果原有树木、杂草等生长良好,可保留部分,减少土壤侵蚀;一些较大的铬污染物可通过简单机械清除处理。

2. 对原有土壤进行养护式耕作,饲养一些硬质鲜肉食用放牧动物,充分循环利用养分,滋养土壤,让土壤更好地发挥吸附稳定污染的效果。

土壤铬(VI)污染硫酸盐还原菌修复试验研究

第8卷第6期 2010年12月 南水北调与水利科技 S0uth-to North Vater Transfers and Water Science&Technology Vo1.8 NO.6 Dec.2O10 doi:10.3724/SP.J.1201.2010.06063 土壤铬(VI)污染硫酸盐还原茵修复试验研究 李政红,张胜,张翠云,何泽,马琳娜,殷密英,宁卓,王丽娟,曹文庚 (中国地质科学院水文地质环境地质研究所,石家庄050061) 摘要:利用培养优化土著硫酸盐还原菌液对人为添加重金属铬(VI)污染的土壤进行修复试验研究,观测对比了添加 优势菌液和不加菌液、富营养和寡营养不同条件下土壤铬(VI)含量随时间的变化,结果表明,自然土壤(不加菌液)条 件下,土壤铬(VI)污染具有自然还原转化衰减作用。土壤中添加优势修复菌液,可增加铬(VI)还原能力。只添加菌 液的寡营养土壤铬(VI)污染去除率为6O ~99.5 。添加营养菌液的富营养土壤铬(VI)去除率为92 ~99.6 。 因此,采取添加优化微生物、调控添加营养物质等方法可以促进土壤铬的还原转化衰减。 关键词:铬污染;硫酸盐还原菌;修复;试验 中圈分类号:X131.3 文献标识码:A 文章编号:1672—1683(2010)06 0063—03 Experimental Study of Sulfate-reducing Bacteria Remediation for Chromium(VI)Contaminated Soil LI Zheng-hong,ZHANG Sheng,ZHANG Cui—yun,HE Ze,MA Lin—na, YIN Mi—ying,NING Zhuo,WANG Li juan.CAO Weng—geng tThe Institute of H yarogeo g,and Environmental Geology,CAGS,Shijiazhuang 050061,China) Abstract:The remediation experiments of the artificial added Cr(VI)pollution in soil were carried out by the optimized in~situ sulfate—reducing bacteria.The contents of Cr(VI)in soil varying with time were contrasted under conditions of adding optimized bacteria or without bacteria,eu— trophication or 0ligot r()phicati0n.The results showed that the Cr(VI)pollution had natural attenuation in natural soil(without bacteria),adding optimized bacteria solution to soil could promote the reducing capacity of Cr(VI).The remo,/al rate of Cr(VI)in oligotrophic soil was 60 ~ 99.5 ,and was 92 ~99.6 in eutrophic soil.Therefore,the attenuation of Cr(VI)in soil could promoted by adding optimized bacteria and regulating nutritional additives et a1. Key words:chromium pollution;sulfate—reducing bacteria;remediation;experiment 含铬矿石加工、皮革鞣制、油漆、涂料、颜料、印染等行业 的垃圾堆放,以及利用其排放的污水灌溉农田,导致我国一些 农田土壤受到重金属铬的污染。将六价铬还原为三价铬,降 低其在环境中的迁移性和毒性,是治理和修复土壤六价铬污 染的主要途径之一。基于硫酸盐还原菌的代谢产物H s具 有促进六价铬还原转化的作用,开展了土壤铬(VI)污染硫酸 盐还原菌修复试验研究工作,为土壤六价铬污染治理修复技 术提供科学依据。 1 试验材料 化学试剂:KH2PO4、NH CI、Na sG、CaCI2・2H 0、7O 乳 酸钠、FeSO (NH )2SO ・6H 2O、KC1、二苯碳酰二肼、丙酮、浓 硫酸、铬(VI)标准溶液等均为分析纯。 试验用玻璃器皿:15 mL螺口小试管,100 mL小烧杯,5O mL比色管,2 000 mL量筒,磨口细口白色和棕色试剂瓶,各 种不同类型的细菌培养试管、培养皿、磨口三角瓶等。 主要仪器:生物恒温培养箱、离心机、电磁搅拌器、高压蒸 汽灭菌器、无菌实验室、厌氧手套箱、生物显微镜、752N紫外 可见光光栅分光光度计、电热干燥箱等。 试验用菌液:从某皮革加工厂垃圾堆放场、污灌渠底泥和 污灌农田分别采集了富含重金属铬污染土壤样品,用斯塔基 氏(Starkey)培养基 ]培养富集样品中硫酸盐还原菌,经平板 划线分离、扩大培养、抗铬性能驯化培养,最终得到抗铬硫酸 盐还原菌液。 试验用土壤:①试验一用土壤,将采自污灌农田的土样 风干、研磨、过2 Iilm筛孔,准确称取100 g置于小烧杯中,加 入5 mg/mL的铬(VI)标准溶液1O mL,搅拌均匀,用牛皮纸 封口,并在其上扎若干通风孔风干,再用研碎研磨,过1 inm 收稿日期:2010—10—18 修回日期:2010~l1一O4 基金项目:中国地质科学院水文地质环境地质研究所基本科研业务专项经费资助(SK200809) 作者简介:李政红(1970一),女,河北正定人,助理研究员,主要从事环境地质、微生物地球化学方面的研究。 生 采。 与 环 堍 4-63.

硫酸盐还原菌修复铬(Ⅵ)污染土壤研究

农业环境科学学报2007,26(2):467—471 Journal of Agro-Environment Science 

硫酸盐还原菌修复铬(Ⅵ)污染土壤研究 

吴淑杭・ ,周德平 ,吕卫光 ,姜震方 ,徐亚同2 

(1.上海市农业科学院环境科学研究所,上海201 106;2.华东师范大学环境科学系,上海200063) 

摘要:从含铬污水、活性污泥和铬污染土壤中分离出6株硫酸盐还原菌(sulphate—reducing bacteria,简称SRB),并对它们进行了 还原C Ⅵ)能力的验证试验,研究了利用其中2株菌(wn一1和ws一2)修复C Ⅵ)污染土壤的效果。结果表明,分离获得的6株SRB 都具有还原C Ⅵ)能力,综合分析3个不同初始Cr(VI)浓度的Cr(VI)转化率,wn一1和ws~2的还原Cr(Ⅵ)能力较强,其次为ws一1 和Wn一2,而Ti和Tg较弱,即从电镀厂污水处理厂污水和活性污泥中分离的菌株Cr(V1) ̄原能力较强,而从电镀厂附近土壤和基 地铬污染土壤中分离的菌株C Ⅵ)还原能力较差;初始Cr(VI)浓度过高会抑制硫酸盐还原菌的还原能力;菌株wn一1和Ws一2都能 很好地修复C Ⅵ)污染土壤,但它们的混合菌液修复效果更佳,10 d后C Ⅵ)的转化率达75.3%;菌株Wn一1和ws一2经初步鉴定为 脱硫弧菌。 关键词:铬(Ⅵ)污染;生物修复;硫酸盐还原菌;土壤 中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1672~2043(2007)02—0467—05 

Remediation of Hexavalent Chromi Soil by Sulphate-Reducing Bacteria 

WU Shu-hang ‘ZHOU De-ping ,LU Wei—guang ,JIANG Zhen-fang ,XU Ya-tong2 f1.Enviromental Science Research Institute,Shanghai Academy of Agricultural Sciences,Shanghai 201 106,China;2.Department of Envi— ronment Science,East China Normal University,Shanghai 200063,China) Abstract:Experiments were conducted to deoxidize Cr(VI)using SRB(sulphate-reducing bacteria)separated from chromium-polluted waste water,soil and activated sludge.The repairing effect to contaminated—soil Was studied using two strains(、 一1 and Ws一2)among the six strains.The results were as follows:the six bacteria strains were all capable of sulphate—reducing.When the initial concentration of Cr(VI) was 50 mg・L- ,four strains Wn一1,Ws一2,Ws-1 and Wn-2)exhibited the strongest deoxidization ability.The transformation rate reached 100%after 3 days;while at 100 mg・L of Cr(VI),Wn一1 exhibited the strongest deoxidization ability,with the transformation rate 57-3%3 days later.When the concentration reached 200 mg・L- the trans ̄rmation rate ofWn-1 Was up to 23.1%。better than those ofWs一2 and Ws一 1.being 15.6%and 13.6%respectively.Wn-1 and Ws-2 separated from wastewater and activated sludge of electroplate factory S wastewa— terplantspossessedthe bestdeoxidization ability,superiortoWs-1 andWn一2,whiletheweakestwereTjandTg separatedfromthe soil of electroplate factory.Exorbitant primary concentration of C VI)could restrain the deoxidization ability of SRB.The repairing effect to contam— inated soil can be improved upto 75.3%after 10 days treatmentwith the mixed W_n一1 and Ws一2,comparedwitllthattreatedwitll Wn~1 and Ws一2 respectively.Wn一1 and Ws一2 were preliminarily identi矗ed as Desulphovibrio 8p Keywords:hexavalent chromium——contamination;bio-remediation;sulphate——reducing bacteria;soil 

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