石油污染土壤的生物修复

石油作为现当代最主要的能源受到越来越多的关注,但同时随着石油的大量开发和运输,土壤的石油污染问题日益严重。当前,关于石油污染土壤的修复技术主要有物理、化学和生物技术,生物修复技术指利用特定的生物(植物、动物、微生物)吸收、转化、降解或清除环境污染物,使污染的土壤恢复健康的生物措施,可分为植物修复、微生物修复、动物修复及联合修复。生物修复因其简便、高效、安全、低成本、无二次污染、对环境影响小等特点而被认为是最有生命力、最具代表性和最有价值的处理技术,且已成为近些年来主要的石油污染处理方法。本文主要介绍石油污染土壤现状及其生物修复技术,并对生物修复今后的研究重点进行展望。     

浅层地下水氯代烃污染天然生物降解的判别依据

天然条件下氯代烃生物降解的判别, 是确定氯代烃污染天然衰减恢复治理技术是否可以采用的关键, 可为天然衰减恢复治理技术的应用提供技术支持.通过分析氯代烃生物降解的特性发现, 地下水环境中氯代烃的生物降解, 必然伴随有第一基质、电子受体、中间产物以及有关的一些间接性指标, 在污染羽状体不同位置及污染羽状体内外产生明显变化, 这些指标的变化均可以不同程度地指示氯代烃生物降解的产生.据此总结出氯代烃生物降解衰减的判别依据分别为电子受体、第一基质(能源和碳源) 及降解中间产物三类指标.      

当地下水邂逅DNA:石油类有机污染及其生物降解

地下水科学与工程研究发展到今日,已经成为一门涉及多个领域的综合性学科。地下水污染的控制和修复研究更需要跨学科的技术和知识支持,而生物修复作为一种高效低耗修复的技术成为环境领域的研究热点。微生物因其自身特性及其对污染的降解主导特征对确定有机物污染场地的永续修复具有重要意义。简要地综述了地下水有机污染及其原位修复、有机污染物和地下环境微生物的交互作用,进一步聚焦生物降解机制、生物修复和细菌研究。在此基础上以某石油污染场地地下水为例,进行了地下水中分离微生物菌株及其降解特征的实验研究。结果表明:放线菌降解效果最好,细菌和真菌次之;两两组合降解效果好于单菌,表明存在协同作用;不同菌株混合降解率较低,表明具有拮抗作用。通过动力学实验得出对TPH的降解符合一级反应动力学方程及其降解速度和降解半衰期。就微生物对有机组分降解而言,烷烃和总石油烃降解规律相似;难降解组分降解率低,后期因烷烃转化使其浓度升高;苯浓度变化不大。微生物活性实验表明:活菌总数和脱氢酶活性与降解率呈正相关变化。运用生理生化及分子生物学方法鉴定得出了具体的菌种。     

基于砂槽电化学-水动力学循环系统氯代烃反应迁移实验与模拟研究

在室内砂槽实验尺度,建立了潜水-微承压含水层中电化学-水动力循环系统下混合氯代烃生物降解的反应迁移模型,求取了混合氯代烃体系中各组分的反应动力学参数,并基于模型探究了含水层性质及工艺参数对该修复过程的影响机制.研究结果表明:（1）增大抽水流量可加快反应速率常数大的污染物降解,同时也会抑制反应速率常数较小的污染物去除.（2）增大电流强度和井内电极对氯代烃的好氧降解和厌氧脱氯过程分别具有促进和抑制作用.（3）含水层非均质性越强,氯代烃降解速率越小,这尤其体现在低渗区,且含水层非均质性对易降解污染物修复效果的影响较小.      

覆膜态Fe（OH）3在厌氧条件下生物降解苯和甲苯的初探

天然条件下氯代烃的污染经常会与石油烃的污染共存,对于这种混合污染羽的治理,第一步采用粒状铁还原氯代烃,后续利用微生物和第一步产生的副产物生物降解石油烃。苯系物是石油烃中毒性较大、存留时间较长的污染物,本文利用批实验的方法研究了厌氧条件下用Fe(OH)3覆膜于石英砂表面的Fe(Ⅲ)作为电子受体降解苯和甲苯。结果表明,Fe(Ⅲ)作为电子受体时苯和甲苯能够发生厌氧生物降解,经过驯化后苯和甲苯的降解速度明显加快。降解实验表明甲苯的降解速度比苯的降解速度快,苯降解的半衰期是4.02d,甲苯降解的半衰期是3.81d。     

地下水有机污染及微生物修复技术应用

通过对国内外地下水有机污染现状和有机物污染地下水的途径及存在状态的分析,提出了适用于地下水有机污染治理的微生物修复技术———土著微生物法、生物活化法和生物添加法,并对微生物修复技术在地下水有机污染控制中应用的可能性及今后研究方向进行总结。     

土壤类型及组分对热活化过硫酸盐氧化降解土壤中挥发性氯代烃的影响

为了探究高级氧化技术对土壤中有机氯代烃的氧化降解作用,为ISCO（in situ chemical oxidation）技术体系提供重要的理论依据和数据支撑,考察了热活化过硫酸盐（persulfate,PS）氧化降解不同类型土壤（砂类土壤、黏土类土壤）中挥发性氯代烃污染物（三氯乙烯（TCE）、三氯乙烷（TCA）、顺式-1,2-二氯乙烯（cis-1,2-DCE）、1,2-二氯乙烷（1,2-DCA））的效能;同时,通过硫酸盐与土壤相互作用过程研究,探究了不同土壤介质中有机质和无机组分在过硫酸盐消耗中所占比例。结果表明：在50℃时,热活化过硫酸盐可有效降解土壤中1,2-DCA、cis-1,2-DCE、TCA和TCE,砂类土壤介质中4种氯代烃降解效果依次为25%、89%、5%和61%,黏土类土壤介质中4种氯代烃降解效果依次为35%、86%、8%和63%;4种氯代烃的降解效果从高到低顺序依次为cis-1,2-DCE、TCE、1,2-DCA、TCA,砂类土壤中的氯代烃总体降解效果优于黏土类土壤中氯代烃的降解效果。另外,土壤中过硫酸盐氧化降解氯代烃反应研究发现,砂类和黏土类土壤介质组分中有机质消耗率分别为81.3%和72.6%,铁元素消耗率分别为80.5%和38.6%,表明土壤介质组分与过硫酸盐发生了氧化还原反应,从而导致过硫酸盐自身的大量消耗。由此可知,土壤介质中的有机质、铁元素等矿物质均参与过硫酸盐的消耗过程,且土壤有机质、铁元素与氯代烃之间在消耗过硫酸盐反应上存在竞争关系,土壤组分过多地消耗了过硫酸盐,导致了氯代烃的氧化降解效率较低。因此,针对实际有机氯代烃污染场地,采用过硫酸盐氧化技术进行修复时,过硫酸盐的实际投加量要远高于化学计量值,需充分考虑到土壤组分对过硫酸盐自身的消耗作用。     

铅锌冶炼场地重金属污染土壤修复技术研究进展

铅锌冶炼活动是造成土壤重金属污染的重要来源之一,我国铅锌冶炼场地土壤重金属污染形势日益严峻,严重威胁着人类的健康与安全,亟待治理修复。本文首先分析了我国铅锌冶炼场地土壤的污染现状和污染特征,然后探讨了物理化学修复法、生物修复法、联合修复法等常用重金属污染土壤修复技术的原理、优缺点及适用性,最后提出联合修复技术是未来铅锌冶炼场地土壤重金属污染治理修复的主要研究方向。在污染土壤修复治理过程中,要结合场地土壤污染的程度、范围和特征,有针对性地选择修复技术,需要继续加强修复技术的基础创新,探索多种修复技术协同高效治理模式,提高修复技术的效率和适应性。     

水体生物-生态修复法在生态河道建设中的应用

河流水体在受到污染之后有一定的自净能力,而生物-生态修复技术是对水体自净能力的一种人工强化[1],其原理是利用培育的生物或培养、接种的微生物的生命活动,对水中污染物进行转移、转化及降解作用,从而使水体得到恢复。使用水体生物—生态修复法治理秦淮河污染已达到预期效果,水质转好,河流生态日益恢复。     

地下水中氯代烃的格栅水处理技术

挥发性氯代烃是地下水中检出率较高的有机污染物 ,同时也是饮用水氯气消毒的副产物 ,而它对人体的危害也已经得到了USEPA等机构的认同。文中主要从格栅材料、降解机理、影响还原性脱氯效率的因素、实际工程中应注意的问题以及发展方向等方面 ,对地下水中挥发性氯代烃的处理技术进行了阐述 ,介绍了格栅处理地下水中挥发性氯代烃的最新进展和实际意义 ,提出了格栅系统的实际应用潜力和存在的问题 ,特别是双金属系统的催化机理和催化剂失活问题 ,给国内这方面的研究者提供思路。     

与铁相关的几种渗透反应格栅材料性能的比较

挥发性氯代有机化合物为地下水和饮用水中最常见的挥发性有机污染之一。文中对日益引人注意的渗透反应格栅(PRB:permeable reactive barrier)材料进行了研究。主要在实验室条件下,利用中国现有的实用性材料———铸铁的铁屑、实验室合成双金属和纳米双金属作为反应介质,对反应的脱氯效果和机理、还原性脱氯的反应动力学和影响因素进行初步的研究,以寻求一种可以大量得到的廉价而高效的材料,研究它对氯代烃的降解效率。在研究中选择最有代表性的CT和PCE作为目标污染物,讨论粒状铁、双金属以及纳米双金属对氯代有机物的降解速率,确定气相色谱法测定水溶液中的氯代有机物浓度的最佳实验条件,比较3 类反应介质的特点和应用范围。     

矿山重金属污染土壤修复技术进展及展望

随着人们对矿山环境修复越来越重视,受矿山重金属污染土壤的修复技术不断向前发展,涌现出的新技术方法在矿山重金属污染土壤修复中发挥着日益重要的作用。本文通过对物理化学、植物、微生物和动物四大类矿山重金属污染土壤修复技术理论研究、试验和现场应用等方面入手,搜集大量资料,综述该四大类修复技术的研究现状和主要进展。总结提出矿山重金属污染土壤修复技术重点向4个方向发展：以低成本为导向的常规技术优化,包括常规廉价材料的有效利用、修复重金属污染的同时回收利用重金属（超积累植物和化学回收）等;以高精端新技术为导向的效率提升,包括纳米材料、生物薄膜等新型高效修复材料的研发、基因工程等,通过微观机理的精细研究大幅提高修复效率以降低总体成本;联合不同修复技术,如微生物—植物、化学—植物、物理—化学等联合修复技术,取长补短以实现更好的修复效果;加强不同修复技术的数据库和智能决策系统建设,促进技术成果转化。     

矿山重金属污染土壤修复技术进展及展望

随着人们对矿山环境修复越来越重视,受矿山重金属污染土壤的修复技术不断向前发展,涌现出的新技术方法在矿山重金属污染土壤修复中发挥着日益重要的作用。本文通过对物理化学、植物、微生物和动物四大类矿山重金属污染土壤修复技术理论研究、试验和现场应用等方面入手,搜集大量资料,综述该四大类修复技术的研究现状和主要进展。总结提出矿山重金属污染土壤修复技术重点向4个方向发展:以低成本为导向的常规技术优化,包括常规廉价材料的有效利用、修复重金属污染的同时回收利用重金属(超积累植物和化学回收)等;以高精端新技术为导向的效率提升,包括纳米材料、生物薄膜等新型高效修复材料的研发、基因工程等,通过微观机理的精细研究大幅提高修复效率以降低总体成本;联合不同修复技术,如微生物—植物、化学—植物、物理—化学等联合修复技术,取长补短以实现更好的修复效果;加强不同修复技术的数据库和智能决策系统建设,促进技术成果转化。     

影响铁渗透反应格栅修复地下水中氯代烃长期运行性能的研究进展

铁渗透反应格栅技术修复地下水中氯代烃,尤其是四氯乙烯和三氯乙烯,已日臻成熟;近年,研究者对该技术的关注已集中到影响格栅长期运行性能的因素上。文章从地下水的常量化学组分、铁表面形成的矿物沉淀、铁渗透反应格栅中的微生物和共存有机污染物4个方面,对影响其长期运行性能的因素进行了综述。分析表明,铁表面矿物的长期积累是降低格栅长期运行性能的主要因素,并对该技术的发展进行了展望。     

生命活动中矿化作用的环境响应机制研究

生物矿化作用及其环境响应机制的研究,关键在于研究生命活动制约矿物形成、分解的机理及其环境响应机制,其内容主要包括生物矿化作用的机理、生物矿化作用的环境效应、生物矿化作用的调控理论和方法。可实现的研究目标是从多学科角度发展生物矿化作用的理论,阐明自然界中矿物－生物－重金属/POPs －水之间的相互作用机理与环境响应机制。有望揭示微生物控制重金属矿化的微观机制,提出微生物治理重金属污染原理;揭示半导体矿物－微生物协同作用降解POPs 机制,发展三元体系研究方法;揭示微生物促进多金属矿山硫化物分解机制,提出微生物分解矿物对生态环境影响的调控方法等。以促进地质生物学前沿交叉学科发展,形成未来环境污染防治重大新技术的科学基础。     

环境介质中高氯酸盐污染及微生物修复技术研究进展

高氯酸盐(ClO4-)是一种有毒的无机阴离子,其环境污染问题引起了广泛关注,控制与修复高氯酸盐污染环境成为新的研究热点,其中微生物修复技术最具应用前景。国外已开展环境中高氯酸盐污染现状的调查工作,利用微生物修复技术去除高氯酸盐取得了一定的成果,但我国的相关研究较少。文章综述了近年来国内外高氯酸盐的污染现状及微生物修复高氯酸盐的最新研究进展。由于高氯酸盐的高水溶性和低吸附性,当前研究最多的是高氯酸盐水体污染,这些水体通过饮用水(源水)或食物链直接或间接地对人类健康造成影响。在微生物修复方面,从有机电子供体,无机电子供体(H2、Fe0等),电子受体(O2、NO3-、SO24-)及微生物的生长环境因素(pH值、温度、氧化还原电位、盐度)等方面总结了各因素对微生物修复技术去除高氯酸盐效果的影响,以期为我国开展微生物处理技术在高氯酸盐污染修复领域的实践应用提供参考。     

铬污染土壤和地下水的修复技术研究进展

上海20世纪70年代含铬废水排放量大,其中六价铬毒性大、溶解度高、迁移性强,极易随水淋溶污染地下水系统。开展高效、经济的土壤和地下水中铬污染修复方法的研究,具有重要的现实意义。本文系统地综述了铬污染场地修复技术现状,包括还原稳定、渗透反应墙、电动修复、生物修复等,重点探讨了上海地区污染深度大于4m的低渗透性的铬污染场地电动反应墙联合修复技术的发展趋势。     

纳米镍-铁去除四氯乙烯的影响因素

氯代烃是地下水中最常检出的有机污染物之一,传统的处理方法需要很长时间与大量经费。本文利用批实验的研究方法以四氯乙烯(PCE)为目标污染物,研究纳米镍铁在去除PCE过程中的影响因素。实验结果表明,暴露后的纳米镍铁脱氯速率比不暴露时速率降低约4倍;反应温度是影响反应速率的重要因素之一,每升高10℃,反应速率常数kSA提高2～3倍;在一定范围内,镍/铁质量比越高,越利于脱氯反应的快速进行,镍/铁的质量比为8%左右时,对氯代烃脱氯速率最快;反应液中的溶解氧不利于纳米颗粒对氯代烃的降解。     

氯代挥发性有机物（VOCs）氯同位素测试技术及其在地下水污染中的应用研究进展

在有机氯污染的研究中,氯同位素（³⁷Cl）的应用能够在原子水平上识别污染源并研究污染机理,为更加有效地研究地下水的有机污染提供了有利的工具。综述了8种氯代VOCs氯同位素的测试方法与技术,论述了氯代VOCs氯同位素在识别地下水污染源、监测有机污染物的降解过程、检验防治措施的修复效果、鉴别氯代VOCs的生产厂商、示踪氯代VOCs在土壤和水体中的迁移和混合过程等方面的应用,认为应尽快在国内研制先进的测试流程,开展有机氯同位素分馏机理的研究,加强应用C和Cl同位素技术对氯代VOCs污染和检测修复效果的研究。     

应用稳定同位素探针技术在多环芳烃环境行为与归宿研究新进展

<正>多环芳烃(PAHs)由于其持久性、生物富集效应和"三致"作用,对人类健康和生态环境构成极大威胁。其中,高环PAHs的高生物毒性和低生物可利用性使其具有高残留和高风险的特点,其环境行为和自然衰减逐渐成为当前研究热点。微生物降解是环境PAHs自然衰减的重要途径,也是PAHs污染土壤的主要修复手段。现阶段PAHs降解微生物的研究主要针对低环PAHs,依靠传统分离培养技术,其环境降解和代谢途径已相对清晰。但自然条件下PAHs的环境行为由于缺乏有效的技术