植物多酚物质原位钝化污染土壤重金属的研究Ⅱ.对土壤Cu环境行为和生物活性的影响动态

通过室内好气培养和生物盆栽试验研究了缩合类植物多酚L和Y以及 8 羟基喹啉在污染红壤和潮土中的降解动态及其对土壤Cu环境行为的影响 .结果表明植物多酚在两周内降解相对较快 ,而 8 羟基喹啉则难以降解 .与空白相比 ,Cu污染土壤中施用植物多酚后土壤水溶性Cu显著下降 ,钝化Cu的效果次序为 :8 羟基喹啉 >多酚Y >多酚L .随着植物多酚的降解 ,土壤Cu被释出 ,其水溶性Cu浓度与残留在土壤中多酚浓度 (以DOC浓度表示 )呈负相关关系 ,尤其在潮土上更为明显 ,而pH与水溶性Cu没有相关性 .试验还发现 ,钝化剂施用后 ,小麦体内的Cu含量降低 ,因此 ,植物多酚是钝化重金属污染土壤的良好选择     

温度与pH对生物合成施氏矿物在酸性环境中溶解行为及对Cu2+吸附效果的影响

探析施氏矿物在不同温度、pH下的溶解行为,对其在酸性煤矿废水(ACMD)重金属去除领域的应用具有重要的工程指导意义.本研究通过摇瓶实验,在0.16mol·L-1FeSO4·7H2O,初始pH为2.5的酸性体系中,采用氧化亚铁硫杆菌A.ferrooxidans催化合成施氏矿物.考察了15℃与30℃,pH为2.0$6.0环境条件下矿物的溶解行为,及生物合成施氏矿物对酸性体系Cu2+的吸附去除效果.研究结果表明,经过24h反应,施氏矿物合成体系pH从原始2.50降低至2.18,体系Fe2+氧化完全,27.3%的铁离子参与矿物的合成,矿物分子式可表示为Fe8O8(OH)4.22(SO4)1.89.生物合成施氏矿物在温度为15℃,pH分别为3.2、3.0、2.8、2.6、2.4、2.2与2.0液态体系中振荡72h,矿物溶解率分别为1.92%、3.34%、5.90%、13.09%、28.74%、44.53%与61.46%.在温度为30℃的上述酸度体系中,矿物溶解率在相应时间却达到2.04%、3.98%、8.34%、20.53%、43.50%、96.74%与99.92%.在pH≥3.5的不同温度液态体系中该矿物无溶解迹象.在15℃,pH为6.0、5.0、4.5、4.0与3.5,Cu2+浓度为40mg·g-1的液态体系中,生物合成施氏矿物对Cu2+的吸附量为(50.9±2.2)、(47.3±13.3)、(40.5±4.7)、(31.1±5.0)及(16.9±6.5)mg·g-1.体系酸度一定,施氏矿物在15℃与30℃条件下对Cu2+的吸附效果无显著差异.本研究结果对生物合成施氏矿物在ACMD重金属去除工程应用提供必要的参数支撑.     

利用嗜酸性硫杆菌的生物产酸作用处理洗毛废水

利用洗毛废水在低pH条件下,有机物絮凝沉降的特点,通过嗜酸性硫杆菌(Acidophilic thiobacillus)的产酸作用降低体系pH,破坏废水固有的稳定性,改变有机物的亲水性能,实现固液分离,达到去除COD的目的.试验结果表明,生物产酸作用能有效地去除废水COD,改善其脱水性能.当体系pH降至3.00, COD去除率达到最大值91.4%,处理后的废水有很好的机械脱水和沉降性能,比阻从大于9.81×10¹³　m·kg^-1降至5.60×10¹¹ m·kg^-1.而对照处理在整个培养期内,未发生明显的改变,仅有20%的COD被去除.本研究为油脂含量高、难被生物利用的有机废水提供了一条新的处理方法.     

污泥生物沥浸处理对病原物的杀灭效果影响

生物沥浸能够去除污泥中的重金属,同时可能对污泥中的病原物有一定的杀灭作用．通过测定沥浸过程中异养细菌总数及沥浸前后总大肠菌群和粪大肠菌群的变化,研究了生物沥浸作用去除城市污泥和制革污泥中的病原物的作用．结果表明,经过6～7 d的生物沥浸处理,城市污泥中的异养细菌总数从1.38×10⁸个/mL降为4.43×10⁶个/mL,制革污泥中的异养细菌总数从9.23×10⁵个/mL降为4.26×10⁴个/mL;总大肠菌群（TC）和粪大肠菌群（FC）的去除率达到99%以上;但蛔虫卵的死亡率并无明显变化．大肠菌群纯培养试验表明,沥浸过程中病原物的消减作用主要是由于沥浸作用产生的低pH环境,而与污泥中SO^2-₄和重金属浓度的升高无关．     

施用污泥堆肥对作物和土壤的影响

污泥中的有机质、营养成分可为农业生产提供重要的有机肥源，但污泥中的重金属是制约污泥农用的重要因素，为检验污泥堆肥施用后对作物及土壤的影响，文章对污泥与稻草或木屑堆肥的产品进行了盆栽试验研究。结果表明，污泥与稻草或木屑的堆肥作为肥料施用于萝卜(Brassicacampestris)和菜心(Brassicaparachinensis),产量明显提高，部分堆肥产品增产效果优于化肥，且后效明显。堆肥施用使土壤中有机质、各养分含量增加，微生物活动增强、数量增加，然而作物和土壤中的重金属含量也有不同程度的提高。     

添加氮损失抑制剂对蓝藻泥堆肥质量的影响

对脱水蓝藻进行大型生产性堆肥实验。研究堆肥过程中,氮损失抑制剂过磷酸钙的添加对堆肥物料各类理化性质的影响。研究结果表明,过磷酸钙加入的处理组与未加过磷酸钙的对照组堆制37 d后堆肥物料均可腐熟,且堆肥肥效均符合NY525-2002的相关要求。添加过磷酸钙处理组有机质含量为490 g/kg,全N、全P和全K含量分别为20.75、10.02和11.32 g/kg,总养分含量达到9.77%,堆肥品质明显优于对照处理。同时,在微生物的作用下,对照组中微囊藻毒素MC-RR与微囊藻毒素MC-LR去除率分别达到89.8%与78.3%。值得一提的是,添加过磷酸钙后,MC-RR和MC-LR的去除率得到进一步提高,分别达到了92.96%和100%,较好地保证了蓝藻堆肥农用的安全性,为脱水蓝藻好氧堆肥化提供了可行性依据。     

生物合成施氏矿物作为类芬顿反应催化剂降解甲基橙的研究

应用生物合成施氏矿物作为光助类芬顿反应催化剂促进甲基橙的降解.施氏矿物通过A.f-LX5细胞悬浮液在初始p H值2.5和28℃时氧化Fe SO43d生成,并进行X射线衍射和扫描电子显微镜表征.本研究分析了不同初始p H、H2O2浓度及催化剂装载量对在光助类芬顿反应中甲基橙氧化降解效率的影响.结果表明,生物合成施氏矿物具有较高的催化活性,并且通过羟基自由基机制使甲基橙降解.在近中性、较高Cl-、SO2-4及NO-3浓度条件下,施氏矿物仍然能保持较高催化甲基橙降解的效率.本研究验证了以生物合成施氏矿物作为催化剂的异相光助类芬顿反应是一种处理含甲基橙废水有应用前景的高级氧化技术.     

水溶性有机物对草萘胺在土壤中吸附与迁移的影响

采用批次吸附试验和土柱淋洗试验,研究了绿肥和污泥中水溶性有机物(DOM)对除草剂草萘胺在黄棕壤和石灰性潮土上吸附和迁移影响.结果表明,供试DOM均能明显降低草萘胺在2种土壤上的吸附,促进草萘胺的迁移,在黄棕壤上效果更明显.在所研究的草萘胺和DOM浓度范围内,绿肥DOM(GM)都比污泥DOM(SS)作用显著.草萘胺的吸附等温线可用Freundlich方程定量描述.绿肥DOM和污泥DOM可分别使黄棕壤中草萘胺吸附量比对照处理(不加DOM)减少22.9%和11.3%,使迁移出土体的草萘胺总量提高了73.42%和26.87%,而使潮土中草萘胺的吸附量减少了9.5%和6.5%,迁移出土体的草萘胺总量增加了43.54%和28.29%.因此,农业土壤中溶解性有机物对农药环境行为有一定影响.     

水溶性有机物在土壤剖面中的分馏及对Cu迁移的作用

通过室内土柱试验研究了DOM在土壤剖面中的“分馏”作用,DOM在纵向运移过程中的穿透行为及对污染的红壤和潮土中重金属Cu溶出效果的影响.结果表明,绿肥和猪粪DOM经过土柱后极性都有所降低,在潮土上的降低幅度较大,分别为11.4%和10.72%;DOM能够明显地增加污染土壤中Cu的溶出,且这种作用效果与DOM及土壤的性质有关,绿肥DOM的作用效果比猪粪DOM的强,整个淋洗过程中潮土上Cu的平均溶出量是红壤上的4.37倍(绿肥DOM)和3.03倍(猪粪DOM);由于微生物对DOM的分解作用,降低了DOM对土壤中Cu的溶出效果.     

微生物营养剂浓度对生物沥浸法处理猪场沼液的影响

猪场沼液是规模化猪场沼气工程排出的具有高悬浮固体(SS)和高污染负荷的一类高浓度有机废水。采用生物沥浸法调理实现其深度固液分离,对该废水生化处理达标排放意义重大。通过摇瓶实验,研究了猪场沼液在不同浓度营养剂下的生物沥浸处理,并将获得的沥浸泥作为接种物回流,回流比为1∶1,共连续处理6批,测定pH、过滤比阻(SRF)、泥饼重金属含量及滤水水质等指标。结果表明:当营养剂浓度≥15 g·L~(-1),其处理效果较好且稳定;pH降至3.5以下,SRF降至5.0×10~(11) m·kg~(-1)左右,脱水速率提高86.1%,泥饼重金属的浸出率高,其中Cu≥49.5%、 Zn≥72.7%。沼液经生物沥浸处理后体积减少40%～50%,抽滤水的化学需氧量(COD)、氨氮(NH_3)含量、总磷(TP)含量和SS分别从原稀释沼液的27 669.8、1 014.8、582.1和27 857.1 mg·L~(-1)降至423.8～499.3、671.4～704.0、0.7～1.1和0 mg·L~(-1),去除率最高可达98.5%、33.8%、99.9%和100%,大大降低了后续生化处理的难度。采用生物沥浸法处理猪场沼液具有良好的应用前景。