基于文献计量的微生物协同ZVI/nZVI的研究进展

ZVI/nZVI凭借其优异的污染物去除性能以及在环境修复中的其他优点,引起了国内外研究人员的极大关注。基于中国知网和Web of Science核心合集数据库中英文文献数据,对国内外微生物协同零价铁(ZVI)/纳米零价铁(nZVI)的相关文献进行年代分布、期刊分布、关键词共现、时间演进及突现等方面的文献计量分析。结果显示,年度论文总数的增长趋势可分为3个阶段。中国是这一领域最活跃的国家,Journal of Hazardous Materials是出版物数量最多的期刊。有关ZVI与微生物的研究重点是甲烷生产、厌氧消化、脱氯作用;微生物协同nZVI的研究集中于微生物群落、修复、生物毒性、生物炭。关键词的时间演进图谱将其分为9种聚类,关键词的突现分析表明细胞分子水平的机理研究和零价铁生物毒性的创新可能是未来的研究方向。

流变相法制备包覆型零价纳米铁及其表征

以FeSO4.7H2O∶KBH4=1∶2(摩尔比)为固相介质,0.06 g/ml羧甲基纤维素水溶液为液相介质,固液比1∶2,调制成流变相体系反应2 h制备出包覆型纳米零价铁;采用XRD、TEM等手段对合成的纳米零价铁进行表征。

场地含水层氯代烃污染物自然衰减机制与纳米铁修复技术的研究进展

综述了国际上典型工业场地有机溶剂污染物在地下水中的自然衰减机制及修复技术的研究现状和发展趋势。场地地下水修复技术从抽出—处理发展到治理污染源区和污染羽的纳米铁技术,涌现出一大批较为成熟的联合化学与微生物修复技术,其中潜力较大的有治理污染羽的渗透反应墙、原位化学氧化、原位化学还原、微生物强化降解及基于监测的自然衰减等。文章特别对原位纳米铁处理地下水中挥发性氯代烃的化学机理及环境风险作了回顾。

纳米零价铁和零价铁对餐厨垃圾暗发酵制氢过程铁离子和酶活性的影响

通过投加不同浓度的纳米零价铁(NZVI)和零价铁(ZVI),考察了暗发酵制氢过程中铁离子组成和浓度变化、氢化酶和脱氢酶活性,研究了2种添加剂强化餐厨垃圾高温((55±1)℃)暗发酵制氢的作用机制。结果表明:投加NZVI和ZVI均可提高餐厨垃圾暗发酵制氢性能;当投加100 mg·L-1 ZVI时,产氢效果最佳,最大产氢潜力和最大产氢速率分别为425.72 mL和66.32 mL·h-1,是投加NZVI实验组的1.64倍和1.34倍,代谢途径是以乙醇型发酵为主的混合型发酵;在投加NZVI和ZVI后,暗发酵制氢末端产物的Fe2+和Fe3+浓度升高,投加300 mg·L-1NZVI和100 mg·L-1 ZVI实验组Fe2+浓度最大,是未投加实验组的2倍和1.87倍;与反应前相比,Fe2+显著升高,Fe3+由于微生物利用与转化浓度降低,同时可有效提高氢化酶活性。投加100 mg·L-1 ZVI不仅可提高氢化酶活性,还可提高脱氢酶活性。以上结果可为提高餐厨垃圾等复杂有机废物的高效能源化提供参考。

硅藻泥包埋纳米零价铁处理含铬废水的研究

采用环境友好型矿物材料硅藻泥(Diatom Mud)包埋纳米零价铁(nZVI)得到复合材料(D-nZVI),分别用XRD、SEM和TEM对样品分析表征.同时,通过考察D-nZVI中硅藻泥的用量、投加量、含Cr(VI)废水浓度、p H值、处理时间等对Cr(VI)去除率的影响,进一步研究了反应动力学等.结果表明,在25℃的条件下,D-nZVI中硅藻泥的用量为20%时,D-nZVI对Cr(VI)的去除效率要高于nZVI.p H值较低时D-nZVI的处理效果更好,并且含Cr(VI)废水的浓度越高,去除率越低,投加量增多和反应时间越长,Cr(VI)的去除率越高.当D-nZVI的用量为16 g·L-1,Cr(VI)废水浓度为10 mg·L-1,p H=3时,Cr(VI)的去除率达99%.从SEM和TEM样品分析结果可以看出,硅藻泥表面有很多小而均匀的小孔,较好地包埋或附着在纳米零价铁的表面上,起到了很好的抗氧化作用,为D-nZVI吸附、还原和共沉淀降解Cr(VI)提供了有力依据.

纳米铁对微生物燃料电池启动的影响

设置3组不同阳极底物的微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC):无添加污泥(对照组)、含化学合成零价纳米铁的污泥(c-n ZVI组)和含绿色合成零价纳米铁的污泥(g-n ZVI组),拟探究不同来源零价纳米铁(n ZVI)对MFC启动的影响。3组MFC经由5个周期启动,实验结果表明,在c-n ZVI组和g-n ZVI组的启功阶段,高浓度的绿色合成零价纳米铁和化学合成零价纳米铁均对MFC的输出电压产生抑制作用,当MFC成功启动后,零价纳米铁对MFC的输出电压影响不明显。此外,COD去除率、SEM和电化学表征数据表明,绿色合成零价纳米铁相比于化学合成零价纳米铁在电极表面富集程度、对电极表面性质改变以及产电菌活性的抑制作用更弱。