土壤中有机复合污染物微生物组转化机制与调控原理:进展与展望

实际污染土壤中有机污染物通常以复合污染状态存在,有机复合污染物的微生物降解过程及其作用机制显得更为复杂。土壤微生物类群多样,具有丰富的功能多样性。而有机复合污染物的降解通常由微生物组操控,通过微生物群落代谢网络完成污染物的去除。近年来,研究者逐渐关注有机复合污染土壤中微生物群落适应机制-微生物组转化过程-合成微生物组设计-原位微生物组修复等方面的研究,对认知污染土壤治理和修复具有重要的科学意义。本文以具有代谢协同性及功能互补性的微生物组为切入点,系统阐述土壤中有机复合污染物的微生物组转化机制与调控原理等,探讨微生物组在复合污染土壤绿色可持续原位生物修复中的发展前景。

多相抽提和原位化学氧化联合修复技术应用——某有机复合污染场地地下水修复工程案例

某电子机械厂搬迁后原址约1 500 m区域地下水受到了多种类型的有机物复合污染,包括石油烃、苯系物和多环芳烃,并且部分区域发现有明显轻质非水溶相流体(LNAPL)。该案例首先应用多相抽提技术强化回收地下水中的LNAPL,并去除土壤气体和地下水中溶解态的污染物。当地下水中不存在明显LNAPL且污染物浓度不再明显降低后,继续应用原位化学氧化技术进行修复,所使用氧化剂为"过硫酸钠+Na OH"。经过45 d的多相抽提以及4t过硫酸盐氧化剂注射之后,验收监测表明污染区域地下水污染物浓度均达到了修复目标。该案例表明,多种修复技术的联合应用能够明显加快修复进度、提高修复效率、节约修复成本。对于存在LNAPL,且修复目标较严格的有机复合污染场地,多相抽提结合原位化学氧化联合修复是一种较好的修复技术选择。

有机复合污染水源水处理技术研究进展

本文分析了有机复合污染水源水普遍、多样、复杂的特征,阐述了水源水有机复合污染的构成及危害,介绍了目前我国大部分有机复合污染水源水处理中应用的强化混凝技术、吸附技术、氧化技术、膜技术及生物技术。

氧化钙活化过硫酸盐修复重金属-有机物复合污染土壤

采用氧化钙活化过硫酸盐氧化法修复重金属-有机物复合污染土壤,考察了过硫酸钠投加量、过硫酸钠与氧化钙投加比、水土比等对修复效果的影响,探讨了机理。结果表明,在过硫酸钠投加量2.5 mmol/g,氧化钙与过硫酸钠投加比2∶5,水土比3∶1的条件下,汞、砷的钝化率分别为81%和83%,存在形态由弱酸提取态转化为更为稳定的残渣态,氯仿、苯、总石油烃和1,2,3-三氯丙烷的去除率分别为99%,98%,82%,80%。氧化钙一方面,催化过硫酸盐,产生硫酸根自由基和羟基自由基氧化重金属、降解有机污染物。另一方面,通过物理固封和吸附、络合、沉淀作用钝化汞、砷。研究为重金属-有机物复合污染土壤修复技术的实际应用奠定基础。

化学-生物联合技术对重金属-有机物复合污染土壤的修复研究

重金属-有机物复合污染是当今土壤污染中最普遍的一种,利用传统的化学修复法或现阶段比较盛行的各种生物修复法,如超积累植物富集修复、微生物降解修复等都难以对重金属-有机物复合污染土壤进行彻底治理修复。主要就利用化学-生物联合技术修复重金属-有机物复合污染土壤的反应机理以及修复中存在的问题进行研究探讨,并对该技术今后的发展方向进行展望。

酸雨胁迫下有机-无机复合污染对土壤过氧化氢酶活性的影响

运用正交试验设计方案考察了酸雨、重金属铜和农药莠去津复合污染对土壤过氧化氢酶活性的影响。结果表明,氢离子浓度是制约酶活性的最为重要的因素;重金属铜、培养时间次之;在所考察的浓度范围内,未见铝离子、莠去津对过氧化氢酶活性有显著影响。这说明在有机-无机复合污染的生态条件下,外源氢离子、重金属铜较有机农药更易影响和破坏农业生态环境。

重金属-有机物复合污染农田土壤修复策略研究

介绍了我国农田土壤重金属-有机物复合污染现状,重点分析了重金属-有机物土壤复合污染的相互作用及过程,对适用于复合污染农田土壤联合修复技术进行了总结。在此基础上,结合生物碳用于土壤修复的机理与实践情况,提出了"不同种类生物炭改良+耐性植物"这一针对重金属-有机物复合污染农用土壤有效的修复策略。

多相抽提技术在有机复合污染场地治理中的应用

某工业仓库的空置地块经检测显示,该场地1 000 m2区域地下水受到了不同程度的氯代烃类及二甲苯有机复合污染。运用多项抽提技术治理,即通过真空泵抽提系统强化回收地下6 m深的土壤气体及地下水,并配合废水、废气处理装置来去除地下土壤气体和地下水中溶解态的污染物。经过20 d的可调控抽提运行后,对该区域地下水进行采样检测,结果表明地下水目标污染物浓度均达到了修复目标值。

表征复合型有机污染场地土壤污染程度的生态指标研究

以江苏吴江某复合型有机污染场地土壤为材料,用盆栽黑麦草出苗率和生长一段时期的生物量作为土壤可种植性的标准,通过对比分析不同污染程度场地土壤过氧化氢酶、脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶活性和小麦发芽指数以筛选可用于复合型有机污染场地土壤污染程度指示的灵敏生态指标。结果表明:土壤多酚氧化酶活性和小麦发芽指数可以灵敏表征该复合型有机污染场地土壤污染的程度,且与土壤可种植性存在显著相关关系,其中多酚氧化酶活性与黑麦草出苗率和生物量的相关系数分别为-0.956和-0.938(n=7);小麦发芽指数与出苗率和生物量的相关系数分别为0.936和0.755(n=7);若以黑麦草发芽率大于80%,出苗率大于50%,生长11d株高大于4cm作为土壤对植物生长无害的标准,则对应的土壤多酚氧化酶活性应小于0.8mg·g-1,小麦发芽指数应大于110%。

重金属-有机污染物复合污染土壤修复工程实例

采用异位化学氧化和稳定化技术联合修复重金属-有机污染物复合污染土壤,污染土壤中重金属类和有机物共计16项污染物指标超出《上海市场地土壤环境健康风险评估筛选值(试行)》中非敏感用地标准,土方量共计1.64×105m3。项目于2018年10月通过环保验收,修复后的场地土壤质量满足《上海市场地土壤环境健康风险评估筛选值(试行)》和《地下水质量标准》Ⅳ类标准。对该工程的场地布置、开挖清运、土方筛分、固废分类合规处置、化学氧化及稳定化技术等关键环节进行了介绍。

有机物—汞复合污染土壤热修复的工艺研究

针对我国有机物—汞复合污染土壤的现状,文章提出一种热修复工艺,并且对该工艺流程以及控制参数进行研究,以达到处理有机物—汞复合污染土壤达标的目的。

水泥窑协同处置技术在污染场地土壤修复中的工程实践

四川某机械设备厂的污染场地问题是土壤中苯系物及石油烃含量超标,对人体健康构成威胁。为有效解决这一问题,经过慎重考量,项目施工方决定采用水泥窑协同处置技术进行污染土壤修复工作。在既定工期内,施工方经过精心组织施工,成功完成了修复工作。经过专业评估和验收,该工程治理效果显著,土壤质量得到明显改善,污染物浓度大幅降低,达到了预期目标。

重金属-有机物复合污染土风险评价新方法

传统指数风险评价方法将重金属的总量作为确定污染土环境风险评价对象,存在低估重金属污染程度的不足。针对此,提出了一种以重金属有效态为评价对象的改进型潜在生态风险评价方法,该方法可同时考虑数据离散性和生物有效性,并且量化了挥发性有机物的污染风险。以盐城市大丰区某化工企业区域污染土对研究对象,对比分析了传统指数风险评价方法和改进的潜在生态风险评价方法对污染程度评价结果。结果表明:改进的潜在生态评价方法切实可行,该方法的评价结果显示Cr、Cu元素均呈现四级生态危害程度,Pb元素呈现强生态危害程度,而Co元素和VOCs的潜在生态风险系数E_(i)^(r)达到极强,该污染土的潜在生态风险指数RI为4613.43,为极强生态危害程度。

矿区污染土壤生物修复技术研究进展

在分析中国典型矿区及周边土壤重金属及有机污染现状的基础上,系统总结了矿区土壤重金属污染与有机污染修复技术的研究进展,着重阐述了植物-微生物联合修复技术对重金属-有机复合污染土壤的修复效果和机理,并对植物-微生物联合修复复合污染土壤技术存在的问题进行了总结与展望。

微电解协同氧化技术深度降解三氯乙烯和1,4-二恶烷复合污染

三氯乙烯(TCE)是地下水中分布较普遍且难以降解的一类污染物,具有密度大、迁移能力强、相对持久及生物难降解等性质,常见的地下水修复技术存在TCE去除效率低、成本高的问题。此外,在大多数TCE污染场地地下水中常发现有氯代烃稳定剂1,4-二恶烷(1,4-D)的伴生污染且难以综合去除。当前,基于过硫酸盐的高级氧化技术因其高效、经济、环境友好等优点备受青睐,是一种降解有机污染最有效的技术之一。研究以铁碳原电池(n ZVI/C)为活化剂,过氧化钙(CP)为增强剂,柠檬酸/过硫酸钠(CA/PS)为氧化剂构建了一种新型的微电解-氧化耦合技术体系(n ZVI/C/CP-CA/PS)探究水中高浓度TCE的降解。考察了不同修复体系类型、药剂投加比、间隔投放时间及反应温度对降解TCE的影响,并初步探究了耦合体系对TCE及1,4-D复合污染的去除效果。试验结果表明:在室温为20℃,间隔时间为3h,活化剂n ZVI/C、增强剂CP与氧化剂CA/PS摩尔投加比为35∶0.5∶26的条件下,初始质量浓度为10000μg/L的TCE经n ZVI/C/CP-CA/PS耦合体系处理6h后,出水浓度满足了《地下水质量标准》(GB/T14848—2017)中Ⅳ类水要求,去除率接近100%。降解机制说明TCE在活性炭吸附及n ZVI/C/CP原电池的还原脱氯作用下优先发生部分降解,随后通过原电池及其产物进一步活化CA/PS氧化剂产生·OH和SO4·-等强氧化性自由基起到深度降解的目的,从而使TCE的浓度进一步降低,且降解过程符合零级反应动力学。该试验表明n ZVI/C/CP-CA/PS耦合体系对高浓度TCE的降解兼具高效及经济双重优势,并在TCE及1,4-D复合污染场地的修复中具有较大的应用潜力,有助于推进该耦合体系在有机污染水处理行业的应用与发展。

辛酸对反渗透膜的污染研究

以辛酸为模型污染物,分析了不同p H及Ca2+存在下辛酸对反渗透膜进水压力、产水TOC及脱盐率的影响。同时考察了海藻酸钠、蛋白质、腐殖酸等典型有机污染物共存时,辛酸在膜污染中的贡献。实验结果表明,当进水p H分别为4、7.5时,进水压力分别在污染运行的8、36 h内上升至初始压力的15%;p H为4时,Ca2+浓度的变化对膜污染无明显影响,产水中的TOC随着运行时间的延长而增加;p H为7.5时,运行时间随Ca2+浓度的增加而延长。不存在Ca2+时,相对海藻酸钠、蛋白质、腐殖酸而言,小分子质量的辛酸是造成膜污染的主要有机物。Ca2+存在时,海藻酸钠取代辛酸成为膜的主要有机污染物。

污染场地土壤修复工程效果评估研究——以北方某味精厂污染场地为例

以北方某味精厂重金属及有机物复合污染场地为例,该场地污染物浓度超过了人体健康风险可接受水平。依据《污染地块风险管控与土壤修复效果评估技术导则:HJ 25.5—2018》,对修复后的场地开展污染场地治理工程修复效果评估工作。经评估,场地修复施工过程规范,修复后的污染物水平低于修复目标值,修复后的土壤达到了安全标准,采用的修复方法和措施合适,施工过程中采取相应的环保措施,未产生二次污染。修复效果评估合格。

广东某污染土壤修复工程实例及总结

本文以广东某重金属-有机物复合污染土壤修复工程情况为例,概述了目前中国土壤污染现状,并详细介绍了植物-微生物联合修复技术在实际污染土壤修复工程中的应用。实践表明,采用植物-微生物联合修复技术,可以有效降低污染土壤中的重金属和有机物含量。本文还对污染土壤修复技术的发展进行了简要讨论。

氨氧化微生物及其应用于土壤污染生态毒性研究进展

人类生产生活废弃物的不规范排放,对土壤环境造成严重威胁。土壤中的氨氧化微生物作为反映土壤污染的敏感指标,在土壤污染生态研究领域受到广泛关注。本文总结了目前氨氧化微生物在评价土壤污染中的生理指标,重点介绍氨氧化微生物在评价土壤污染生态毒性方面的应用,并对今后主要研究方向进行展望。

土壤环境中重金属与有机物复合污染修复对策研究

伴随着社会经济的快速发展,当下生态环境遭受到严重的污染,重金属、有机物以及各种复合污染已经对土壤环境造成了严重的威胁,对其修复对策进行研究有着十分重要的意义。本文就以往的研究成果进行总结,对土壤环境中重金属与有机物污染的研究进展进行分析,并提出若干研究对策,以望参考。