两株耐铬菌的分离鉴定及对Cr(Ⅵ)污染土壤的治理

为实现高质量比铬污染场地的微生物修复,从华北某废弃铬盐厂取土样分离出两株高效铬还原菌,并对两株菌进行16S rRNA鉴定,分别命名为Agrobacterium sp. Cr-1(Cr-1)和Lysinibacillus sp. Cr-2(Cr-2)。将两菌株分别投入高质量比铬污染土壤中,通过分析土壤Cr(Ⅵ)质量比、pH值、铬形态的变化,探究两菌株对高质量比Cr(Ⅵ)污染土壤的治理能力。通过细菌多样性和代谢组学分析,根据细菌种类、代谢物和代谢物通路的差异分析了两菌株的Cr(Ⅵ)解毒及还原的原理。当反应42 d后,投加Agrobacterium sp. Cr-1和Lysinibacillus sp. Cr-2的土壤Cr(Ⅵ)质量比分别由1 100 mg/kg降至33.49 mg/kg和92.29 mg/kg。研究显示:两种菌株均能够实现对高质量比Cr(Ⅵ)污染土壤的高效修复。

化学还原-生物刺激对高质量比Cr(Ⅵ)污染土壤治理及稳定化

为提高Cr(Ⅵ)污染土壤治理后的稳定性,采用化学还原剂联合乙酸钠生物刺激对高质量比Cr(Ⅵ)污染土壤进行治理和稳定化。通过测定Cr(Ⅵ)质量比、Cr形态及含量并结合XRD分析,同时对生物刺激过程中Cr(Ⅵ)污染土壤的细菌多样性变化进行监测,对比多硫化钙(Calcium polysulfide,CPS)、硫酸亚铁(FeSO4)、零价铁3种化学还原剂以及乙酸钠用量对高质量比Cr(Ⅵ)污染土壤的治理能力及稳定化效果。结果表明:质量分数为10%的FeSO4与质量比为7 g/kg的乙酸钠联用,在生物刺激50 d时对高质量比Cr(Ⅵ)的去除及稳定化效果最佳,还原率为93.58%,且能够将毒性较大的生物有效态铬全部转化为其他稳定形态的铬。XRD结果表明,两种方法联用后土壤中Cr主要以Cr(Ⅲ)的形式存在。生物刺激过程中土壤细菌群落物种分布变化明显,生物刺激50 d时,富集的细菌类群最多。

基于文献计量的Cr污染土壤修复发展历程剖析(2001—2015年)

借助Web of Science,利用文献计量学方法定量分析了2001—2015年15年间发表的与Cr污染土壤修复相关的文献,研究了Cr污染土壤修复在不同时期(2001—2005、2006—2010、2011—2015年)的发展与演变,对比了不同阶段Cr污染土壤修复技术发展的异同点。文献计量分析显示,Cr污染土壤修复历程由早期的以电动力修复、生物修复主导的应用可行性研究,逐渐转向土壤淋洗修复、钝化还原修复以及以筛选修复菌种与修复植物为核心的生物修复技术研究时期,进而向多技术联合修复、新技术和新材料的探索研究阶段发展,学科交叉融合不断增强。Cr污染土壤修复技术3个阶段的研究内容由少至多,由浅入深,材料功能优化和环境友好化日益成为研究的驱动力。历经数十年发展后,以负载和纳米化为特征的新型修复材料制备及应用将成为下一阶段的研究重点,而修复技术的深度融合与地域化适应将是修复技术实际应用中需要突破的瓶颈。

上海市不同土地利用方式绿地土壤中Cu、Zn、Pb和Cr的污染评价

通过对上海市不同土地利用方式下绿地土壤中重金属Cu、Zn、Pb和Cr的调查研究,发现工业区和交通区绿地土壤中Cu、Zn、Pb、Cr的平均含量均显著高于大学、公园及居民区。与上海市土壤环境背景值相比,不同土地利用方式中4种重金属均存在一定富积。就单项污染指数而言,Cu、Pb和Cr的污染程度大小依次为工业区>交通区>大学≈公园≈居民区,而Zn为交通区>工业区>大学≈公园≈居民区;就内梅罗综合污染指数而言,工业区和交通区污染较严重,分别有54.17%和67.9%的土壤达重度污染;而公园、大学及居民区绝大部分土壤为轻度污染,分别为73.1%、100%和60%。

城市垃圾堆肥对Cr污染土壤的修复效应

通过模拟土培试验和盆栽试验 ,研究垃圾堆肥对Cr污染土壤的修复效应 .结果表明 ,垃圾堆肥对于土壤中有效Cr含量的影响是通过有机质含量、Eh、pH、<0 0 1mm粘粒含量等理化因子的变化来实现的 ;有机质含量变化和Eh变化分别是旱地土壤和淹水土壤中的主要影响因素 ,对有效Cr的效应分别占贡献的 73 4 %、5 5 5 %;垃圾堆肥施入土壤后 ,土壤渗透性得到改善 ,土壤中的Cr因被还原、吸附而固定 ,迁移量减少 ;垃圾堆肥施入可以减少植株对Cr的吸收 ,旱地土壤中 ,施加垃圾肥可使生物产量增加 35 9%,植株体内Cr含量下降 48 9%,在淹水土壤中 ,这种效应更加显著 ,生物产量比旱地土壤高 86 3%,Cr含量低 2 3 8%;垃圾堆肥施入后 ,植株体内的其他重金属含量未超标 ,垃圾肥可以安全用于Cr污染土壤的修复 .

改性壳聚糖对湘江河水中重金属污染物Cr(VI)的吸附(英文)

利用分子印迹技术和甲基丙烯酸对壳聚糖进行改性，并在改变吸附条件、吸附动力学和吸附等温线的基础上，对湘江样水中Cr（Ⅵ）进行吸附研究。结果表明：X射线衍射谱显示印迹聚合物的结晶能力减弱，但非结晶区面积增加，吸附点位数提高，对Cr（Ⅵ）的吸附容量增大；印迹聚合物对Cr（Ⅵ）的吸附能力随时间的延长而增加，8h后达到饱和，最佳吸附时间是吸附后4～8h，对Cr（Ⅵ）的提取率最大值为33．7％。提取液最佳pH值是4．5～7．5；提取率随着壳聚糖脱乙酰度的增大而增大，吸附效果最好的是90％脱乙酰度壳聚糖。吸附量随着壳聚糖的浓度增加而增加，饱和后对Cr（VI）的提取率变化相对平稳，实验测得最高去除率为98．3％。Cr（Ⅵ）印迹壳聚糖吸附的准一级动力学和二级动力学模型线性相关系数分别是0．9013和0．9875，吸附速率分别为0．0091min-’和7．129g／（mg·min）。Cr（VI）印迹壳聚糖的吸附更符合二级动力学模型，与Langmuir吸附等温线的拟合性比Freundlich吸附等温线的更好，计算得到的最大吸附容量为15．784mg／g，对河水中Cr（Ⅵ）的吸附效果明显。

pH和有机质对铬渣污染土壤中Cr赋存形态的影响

选用3种不同的铬渣污染土壤作为试验样,通过调节其pH和有机质含量,并采用碱消解-共沉淀法和改良BCR顺序提取法,研究了pH和有机质含量对土壤中铬的价态及形态的影响。结果表明,总体上Cr(Ⅵ)含量随pH降低和有机质投加量增大而减小,Cr(Ⅲ)则增加,但土1各水平间差异均显著(F>8.89),土2和土3只有部分水平间差异显著。同时,随pH降低和有机质投加量增大,酸可提取态Cr含量减小,可氧化态Cr增加,可还原态略有增加,表明酸性条件和有机质有利于Cr(Ⅵ)的还原和酸可提取态Cr向可还原态和可氧化态Cr的转化。

土壤铬(VI)污染及微生物修复研究进展

在总结国内外相关研究基础上,介绍了土壤环境中铬(Cr)的污染来源、现状及其对生物的危害,阐述了Cr在土壤中的存在形态和转化机理,并重点综述了土壤重金属Cr(VI)污染的微生物修复机理:土壤中的Cr(VI)可以在微生物还原作用、生物吸附、富集等作用下降低其生物可利用性和毒性,从而达到Cr污染土壤修复的目的.此外,针对微生物修复过程中存在的问题,提出了提高微生物修复Cr污染土壤效果的措施,并对土壤Cr污染微生物修复的发展趋势进行了展望.

制革污泥污染土壤矿化过程中Cr(Ⅲ)和氮的释放

采用田间调查采样、室内分析测定的方法,研究了制革污泥污染土壤矿化过程中Cr(Ⅲ)和N的释放。结果表明,制革污泥污染土壤中高浓度Cr(Ⅲ)可导致作物各部位Cr的大量积累,小麦、玉米子粒中Cr含量远远超过安全食用标准;Cr(Ⅲ)向土壤底层的迁移可达160cm,并与有机物迁移具有显著相关性。14周好气培养实验显示,矿化结束后,污泥中14%～26%以上有机态Cr(Ⅲ)转化为无机态,具有很高的迁移性和生物有效性;由污泥带入土壤中的氮与土壤原有N的矿化速率和可矿化N量具有明显差异,Cr(Ⅲ)的转化与N的矿化具有显著相关性。

江西某铀矿区土壤中Cr污染评价

利用等离子体质谱仪测定铀矿区133个土壤样品中重金属Cr的含量,重点对铀矿区土壤中重金属Cr的含量及其空间分布特征进行研究。结果表明,整个矿区土壤重金属Cr的含量为10.04～93.9 mg/kg,平均值为51.44 mg/kg。各区域土壤重金属含量大小分别是尾矿坝下游〉在采矿区〉整个矿区〉含矿未采区〉尾矿坝。运用单因子污染指数评价法进行评价,表明在整个矿区一半以上的区域都属于轻度污染,正在采矿区四分之三的区域都属于轻度污染,尾矿坝下游也有轻度污染,尾矿坝和含矿未采区均无污染。

土壤微生物群落结构与功能对铬与总石油烃复合污染的响应机制研究

铬与总石油烃的复合污染对土壤微生物生态系统的影响研究鲜有报导。采用HiSeq高通量测序、LEfSe、Tax4Fun、关联网络等方法探究了不同污染程度铬(Cr)与总石油烃(TPH)复合污染土壤中微生物群落结构与功能特征。结果表明,Cr与TPH均会对土壤菌群结构与功能产生较大影响,二者均降低了菌群alpha多样性。重度Cr与中度TPH复合污染土壤中拟杆菌门和厚壁菌门得以富集,而TPH重度污染提升了群落中变形菌门的含量。重度Cr与中度TPH复合污染土壤中微生物群落功能中更多地富集了核酸损伤修复层面的功能网络,而单独的重度TPH污染更多的是改变土壤菌群的碳源能量的代谢方式。通过关联分析发现Parvibaculum和Rhodoferax可作为TPH污染修复候选菌,Lactobacillus和Sulfurifustis可作为铬污染修复候选菌;暂未发现同时修复Cr与TPH复合污染的修复候选菌。本文从微生态角度为筛选生物修复菌种提供了新视角。

好氧条件下铬污染土壤中Cr(Ⅵ)的土著微生物还原（英文）

生物修复是一种环境友好型的修复技术,在铬污染土壤修复中发挥着越来越重要的作用。为了研究土著微生物对土壤中Cr(Ⅵ)的还原过程,在生物反应器里进行一系列微生物好氧培养实验。结果显示:在土著微生物存在情况下,在铬污染土壤中添加培养基使Cr(Ⅵ)浓度在66h内从1521.9降低至199.2mg/kg,而灭菌土壤中Cr(Ⅵ)浓度稍微降低,表明Cr(Ⅵ)的还原归因于土著微生物的作用。在微生物修复过程中,Cr(Ⅵ)的生物还原发生在NO3-、Mn4+和Fe3+的还原后,而先于SO42-的还原。Cr(Ⅵ)还原过程可分为两个阶段,分别以生物还原作用的指数方程模型和主要离子综合效应的线性方程模型为特征。土著Cr(Ⅵ)还原菌在Cr(Ⅵ)污染土壤的原位修复中具有潜在的应用前景。

三种不同固化剂对Cr(Ⅵ)污染土壤固化试验研究

通过无侧限抗压强度和浸出毒性试验,研究硅酸盐水泥固化剂、二灰固化剂和高效复合固化剂等3种固化剂对铬污染土壤固化效果。试验结果表明:硅酸盐水泥固化剂、二灰固化剂和高效复合固化剂的最佳掺量分别为6%、30%和10%;掺加3种固化剂的固化稳定土,早期强度良好,后期强度无倒缩,符合相关标准对道路基层或底基层的强度要求。且Cr(Ⅵ)的浸出浓度<5 mg/L,符合相关标准中对Cr(Ⅵ)浸出浓度的限值要求。

纳米零价铁修复Cr(Ⅵ)污染土壤的研究进展

随着铬盐生产、金属加工、电镀、皮革等工业活动以及污水灌溉和施用污泥等农业活动的进行,六价铬(Cr(Ⅵ))不断进入土壤中,严重污染土壤环境。纳米零价铁由于其比表面积大、反应活性高及还原能力强等优点,已日渐用于Cr(Ⅵ)污染土壤的修复中。本文概述了纳米零价铁修复Cr(Ⅵ)污染土壤的最新研究进展,总结了主要修复机理及影响因素,最后指出了纳米零价铁修复Cr(Ⅵ)污染土壤的发展前景及研究方向。

水稻秸秆用于修复Cr(Ⅵ)污染土壤的研究

为寻找来源广且易得廉价的Cr(Ⅵ)污染土壤的修复材料,研究水稻秸秆对Cr(Ⅵ)污染土壤的修复效果。Cr(Ⅵ)污染土壤采用2份模拟污染土壤和2份电镀厂地下土壤,水稻秸秆和污染土壤以不同质量比混合,在20~38℃含水率30%~60%条件下培育修复不同时间,测定培育修复前后土壤pH值、有机质和Cr(Ⅵ)浓度。结果表明,随着水稻秸秆量和培育时间的增加,土壤Cr(Ⅵ)浓度降低,有机质的含量增加,p H有所改善。该方法具有修复材料来源广且易得廉价、修复效果好、周期短、无二次污染、增加土壤有机质和改善土壤pH等优点。

阳极电解液pH值对Cr(Ⅵ)污染土壤电动修复效率的影响研究

为研究不同阳极电解液初始pH值条件对铬污染土壤电动修复效率的影响,试验以氯化铜溶液为阴极电解液,不同初始pH值(pH=3、4、5)的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液为阳极电解液,并在阴极室靠近土壤处放置阳离子交换膜,以此阻隔阴极的OH-进入土壤,采用电动力学方法修复Cr(Ⅵ)污染土壤。结果表明:经过400h电动修复后,当阳极电解液初始pH=3时土壤中铬的去除效果最佳,此时靠近阴极部分S7区域土壤为最大截面去除率,达到84.5%。采用BCR四步连续提取法对电动修复前后铬污染土壤中铬的形态变化进行分析,结果表明电动修复过程中主要是对土壤中可氧化态和弱酸可提取态的铬进行了去除,而残渣态铬含量几乎不变。选用铜盐作为阴极电解液可以有效促进铬的迁移与去除。

污染土壤中重金属Cr吸附菌株的筛选与鉴定

以Cr污染土壤为菌源样品,富集培养与菌株分离后,采用二苯碳酰二肼分光光度法从中筛选Cr吸附菌株,共筛选分离出4株高效吸附重金属Cr的细菌菌株。通过形态观察、生理生化试验对4株菌株进行了种属鉴定,初步鉴定4株菌株均为芽孢杆菌(Bacillus)。

生物铁修复Cr(Ⅵ)污染土壤的试验研究

将海绵铁介于活性污泥中以SBR法培养得到生物铁,通过单因素实验对生物铁修复模拟Cr(Ⅵ)污染土壤的影响因素及效果进行了研究。结果表明:生物铁修复Cr(Ⅵ)污染土壤受时间、pH值、生物铁投加量、Cr(Ⅵ)初始浓度的影响;生物铁投加量越大,Cr(Ⅵ)初始浓度越低,Cr(Ⅵ)的修复效果越好,pH值对修复效果影响较小。Cr(Ⅵ)初始浓度为333.33mg/kg,投加1 440mg/kg生物铁,7d后土壤中Cr(Ⅵ)的浓度为42.87mg/kg,去除率为87.14%,达到国家土壤环境质量一级标准。生物铁通过氧化还原、电化学、物理吸附、络合沉淀及生物作用修复土壤Cr(Ⅵ)。

土壤重金属Cr污染及其治理研究进展

土壤重金属污染的防治与修复是近年来生态环境学科研究的热点。伴随铬工业的发展,土壤铬污染的事件逐渐增多,对农业造成的危害逐渐加大,随着食物链的扩大,对动植物和人造成的毒害也逐渐放大,土壤铬污染、农产品铬超标及其安全性问题已受到国内外广泛关注。本文旨在总结土壤重金属Cr污染现状、土壤中Cr来源、Cr相关化合物生态效应及当前的土壤重金属Cr污染修复机理及措施。

某铬盐厂Cr(Ⅵ)污染土壤还原稳定化效果研究

以某铬盐厂铬渣堆存场地内Cr(Ⅵ)污染土壤为研究对象,采用七水硫酸亚铁(Fe SO_4·7H_2O)、多硫化钙(Ca Sx)、Fe SO_4·7H_2O和Ca Sx、Fe SO_4·7H_2O和水泥4种药剂开展Cr(Ⅵ)污染土壤的还原稳定化实验,并利用BCR连续提取法进行铬形态分析。结果表明,Cr(Ⅵ)还原效果:Fe SO_4·7H_2O和Ca Sx复配药剂在4种药剂中对Cr(Ⅵ)的整体还原效果最好。铬稳定效果:Fe SO_4·7H_2O和水泥复配药剂在4种药剂中对土壤铬的稳定性最好,Fe SO_4·7H_2O和水泥复配药剂处理对铬的形态分布的影响是使弱酸提取态、可还原态和可氧化态转化成残渣态,处理后残渣态铬质量分数高达30.98%。污染土壤中铬的形态分布为可氧化态(63.67%)>残渣态(23.29%)>弱酸提取态(6.80%)>可还原态(6.25%),4种药剂处理后土壤中铬的形态分布为可氧化态>残渣态>可还原态>弱酸提取态。