電動(dòng)生物技術(shù)修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤研究.pdf

1、本論文圍繞著表面活性劑增強(qiáng)-電動(dòng)-生物修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤這一嶄新的修復(fù)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究。設(shè)計(jì)了電動(dòng)-微生物修復(fù)實(shí)驗(yàn)裝置，研究了對電場中土壤pH值的控制、電動(dòng)注入營養(yǎng)鹽及電子受體、電動(dòng)注入微生物、表面活性劑促進(jìn)在電場下多環(huán)芳烴的遷移、電動(dòng)生物修復(fù)多環(huán)芳烴的效果等，優(yōu)化了電動(dòng)實(shí)施的方案及實(shí)施參數(shù)。主要結(jié)果包括：(1)在電動(dòng)修復(fù)過程中，提出了循環(huán)電解液的方法，可以有效的控制土壤中pH值的變化，防止土壤發(fā)生酸化或堿化，影響生物修復(fù)有機(jī)污染物

2、的效果。采用本電動(dòng)裝置，當(dāng)循環(huán)電解液流速為800ml/h時(shí)，能很好地控制電動(dòng)裝置中土壤的pH值在7.0～7.7之間。(2)當(dāng)電壓梯度為1V/cm，電解液為營養(yǎng)鹽溶液(含2g/LNH4NO3、2g/LKH2PO4，pH值為7.3)，循環(huán)電解液的流速為800ml/h，采用周期性變換電場方向的運(yùn)行方式(電極切換時(shí)間為12h)向土壤中注入銨根和硝酸根，比采用單向電極運(yùn)行方式更均勻更有效，從而避免了某處富含營養(yǎng)物質(zhì)、而使微生物大量生長、形成生物垢

3、而導(dǎo)致阻塞流路降低傳導(dǎo)率，從而不利于體系的運(yùn)行、使位于其他區(qū)域的污染物不能得到有效降解的問題。(3)電場能有效促進(jìn)枯草芽孢桿菌和白腐真菌在土壤中的運(yùn)移，電場的施加使微生物運(yùn)移初始速率提高50-100倍；最終密度提高8-10倍。在電場作用下，兩種微生物主要通過電泳方式向陽極遷移，同時(shí)還受到向陰極的電滲流影響，電泳起主要的作用。土壤的性質(zhì)和微生物的性質(zhì)都對電場中微生物在土壤中的運(yùn)移產(chǎn)生一定的影響。采用電極單向運(yùn)行比采用變換電極電動(dòng)注入微生物

4、的效果要好一些，但是為了同時(shí)注入營養(yǎng)鹽，采用(2)中確立的電動(dòng)方案。(4)菲和芘在電場中的遷移隨著電場下電滲流的增大而提高；菲比芘在土壤中遷移的量多，受到兩種多環(huán)芳烴溶解度影響。表面活性劑，吐溫80(Tween80)和β-環(huán)糊精(HPCD)可以提高菲和芘在電場下的遷移總量。在同等試驗(yàn)條件下，電解液中添加了表明活性劑Tween80(500mg/kg)和HPCD(1000mg/kg)比沒有添加時(shí)，菲和芘在土壤中的遷移量提高2-12倍。電解液

5、中添加HPCD比添加Tween80時(shí)，菲和芘遷移的總量更多。(5)電動(dòng)注入營養(yǎng)鹽和枯草芽孢桿菌修復(fù)多環(huán)芳烴污染土壤，實(shí)驗(yàn)運(yùn)行68d，土壤中菲的降解率能達(dá)到90％左右；芘降解率達(dá)到65%左右，苯并[a]芘的降解率達(dá)到54%左右，比沒有施加電場，修復(fù)速率提高2倍。電場間歇1d運(yùn)行，生物修復(fù)效果與連續(xù)施加電場的效果相當(dāng)。(6)最后研究了表面活性劑增強(qiáng)-電動(dòng)-生物修復(fù)技術(shù)，表面活性劑Tween80和HPCD可以提高電動(dòng)生物修復(fù)效果，其中當(dāng)電解液