吉林大学学报(地球科学版) ›› 2018, Vol. 48 ›› Issue (1): 234-240.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20160339
董军, 徐暖, 刘同喆, 管锐, 邓俊巍
Dong Jun, Xu Nuan, Liu Tongzhe, Guan Rui, Deng Junwei
摘要: 以天然细砂为微生物来源,模拟研究了乳化植物油强化原位生物修复中高浓度Cr(Ⅵ)污染地下水的可行性,考察了修复效果及修复过程中地下水质变化及产物的稳定性。结果表明,反应77 d后,Cr(Ⅵ)质量浓度分别从20.0、30.0、50.0、80.0、110.0 mg/L降低到0.0、5.8、19.0、43.6、65.8 mg/L,去除率分别为100.0%、80.7%、61.9%、45.5%、40.2%。反应后介质中Cr形态分析表明,其主要以能在自然条件下稳定存在的铁锰结合态和有机结合态形式存在。此外,随反应进行,实验体系逐渐呈弱酸性环境,pH为5.80~6.70。当Cr被完全还原后,体系会发生异化铁还原,Fe(Ⅱ)质量浓度逐渐升高,最高可达117.0 mg/L,最终形成二价铁矿物。综上所述,天然细砂介质中的土著微生物能够利用乳化植物油强化并还原地下水中的中、高浓度Cr(Ⅵ),且产物能够在自然状态下稳定存在,修复过程对地下环境的影响较小。
中图分类号:
| [1] 杨维,王立东,徐丽,等. 铬污染地下水的PRB反应介质筛选及修复实验[J]. 吉林大学学报(地球科学版),2008,38(5):854-858. Yang Wei, Wang Lidong, Xu Li, et al. Experiment on Selection of PRB Media and Remediation of Chromium Contaminated Groundwater[J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 2008, 38(5): 854-858. [2] 刘海龙,马小龙,袁欣,等. 基于多元回归分析的铬污染地下水风险评价方法[J]. 吉林大学学报(地球科学版),2016,46(6):1823-1829. Liu Hailong, Ma Xiaolong, Yuan Xin, et al. Risk Assessment Method of Chromium (Ⅵ) Polluting Groundwater Based on Multiple Regression Analysis[J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 2016, 46(6): 1823-1829. [3] Francis C A, Obraztsova A Y, Tebo B M. Dissi-milatory Metal Reduction by the Facultative Anaerobe Pantoea Agglomerans SP1[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2000,66(2):543-548. [4] Tebo B M, Obraztsova A Y. Sulfate-Reducing Bac-terium Grows with Cr(Ⅵ), U(Ⅵ), Mn (Ⅳ) and Fe(Ⅱ) as Electron Acceptors[J]. Fems Microbiology Letters, 2006,162(1):193-198. [5] 孟凡生. 中国铬渣污染场地土壤污染特征[J]. 环境污染与防治,2016,38(6):50-53. Meng Fansheng. Pollution Characteristics of Soils Polluted by Chromium Slag in China[J]. Environmental Pollution and Control, 2016, 38(6): 50-53. [6] 张森琦,王建荣,李其江,等. 青海海晏海北化工厂地下水Cr(Ⅵ)污染机理及治理方案[J]. 现代地质,2009,23(1):94-102. Zhang Senqi, Wang Jianrong, Li Qijiang, et al. Cr (Ⅵ)-Pollution Mechanism and Control Method of Groundwater in Haibei Chemical Plant of Haiyan County, Qinghai Province[J]. Geoscience, 2009, 23(1): 94-102. [7] 王凤花,罗小三,林爱军,等.土壤铬(Ⅵ)污染及微生物修复研究进展[J]. 生态毒理学报,2010,5(2):153-161. Wang Fenghua, Luo Xiaosan, Lin Aijun, et al. Process on Microbial Remediation of Chromium-Contaminated Soil[J]. Asian Journal of Ecotoxicology, 2010, 5(2): 153-161. [8] 黄顺红,杨志辉,柴立元,等. 铬渣堆放场中金属铬对周边土壤微生物毒性效应[J]. 中南大学学报(自然科学版),2009,40(1):25-30. Huang Shunhong, Yang Zhihui, Chai Liyuan, et al. Toxicity of Metal Chromium to Microorganism Activities in Soil Around Chromium-Containing Slagheap[J]. Journal of Central South University (Science and Technology), 2009, 40(1): 25-30. [9] Guoping T, Watson D B, Wei M W, et al. U(Ⅵ) Bioreduction with Emulsified Vegetable Oil as the Electron Donor:Model Application to a Field Test[J]. Environmental Science And Technology, 2013,47(7):3218-3225. [10] Tessier A,Campbell P G C, Bisson M. Sequential Extraction Procedure for the Speciation of Particulate Trace Metals[J]. Analytical Chemistry, 1979,51(7): 844-851. [11] 汤洁,王卓行,徐新华. 铁屑-微生物协同还原去除水体中Cr(Ⅵ)研究[J]. 环境科学, 2013,34(7):2650-2657. Tang Jie, Wang Zhuoxing, Xu Xinhua. Removal of Cr (Ⅵ) by Iron Filings with Microorganisms to Recover Iron Reactivity[J]. Environmental Science, 2013,34(7):2650-2657. [12] 毛晖,曲东,周莉娜. 稻田土壤中添加不同浓度铬对异化铁还原和铬还原的影响[J]. 中国农学通报, 2005,21(6):235-237. Mao Hui, Qu Dong, Zhou Lina. Effect of Variant Chromate and Ferrihydrite on Dissimilatory Fe (Ⅲ) Reduction in Paddy Soil[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2005,21(6):235-237. [13] 黎慧娟,彭静静. 异化Fe (Ⅲ)还原微生物研究进展[J]. 生态学报,2012,32(5):1633-1642. Li Huijuan, Peng Jingjing. Recent Advances in Studies on Dissimilatory Fe (Ⅲ) -Reducing Microorganisms[J]. Acta Ecologica Sinica, 2012,32(5):1633-1642. [14] Peng L, Liu Y, Gao S H, et al. Assessing Chromate Reduction by Dissimilatory Iron Reducing Bacteria Using Mathematical Modeling[J]. Chemosphere, 2015,139:334-339. [15] 陈子方. 工业糖浆原位修复Cr (Ⅵ)污染地下水反应机理及效能实验研究[D]. 长春:吉林大学,2016:30-34. Chen Zifang. Study on the Mechanisms and Efficiency of In-Situ Remediation of Cr (Ⅵ) Contaminated Groundwater with Syrup[D]. Changchun: Jilin University, 2016: 30-34. [16] Eric E R, Matilde M U. Influence of Biogenic Fe(Ⅱ) on Bacterial Crystalline Fe(Ⅲ) Oxide Reduction[J]. Geomicrobiology Journal, 2002,19(2):209-251. [17] Thomas B, Ruben K, Andreas K, et al. Biogeoche-mical Redox Processes and Their Impact on Contaminant Dynamics[J]. Environmental Science and Technology, 2010,44(1):15-23. [18] 张兰英,刘娜,王显胜.现代环境微生物技术[M]. 3版. 北京:清华大学出版社, 2005:127,139-142. Zhang Lanying, Liu Na, Wang Xiansheng. Modern Environmental Microbial Technology[M].3rd ed. Beijing: Tsinghua University Press, 2005:127,139-142. [19] Boris F, Hazen T C, Long P E, et al. In Situ Long-Term Reductive Bioimmobilization of Cr (Ⅵ) in Groundwater Using Hydrogen Release Compound[J]. Environmental Science And Technology, 2008,42(22):8478-8485. [20] Hansel C M, Wielinga B W, Fendorf S. Structural and Compositional Evolution of Cr/Fe Solids After Indirect Chromate Reduction by Dissimilatory Iron-Reducing Bacteria[J]. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 2003,67(3):401-412. [21] Guertin J, Jacobs J, Avakian C P. Chromium(Ⅵ) Handbook[M]. Boca Raton: CRC Press, 2004:71-72. [22] Paul L, Smolders E. Inhibition ofIron(Ⅲ) Minerals and Acidification on the Reductive Dechlorination of Trichloroethylene[J]. Chemosphere, 2014,111:471-477. [23] Borden R C. Effective Distribution of Emulsified Edi-ble Oil for Enhanced Anaerobic Bioremediation[J]. Journal of Contaminant Hydrology, 2007,94(1/2):1-12. [24] Li Z, Wrenn B A, Venosa A D. Effect ofIron on the Sensitivity of Hydrogen, Acetate, and Butyrate Metabolism to Inhibition by Long-Chain Fatty Acids in Vegetable-Oil-Enriched Freshwater Sediments[J]. Water Research, 2005,39(13):3109-3119. [25] Robert C B, B Ximena Rodriguez. Evaluation of Slow Release Substrates for Anaerobic Bioremediation[J]. Bioremediation Journal, 2006,10(1):59-69. [26] 生贺.乳化油反应带强化修复Cr (Ⅵ)污染地下水研究[D]. 长春:吉林大学,2015:38-40. Sheng He. Study on Enhanced Remediation of Cr(Ⅵ) Contaminated Groundwater by Emulsified Oil Reaction Zone[D]. Changchun: Jilin University, 2015:38-40. [27] 张垒. 铬污染的城市土壤毒性与修复研究[D]. 成都:四川农业大学,2012:6-7. Zhang Lei. Toxicity of Chromium Contaminated in Urban Soiland Phytoremediation[D]. Chengdu: Sichuan Agricultural University, 2012:6-7. |
| [1] | 杜新强, 尹呈杉, 方永军, 李孜涵, 郭辉. 基于地下水生态水位埋深阈值的可开采量评价——以三江平原普阳灌区为例[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 635-646. |
| [2] | 束龙仓, 位书静, 澈丽木格, 温中琦, 刘波. 西辽河平原生态输水的地下水响应及不确定性量化[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 647-660. |
| [3] | 杨婷, 李亚鑫, 刘娜, 林晓君, 曾经文, 王秀娟, 蔡倩怡, 罗子峰, 张苑铃, 容精男, 余伟达, 丘锦荣, 周建利. 沸石作为PRB填充介质修复NH4+污染地下水的效果及原位再生性能[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(2): 661-672. |
| [4] | 秦传玉, 尤凯鸿, 李小奇, 张成武, 于丽娟. 地下水常见阴离子影响双重改性纳米零价铁降解硝基苯的机制及效果[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2026, 56(1): 342-351. |
| [5] | 张文静, 涂志鹏, 贾媛媛. 矿区重金属的释放迁移与污染预测研究进展[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(6): 2001-2027. |
| [6] | 闫纲丽, 冯屾, 刘睿男, 黄冠星. 地下水背景值评估研究进展[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(5): 1655-1670. |
| [7] | 王双, 朱奋, 李亮, 李林坚, 刘娜. 湛江市硇洲岛浅层地下水水化学特征及成因机制[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(5): 1680-1690. |
| [8] | 黄树春, 李洪涛, 邓波, 王丹, 张高华. 湖南湘潭河西地区近20年岩溶水化学时空演变及其影响因素 [J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(4): 1269-1287. |
| [9] | 王锦博, 贺志毅, 王亚楠, 程诗雨, 刘明柱. 某污染场地土壤与地下水协同修复阈值[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(4): 1288-1297. |
| [10] | 王福刚, 管小桐, 何庆成, 程辉, 杨国华, 程中乐, 王耀辉. 考虑边界层流体黏度变化的黏性土低速非达西渗流数学模型[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(3): 893-905. |
| [11] | 胡启智, 王秀娟, 丘锦荣, 康迪, 曾经文, 蔡倩怡, 刘人涛, 刘娜. 潮汕地区地下水饮用水源地酸性浅层地下水特征及其成因探讨[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(3): 906-918. |
| [12] | 张晟瑀, 申文超, 苏小四. 基于随机森林法的区域地下水硝酸盐污染风险评价[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2025, 55(3): 943-956. |
| [13] | 段磊, 曾经文, 赵显林, 丘锦荣, 刘娜, 陶钧实, 周建利. 珠江三角洲典型水产养殖区浅层地下水碘化物分布、来源及健康风险评估[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(5): 1657-1674. |
| [14] | 韩红闪, 朱琳, 郭高轩, 李炳华, 卢灿. 新水情背景下北京平原朝阳—通州沉降区地面沉降特征及其影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(4): 1326-1338. |
| [15] | 束龙仓, 张彤豪, 澈丽木格, 刘圣昱, 刘波. 降水和地下水开采对通辽市科尔沁区潜水位的影响[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2024, 54(3): 954-966. |
|