本文選題：氧化硫硫桿菌TS6 + 黑曲霉Y9�。� 參考：《南京農(nóng)業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展使人們生活水平逐年升高的同時(shí),其伴隨產(chǎn)生的"三廢"物質(zhì)也對環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞,其中土壤和底泥的重金屬污染問題日趨嚴(yán)重,成為陸地和水生生態(tài)系統(tǒng)安全的一大威脅,乃至危及人類的生命與健康。土壤(底泥)淋洗法是一種極具發(fā)展前景的重金屬污染治理技術(shù),近年來,微生物生長代謝所產(chǎn)的生物酸及各種活性物質(zhì)被國內(nèi)外學(xué)者研究證明能有效去除環(huán)境介質(zhì)中的重金屬。本研究主要應(yīng)用兩種微生物所產(chǎn)的酸性發(fā)酵液作為土壤(底泥)淋洗劑,包括嗜酸性氧化硫硫桿菌Acidithiobbacillus thiooxidans TS6和黑曲霉Aspergillus niger Y9純培養(yǎng)發(fā)酵液(以下分別簡稱TS6發(fā)酵液和Y9發(fā)酵液),并以EDTA溶液作為參照。通過搖瓶浸提試驗(yàn)和柱淋洗試驗(yàn),研究了各淋洗劑在不同洗脫條件下對重金屬的溶出情況,并考察了淋洗前后土壤(底泥)中的重金屬賦存形態(tài)及其他理化性質(zhì)的變化。主要研究結(jié)果如下:(1)采用多種污染指數(shù)評價(jià)法對供試土壤和底泥的重金屬污染狀況作出評價(jià)。單因子污染指數(shù)和地累積指數(shù)表明,土壤和底泥中重金屬的污染程度均為CdZnPbCu,而Cr和Ni則幾乎不存在污染。內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)表明,土壤和底泥均達(dá)到了重度污染水平,而底泥比土壤污染更為嚴(yán)重。潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)表明,土壤與底泥中Cd的污染最為嚴(yán)重,潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)最高,是潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的絕對主導(dǎo)貢獻(xiàn)因素,應(yīng)引起密切關(guān)注和極高重視。多種評價(jià)方法的結(jié)果雖有一定差異,但總體結(jié)論一致:供試土壤和底泥的重金屬污染程度非常嚴(yán)重,以Cd、Zn和Pb為主。(2)使用TS6發(fā)酵液和Y9發(fā)酵液對污染土壤和底泥進(jìn)行搖瓶浸提試驗(yàn)。結(jié)果表明:重金屬的浸出率隨時(shí)間的延長而增加,其中2h內(nèi)是快速浸出階段;隨著固液比的增加,體系pH升高,重金屬浸出率降低。TS6發(fā)酵液和Y9發(fā)酵液對土壤中Cd、Pb、Zn 的最大浸出率分別為 94.6%、18.3%、78.7%和 74.8%、48.5%、61.8%,對底泥中 Cd、Pb、Zn 的最大浸出率分別為 100%、3.9%、82.3%和 68.3%、44.9%、67.8%,底泥體系下固液比的增大會使重金屬浸出率迅速降低。綜合考慮重金屬浸出率和運(yùn)行成本,用TS6發(fā)酵液分別以30%和10%的固液比浸出較適宜該污染土壤和底泥的修復(fù)。(3)采用搖瓶試驗(yàn)研究EDTA溶液及添加EDTA的發(fā)酵液對重金屬的浸出情況。搖瓶試驗(yàn)結(jié)果表明,EDTA溶液對土壤和底泥中的Cd、Pb、Zn浸出率最高分別達(dá)到88.9%、100%、55.9%和 76.6%、72.5%、51.6%,在體系 pH 為 4.5～7.6 的條件下(固液比為5%～30%)均有較好的重金屬浸出效果,其對Pb的去除率比發(fā)酵液體系高很多。向兩種發(fā)酵液中添加一定量的EDTA固體,對TS6發(fā)酵液去除重金屬無益,而明顯提高了 Y9發(fā)酵液對Cd、Pb、Zn的浸出率。(4)采用柱淋洗試驗(yàn)研究發(fā)酵液和EDTA溶液對土壤和底泥中重金屬溶出的動(dòng)態(tài)情況,及淋洗后土壤和底泥中重金屬形態(tài)的變化。結(jié)果表明:TS6發(fā)酵液和Y9發(fā)酵液淋洗后,土壤中Cd、Pb、Zn的去除率分別達(dá)到89.5%、6.99%、68.1%和73.7%、33.7%、58.4%,底泥中 Cd、Pb、Zn 的去除率分別為:64.6%、0.46%、48.8%和 36.2%、15.3%、50.7%。重金屬的形態(tài)分級結(jié)果表明:兩種發(fā)酵液可以有效去除土壤中各種形態(tài)的Cd和Zrn,使殘留在土壤中的Cd和Zn主要以穩(wěn)定的殘?jiān)鼞B(tài)存在,從而降低了它們的毒性,但可交換態(tài)的Pb含量有所增加;兩種發(fā)酵液均使底泥中的Cd向較穩(wěn)定形態(tài)轉(zhuǎn)變,殘留的Pb、Zn碳酸鹽結(jié)合態(tài)和鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)減少,但其可交換態(tài)的含量增加。相比而言,EDTA溶液對土壤和底泥中重金屬的去除率雖然較高,但淋洗后土壤中Cd和Zn的前三種形態(tài)所占比例較高,底泥中可交換態(tài)Pb和Zn含量甚至成倍增加。故綜合重金屬去除率和殘留重金屬存在形態(tài)考慮,該污染土壤較適宜用約10倍PV的TS6發(fā)酵液淋洗修復(fù),而該污染底泥較適宜用20倍PV以上的Y9發(fā)酵液淋洗修復(fù)。(5)兩種發(fā)酵液淋洗后,土壤和底泥的陽離子交換量(CEC)和有效氮磷鉀含量有一定程度的增加,但pH下降明顯,低至2.0～4.8,通過添加適量生石灰的中和調(diào)理,可使土壤及底泥恢復(fù)至6.6～7.0的近中性pH。淋洗所產(chǎn)生的廢液可將pH調(diào)至7來沉淀其中的重金屬離子,之后作為培養(yǎng)新鮮微生物發(fā)酵液的基質(zhì)回用。本論文的研究結(jié)果對于使用嗜酸性氧化硫硫桿菌和黑曲霉產(chǎn)生的酸性微生物發(fā)酵液在重金屬污染土壤及底泥修復(fù)上的應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X53;X172

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本文編號：1930265