【摘要】：在自然環(huán)境中,由于Cr(Ⅵ)流動(dòng)性較強(qiáng),并對(duì)生物體具有毒害作用,而被廣泛關(guān)注。而Cr(Ⅲ)微毒且難溶,常以氫氧化鉻的形式吸附或沉淀在土壤或礦物表面,所以將Cr(Ⅵ)轉(zhuǎn)化為Cr(Ⅲ)是治理鉻污染的一種重要手段。目前關(guān)于單一因子(如溶解態(tài)Fe(Ⅱ)、有機(jī)酸等)對(duì)鉻污染的遷移轉(zhuǎn)化的研究報(bào)道較多,但實(shí)際鉻污染場(chǎng)地往往是多環(huán)境因子共存的復(fù)雜體系,因此通過研究多環(huán)境因子共存的復(fù)雜體系對(duì)鉻元素的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,對(duì)實(shí)際環(huán)境治理工程具有重要意義。本文通過模擬地下水環(huán)境,將多個(gè)自然環(huán)境中常見的的單一因子(溶解態(tài)Fe(Ⅱ),粘土礦物,乳酸和微生物)組合成復(fù)雜的多環(huán)境因子。首先探究在中性、厭氧環(huán)境中,粘土礦物綠脫石中的結(jié)構(gòu)態(tài)Fe(Ⅱ)與粘土礦物和溶解態(tài)Fe(Ⅱ)混合形成的復(fù)合態(tài)Fe(Ⅱ)對(duì)Cr(Ⅵ)還原的影響,發(fā)現(xiàn)(1)粘土礦物綠脫石結(jié)構(gòu)中的Fe(Ⅱ)還原Cr(Ⅵ)的速率相對(duì)復(fù)合態(tài)Fe(Ⅱ)還原Cr(Ⅵ)的速率較慢,并且乳酸鈉在反應(yīng)過程中可以作為額外電子供體參與Cr(Ⅵ)的還原。(2)復(fù)合態(tài)Fe(Ⅱ)與Cr(Ⅵ)反應(yīng)形成的鉻鐵氧化物或氫氧化物對(duì)Cr(Ⅵ)具有吸附作用,說明在復(fù)合態(tài)Fe(Ⅱ)體系中,Cr(Ⅵ)的去除是還原和吸附反應(yīng)共同作用的結(jié)果。然后,我們通過向上述體系中加入異化鐵還原模式菌MR-1,探討不同形態(tài)Fe(Ⅱ)-微生物共存體系對(duì)Cr(Ⅵ)還原的影響。通過對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行水化學(xué)分析和礦物表征,結(jié)果表明(1)在不同形態(tài)的Fe(Ⅱ)-微生物體系中,Cr(Ⅵ)的還原速率與還原量主要受到Fe(Ⅱ)的賦存形式及含量和菌的活性的影響。(2)粘土礦物可以通過吸附或固定Cr(Ⅵ)的還原產(chǎn)物,減少其與微生物的直接接觸,對(duì)微生物起到一定的保護(hù)作用,進(jìn)而提高了微生物的活性,并通過微生物還原Fe(Ⅲ)形成的Fe(Ⅱ)間接促進(jìn)了Cr(Ⅵ)的還原。(3)通過研究不同含鐵量的粘土礦物(富鐵的綠脫石和貧鐵的鈉蒙脫石)組成的粘土礦物-溶解鐵-微生物的復(fù)雜體系發(fā)現(xiàn),微生物還原體系中Fe(Ⅲ)的速率和還原量與粘土礦物的含鐵量成正比。本論文通過研究粘土礦物,溶解鐵和微生物以及有機(jī)酸共存的多因子復(fù)雜體系對(duì)Cr(Ⅵ)還原反應(yīng)的過程發(fā)現(xiàn),富鐵粘土礦物-溶解態(tài)Fe(Ⅱ)體系與微生物MR-1共同作用下可以最大程度的提高Cr(Ⅵ)還原的速率和還原量,對(duì)于類似地下水這樣一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境中的鉻污染的治理具有重要的啟示意義。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P579;X523
【圖文】：

污染以及 Cr(III)沉淀難回收等缺點(diǎn)，而生物法則相對(duì)物理和化學(xué)方法除了成本低和不會(huì)造成二次污染外，還可以做到 1）在未挖掘的土壤下可以通過微生物進(jìn)行原位修復(fù)；2）這個(gè)方法也可以應(yīng)用于較深的地下水位；3）能夠在一段時(shí)期內(nèi)保持 Cr(VI)還原的持續(xù)性；4）污染還原區(qū)域不會(huì)受到破壞等(Viti et al., 2007)，所以微生物在鉻污染修復(fù)方面的應(yīng)用也越來越受到重視。1.1.3 粘土礦物與微生物在鉻污染物轉(zhuǎn)化過程中的重要作用地球上礦物種類繁多，而粘土礦物是地球表面最重要的結(jié)構(gòu)材料之一，對(duì)土壤或沉積物的物理性質(zhì)具有重要的影響(Kostkaetal.,1999)，并且其在自然環(huán)境及地球化學(xué)元素循環(huán)中也扮演了重要的角色，例如：營(yíng)養(yǎng)元素的循環(huán)、植物的生長(zhǎng)、污染物的遷移、有機(jī)質(zhì)成熟以及石油生產(chǎn)等(Stucki, 1988; Stucki, 2005)。粘土礦

路線的具體實(shí)驗(yàn)流程如下：不同形態(tài)的 Fe(II)在微用下還原 Cr(V制備化學(xué)粘土礦物 制備粘土礦物-Fe(II)(aq制備粘土礦物產(chǎn)物定量分析粘土礦物中的結(jié)構(gòu) Fe(II)土礦物-Fe(II)(aq)體系中的 Fe(II)還原 Cr(VI)礦物表征

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本文編號(hào)：2719574