矿区河道钼污染底泥的模拟原位生物修复技术研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:edercito
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近几年来,由于城市交通、工农业生产等人为因素及自然降雨、径流等自然因素的影响,国内外出现大量河道底泥受到重金属钼污染的案例,关于河道底泥重金属污染修复技术的研究也成为河道环境修复领域的热点。底泥中的长期蓄积的重金属钼可被水生生物体吸收利用,参与到生物代谢过程,导致生物危害;重金属钼超过一定含量时,其毒性与Zn(II)及Cr(III)同一级别,会对人体肠胃健康及关节生长造成影响。目前针对钼污染底泥的修复研究还不完善,本课题对比分析原位植物修复技术、原位微生物修复技术、原位植物-微生物联合修复技术的修复效能,筛选出其中对钼污染底泥修复效能较好的修复技术,并针对该技术进行优化,确定一种可行性最高的钼污染底泥原位生物修复技术。本课题筛选出对钼污染底泥有较好修复效能的植物苦草及微生物Serratia marcescens(25%接种量),并设置模拟原位植物修复反应器、模拟原位微生物修复反应器、模拟原位植物-微生物联合修复反应器,对比研究不同模拟原位生物修复技术对钼污染底泥的修复效能。反应器运行结束后,模拟原位植物修复反应器、模拟原位微生物修复反应器、模拟原位植物-微生物联合修复反应器底泥中总钼含量分别下降了27.97%、19.55%、1.05%;底泥中钼的迁移性均降低;底泥可交换态钼含量分别下降为6.05 mg·kg-1DW、11.5 mg·kg-1DW、11.95 mg·kg-1DW。其中,植物修复组仅修复20 d,底泥可交换态钼含量已经达到修复标准;而微生物修复组、植物-微生物联合修复组修复40 d后仍尚未达到修复标准。综合分析,不同钼污染底泥修复方案中修复效能最佳的是以苦草为修复主体的原位植物修复技术。针对钼污染底泥原位植物修复技术,以光照强度、上覆水流速为优化指标进行优化,设置不同反应器(强光照高流速组、强光照低流速组、弱光照高流速组、弱光照低流速组)模拟优化条件,综合对比研究4种优化方案下原位植物修复技术对钼污染底泥的修复效能。修复40 d后,四组反应器底泥中钼的迁移性均降低;可交换态钼含量分别为6.05 mg·kg-1DW、7.50 mg·kg-1DW、7.88 mg·kg-1DW、8.68mg·kg-1DW,其中强光照高上覆水流速条件下,原位植物修复技术对底泥可交换态钼的去除效能最佳。分析底泥的微生物群落组成,四组优化条件下,修复后底泥中的微生物群落组成都发生了一定的改变,但norankfnorankonorankcKD4-96、norankfBacteroidetesvadin HA17始终为优势菌种,资料显示,这几种菌均对重金属有较高的抗性。综合分析,本课题最终确定的钼污染底泥修复技术为强光照高上覆水流速下以苦草为主体的原位植物修复技术。
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