铬污染农田土壤的绿色还原修复技术研究

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当前对化工厂铬渣处理不当而造成的污染现象屡见不鲜,其中农田土壤的铬污染问题也越来越受到人们的重视。由于农田土壤的特殊性,传统的还原修复技术受到了局限,因此开展铬污染土壤绿色还原修复技术研究具有重要的理论价值和现实意义。本文以沈阳市沈北新区某化工厂铬渣堆附近农田土壤为研究对象,对其中的六价铬土著还原菌进行了分离、筛选、鉴定和还原能力测试,并用还原菌培养液对铬土壤进行了还原修复实验;在此基础之上,结合纳米零价铁对六价铬的还原能力测试及土壤修复实验,创新性地采用土著微生物和纳米零价铁联合修复的方法,对所选铬污染土壤进行了绿色还原修复技术研究。实验结果表明:(1)该土壤中土著还原菌最适合的培养基为LB培养基(5.00g胰蛋白胨、2.50g酵母浸出粉和5.00g氯化钠溶于500mL蒸馏水);(2)从该土壤中分离出1-R、2-W、3-Y和4-Z四种土著还原菌,其中1-R菌为革兰氏阳性菌,2-W和3-Y菌为革兰氏阴性菌,4-Z菌为真菌;(3)当溶液中六价铬浓度≤50mg/L时,五天后四种菌的还原效率相差较大,还原效率从高至低依次为3-Y>2-W>4-Z>1-R;当溶液中六价铬浓度≥100mg/L时,五天后四种菌的还原效率差异较小;(4)按投加量10%(菌液体积与土壤质量之比,mL/g)对土壤进行还原修复,3-Y土著还原菌培养液的修复效果最好,在第30d时土壤浸出液中六价铬去除率达到88%;(5)较高的纳米零价铁粉投加量和较高的反应温度,较低的初始六价铬浓度和pH值有利于溶液中六价铬的还原去除反应;此外,将纳米零价铁粉与活性炭粉掺杂,也有利于溶液中六价铬的去除;(6)在纳米零价铁粉的土壤修复实验中,较高的纳米零价铁粉投加量和更充分的混匀处理,有利于土壤中的六价铬的还原修复;(7)采用土著微生物和纳米零价铁联合修复法对铬污染土壤进行还原修复,最优配比为投加5%(菌液体积与土壤质量之比,mL/g)的3-Y土著还原菌培养液和0.5%(质量比)的纳米零价铁粉;经过60天的还原修复,土壤浸出液中六价铬的去除率达到97.7%。
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