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氯苯是一种人工合成且广泛应用于工农业生产的有机化合物,它进入地下水环境后很难被土著微生物降解。利用传统的生物强化技术向地下水中注入高效降解菌虽然可以提高降解效率,但微生物通过土壤多孔介质时造成了大量损失,使得降解效果并不理想。固定化微生物技术是近几年广泛应用的水处理技术,由于该技术将微生物包埋在聚合凝胶内部,为微生物提供了一个与外界隔绝的环境,提高了微生物活性和目标污染物的降解效率,增强了生物强化作用。本文针对地下水环境的特点,选择最适用于氯苯污染地下水修复的载体,并针对载体的缺点加以改进,将改进后的固定化微生物应用于动态土柱模拟实验。通过上述研究得出了以下成果:(1)通过实验筛选出的一株氯苯高效降解菌,经形态学和生理生化的分析,初步鉴定该菌株为假单胞菌属。从氯苯降解菌的生长情况,可推测该菌株能够在低温环境下生长良好,并且能够以氯苯为唯一碳源进行生长和繁殖。(2)通过静态因素选择实验,确定了海藻酸钠包埋法固定氯苯降解菌的最佳条件为SA浓度60g/L,交联剂CaCl2浓度30g/L,NaCl浓度20g/L,包埋剂溶液与菌液最佳体积比为2:1;聚乙烯醇包埋法固定氯苯降解菌的最佳条件为PVA浓度80g/L,SA浓度1%,交联剂CaCl2浓度10g/L,NaCl浓度15g/L,包埋剂溶液与菌液最佳体积比为30:1.在上述最佳条件下制备固定化小球,研究小球粒径与氯苯降解率之间的关系,结果表明小球粒径越小,氯苯降解率越大。因此选用实验条件能够制备的最小粒径(0.5mm)的小球。通过对上述条件制备的海藻酸钠(SA)小球和聚乙烯醇(PVA)小球氯苯降解率以及两种小球性能(操作难易、传质性、机械强度、溶胀性)的对比,结果表明SA小球对氯苯的降解率为86.75%,高于PVA小球80.11%,SA小球的制备操作难易程度和传质能力都优于PVA小球,在盐度较低的中性环境下SA小球的溶胀程度小于PVA小球,SA小球耐盐和抗酸碱腐蚀能力也强于PVA小球。因此从上述结果综合考虑,选择海藻酸钠作为固定化氯苯降解菌的最佳包埋载体。但海藻酸钠小球存在溶胀性较大的缺陷,应通过一些方法手段改善海藻酸钠小球的性能,使其在地下水污染修复中得以应用。(3)利用壳聚糖覆膜的方法,对SA小球溶胀程度较大的缺陷进行改进。通过实验,研究壳聚糖醋酸溶液的pH、质量浓度和覆膜时间对固定化小球传质性能和溶胀程度的影响,并综合考虑两种性能在后续模拟土柱实验中的影响,确定壳聚糖对SA小球覆膜的最佳条件为pH=5.2,质量分数为0.8%,覆膜时间为10min。(4)通过动态土柱模拟实验,研究固定化小球在含水层中的迁移能力,得出以下结论:①通过不同含水层介质对固定化小球迁移影响的实验,表明含水层介质粒径越小,固定化小球的迁移越困难,迁移速度也越缓慢。随着时间的增加,模拟柱不同区域内固定化小球的浓度也随之增加,但注入的固定化小球浓度过大影响了小球的迁移能力,导致固定化小球迁移受阻,使部分区域内小球浓度骤减。②通过不同注入小球浓度对固定化小球迁移影响的实验,可知不同注入浓度对A柱(2-5mm粒径)中小球的迁移影响很大,对B柱(1-2mm粒径)中的小球迁移未产生明显影响。注入浓度在0.68g/L以上会造成小球在A柱内迁移受阻,小球浓度在0.50g/L-0.68g/L区间内,比较利于小球在A柱内的迁移。③通过不同地下水流速对固定化小球迁移影响的实验,得出地下水流速越大,越有利于小球在含水层介质中的迁移。④通过固定化小球的迁移对氯苯降解效果的影响实验,对比不同含水层介质中不同取样口氯苯降解率的变化关系,结果表明固定化小球在含水层介质中迁移效果越好,地下水中氯苯的降解效果就越好。⑤通过固定化微生物与游离微生物对氯苯污染地下水的修复效果实验,结果表明固定化微生物具有较快适应环境的能力,对目标污染物氯苯能够在短时间内达到很好的去除效果,降解效果优于游离微生物。