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关于微生物土壤重金属钝化剂

关于微生物土壤重金属钝化剂

关于微生物土壤重金属钝化剂

微生物土壤重金属钝化剂属于土壤改良剂技术领域。是利用微生物对土壤重金属污染钝化修复的环保修复技术,主要是通过添加外源物质微生物、PCP降解菌等,将重金属转化为不易溶解、迁移能力或毒性更小的形式,以降低其对农田生态系统的危害风险,

施用本品显著提高土壤PH值、降低土壤镉、铅、砷、锌、铜、汞等的活性,有效降低作物对重金属的吸收积累,同时增加作物对矿质养分的吸收,提高作物茎杆的机械强度,提高抗病性、抗虫性,促进作物高产优质。

目前,国内外在农田土壤重金属污染钝化修复中,使用的钝化剂材料主要包括:(1)粘土矿物,如海泡石、蒙脱土、膨润土、凹土、高岭土等;(2)碳材料,如秸秆炭、黑炭、果壳炭、骨炭等;(3)含磷材料,如钙镁磷肥、羟基磷灰石、磷矿粉、磷酸盐等;(4)硅钙材料,如石灰、石灰石、碳酸钙镁、硅酸钠、硅酸钙、硅肥等;(5)金属氧化物,如氧化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、针铁矿、氧化锰、锰钾矿等;(6)有机物料,如畜禽粪便、腐殖酸、泥炭、有机堆肥等;(7)工业废弃物,如粉煤灰、钢渣、赤泥、污泥等。但在实际农田使用中,上述方案可能给农田土壤带来新的二次污染。

微生物土壤重金属污染钝化修复技术中,避免了给农田土壤带来新的二次污染或破坏土壤结构和理化性质及环境质量,能够有效降低土壤中重金属污染,减少作物对重金属的吸收、富集;不会破坏土壤的物理性质和肥力水平,有一定的增产作用,且制备方法简单,成本低廉。

微生物降解土壤重金属

微生物降解土壤重金属 生物修复技术是土壤重金属修复中最具生命力的方法,而微生物在生物修复技术中有着举足轻重的地位。 随着工业化和城镇化的快速发展,以及化肥农药的大量施用,土壤污染问题日益严重,其中,由于工矿企业的大量排放和化肥中大量存在的重金属,使得重金属污染成为土壤污染的最重要的组成部分之一。重金属在土壤中的一般迁移转化的形式是复杂多样的,并且往往是以多种形式错综复杂地结合在一起他们在土壤中的迁移转化,有以下三种形式:机械迁移和转化,化学、物理化学迁移和转化,生物迁移和转化。重金属污染土壤不同于其他的污染物,它通常具有隐蔽性、不可逆性、滞留时间长、易积累、毒性大等特点,正是由于这些特有性质,对其的修复治理问题一直是研究的一个难点[1]。 利用富集植物随土壤中重金属进行修复是生物修复技术的热点。根据美国国家环保局的定义,广义上的植物修复技术是指利用植物吸收、降解、挥发、根滤等作用固定土壤、沉积物、污泥及地表、地下水中有害有毒污染物的技术。根据其作用过程和机理,植物修复可分为植物稳定、植物提取和植物会发三种形式。在植物修复过程中,利用微生物对重金属的溶解作用,使土壤中溶解态的重金属离子大量

增加,从而增加植物对重金属离子的富集作用 存在于植物根际的微生物在代谢过程中通过产生有机酸和极性离子而改变重金属的存在状态,有利于植物对其的吸收富集而降低土壤中重金属的含量。研究发现,抗重金属细菌在植物根际活动,可以促进重金属在植物体内的积累,从而可以加强植物修复过程[1]。将微生物的活化作用与超富集植物的富集作用结合起来,可以将富集效果达到最高水平,极大地提高植物的富集效率。 要想知道什么是微生物降解请到来进行了解,我们每期都会为大家介绍更多的固体废弃物安全小知识。

微生物对重金属 的去除

微生物处理重金属废水的常规研究进展2010-8-23 来源:谷腾水网点击:37 重金属废水的常规处理方法主要包括:化学沉淀法、离子交换法、蒸发浓缩法、电解法、活性炭和硅胶吸附法和膜分离法等,但这些方法存在去除不彻底、费用昂贵、产生有毒污泥或其他废料等缺点。因此,人们一直致力于研究与开发高效环保型的重金属废水处理技术和工艺。微生物处理法是利用细菌、真菌(酵母)、藻类等生物材料及其生命代谢活动去除和(或)积累废水中的重金属,并通过一定的方法使金属离子从微生物体内释放出来,从而降低废水中重金属离子的浓度。近年来,国际上在微生物处理重金属废水的研究中取得了较多成果,该技术在投资、运行、操作管理和金属回收、废水回用等方面优越于传统的治理方法,展现出广阔的应用前景。我国在微生物处理废水重金属这方面的研究尚处于起步阶段,因此,本文就微生物处理重金属废水的机理及其影响因素做一概述,以期促进国内该领域的研究。 1微生物处理重金属废水的机理 1.1微生物对重金属的吸附作用 微生物的吸附作用是指利用某些微生物本身的化学成分和结构特性来吸附废水中的重金属离子,通过固液两相分离达到去除废水中的重金属离子的目的。生物吸附剂为自然界中丰富的生物资源,如藻类、地衣、真菌和细菌等。微生物结构的复杂性以及同一微生物和不同金属间亲和力的差别决定了微生物吸附金属的机理非常复杂,至今尚未得到统一认识。根据被吸附重金属离子在微生物细胞中的分布,一般将微生物对金属离子的吸附分为胞外吸附、细胞表面吸附和胞内吸附。 1.1.1胞外吸附 一些微生物可以分泌多聚糖,糖蛋白,脂多糖,可溶性氨基酸等胞外聚合物质(extracellularpolymericsubstances,EPS),EPS具有络合或沉淀金属离子作用。如蓝细菌能分泌多糖等胞外聚合物,一些白腐真菌可以分泌柠檬酸(金属螯合剂)或草酸(与金属形成草酸盐沉淀)。Suh等研究发现,当茁芽短梗霉(Aureobasidiumpullulans)分泌EPS时,Pb2 便积累于整个细胞的表面,且随着细胞的存活时间增长,EPS的分泌量增多,积累于细胞表面的Pb2 水平就越高,从最初的56.9上升到215.6mg/g(干重);当把细胞分泌的EPS提取出来后,Pb2 便会渗透到细胞内,但Pb2 的积累量显著减少(最高量仅为35.8mg/g干重)。 1.1.2细胞表面吸附 细胞表面吸附是指金属离子通过与细胞表面,特别是细胞壁组分(蛋白质、多糖、脂类等)中的化学基团(如羧基、羟基、磷酰基、酰胺基、硫酸脂基、氨基、巯基等)的相互作用,吸附到细胞表面。如将酵母细胞壁上氨基,羧基,羟基等化学基团进行封闭,则会减少其对Cu2 的吸收量,表明这些基团在结合Cu2 方面具有重要的作用,这也间接证明了细胞壁上蛋白质和糖类在生物吸附中的作用。 金属离子被细胞表面吸附的机制包括离子交换、表面络合、物理吸附(如范德华力、静电作用)、氧化还原或无机微沉淀等。不同的微生物对不同金属的吸附作用机制不同(表1)。Kratochvil等认为,离子交换是许多非活性真菌和藻类吸附金属离子的主要机理,主要是细胞表面的羧基,其次是硫酸脂基和氨基在生物吸附中发挥了重要作用。Davis等也认为离子交换是褐藻吸附金属离子的主要机制,特别是以前被认为的物理和化学的结合机制都可以用离子交换来解释。细胞表面功能基团中的氮、氧、硫、磷等原子,可以作为配位原子与金属离子配位络合。例如Zn、Pb可以与产黄青霉(P.chrysogenum)表面的磷酰基和羧基形成络合物,溶液中的阴离子(EDTA、SO42-、Cl-、PO33-等)可以与细胞竞争重金属阳离子,形成络合物,从而降低产黄青霉对Zn、Pb的吸附量,这也间接地说明细胞表面对金属离子的吸附确实存在络合机制。关于氧化还原和无机微沉淀的机制也有少量报道。如Lin采用X 射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)以及光电子能谱(XPS)技术,研究了废弃酵母吸附Au3 的过程,发现还原性糖(细胞壁肽聚糖层的多糖水解产物)半缩醛基团中的自由醛基,可以

土壤重金属污染

土壤重金属污染 摘要:随着现代工业的发展,工业排出的污染物越来越多,土壤的重金属污染就是一个例子,土壤污染对人类的身心都造成了巨大的危害。本文主要就土壤重金属的概念、来源种类、特点危害、采样检测、防治修复等方面都做了一定的阐述。 With the development of modern industry, industrial discharge pollutants is more and more, soil heavy metal pollution is one example, soil pollution has caused great harm on human body and mind . This paper discusses the concept, origin of soil heavy metal types and characteristics, sampling testing and prevention harm repair all aspects were discussed as well。 关键词:土壤污染,重金属,危害 据报道,目前我国受镉、砷、铬、铅等重金属污染耕地面积近 2000 万公顷,约占总耕地面积的 1/5,其中工业“三废”污染耕地 1000 万公顷,污水灌溉的农田面积已达 330 多万公顷。例如:某省曾对 47 个县和郊区的 259 万公顷耕地(占全省耕地面积的五分之二)进行过调查。其结果表明,75% 的县已受到不同程度的重金属污染的潜在威胁,而且污染趋势仍在加重。 一土壤重金属污染的定义 重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大,所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属,但是它的毒性及某些性质与重金属相似,所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高,因而一般不太注意它们的污染问题,但在强还原条件下,铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。 土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带入到土壤中,致使土壤中重金属含量明显高于背景含量、并可能造成现存的或潜在的土壤质量退化、生态与环境恶化的现象。[1] 如下图为土壤环境质量标准值(GB15618—1995)单位: mg/kg

重金属钝化技术修复污染土调研报告

重金属钝化技术修复污染土调研报告 一、原位钝化修复技术简介 原位钝化修复,指利用化学、生物等措施改变重金属污染物在土壤中的化学形态和赋存状态,从而降低重金属的生物有效性和迁移性,减少植物对重金属的吸收,主要以化学固定法和微生物修复为代表。鉴于土壤重金属污染常常涉及面积很大,各种工程修复措施的成本过高,因此发展原位钝化方法是目前中轻度污染土壤修复的较好选择。 土壤重金属钝化修复包括固化和稳定化两个概念,其中原位化学钝化修复是向重金属污染土壤中加入一种或多种物质,通过发生吸附、沉淀、离子交换、氧化还原等一系列反应,改变重金属在土壤中的化学形态、赋存状态,其主要目的是降低因土壤环境的微小变化或土壤生物活动而活化的土壤重金属污染物的迁移能力和生物有效性。钝化剂的添加并不能将重金属污染从土壤中去除,但是可以影响其形态分布,通过将可提取态的重金属转化为残渣态,减少土壤重金属污染对环境和人类健康的危害,从而达到修复污染土壤的目的。 图1 农田重金属污染钝化 重金属钝化现在是农田土壤重金属修复的主要技术,近年来研究迅速,专利情况如下图所示。

图2 重金属钝化专利分析 二、技术原理 不同的钝化过程和反应机制将直接影响钝化修复效果。如果钝化修复材料,如石灰等,仅通过改变土壤pH来降低重金属的生物有效性,这种钝化是不稳定的,一旦土壤pH通过缓冲或其他因素降低,那么环境风险又将重现;如果钝化材料通过提高土壤pH和增加吸附量两种作用,土壤重金属的这种钝化作用则相对稳定,其稳定性依赖于土壤及钝化修复剂的缓冲容量和钝化修复剂的吸附容量;如果修复材料通过矿物晶格层间吸附或形成沉淀,钝化效果则依赖于重金属污染物的固液平衡动力学特征及沉淀的溶度积Ksp,其钝化效果也相对持久稳定。 土壤中重金属的钝化过程与添加材料有关,主要包括以下几个方面作用机理: 吸附、沉淀、络合、离子交换和氧化还原等。 (1)沉淀作用 通过向污染土壤中施入石灰等碱性物质,随着pH值的升高,更易于使重金属水溶态形成氢氧化物或者碳酸盐结合态沉淀,并且随着土壤pH值提高,土壤表面负电荷也会增加,增强了土壤对重金属的亲和性,从而降低土壤中重金属迁移性和毒性。 (2)吸附作用和离子交换作用

数学建模A题 城市表层土壤重金属污染分析(基础教资)

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白,在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式(包括电话、电子邮 件、网上咨询等)与队外的任何人(包括指导教师)研究、讨论与赛题有关的问 题。 我们知道,抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他 公开的资料(包括网上查到的资料),必须按照规定的参考文献的表述方式在正 文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺,严格遵守竞赛规则,以保证竞赛的公正、公平性。如有违反 竞赛规则的行为,我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是(从A/B/C/D中选择一项填写): A 我们的参赛报名号为(如果赛区设置报名号的话): 所属学校(请填写完整的全名):重庆交通大学 参赛队员 (打印并签名) :1. 陈训教 2. 范雷 3. 陈芮 指导教师或指导教师组负责人 (打印并签名):胡小虎 日期:2011 年9 月 12日赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号):

2011高教社杯全国大学生数学建模竞赛 编号专用页 赛区评阅编号(由赛区组委会评阅前进行编号): 评 阅 人 评 分 备 注 全国统一编号(由赛区组委会送交全国前编号): 全国评阅编号(由全国组委会评阅前进行编号):

城市表层土壤重金属污染分析 摘要 本文针对城市表层土壤重金属污染做出了详细的分析,对于本题中所提出的问题一,我们利用MATLAB软件对所给的数值进行空间作图,然后分别作出了八种重金属元素的空间分布特征,然后,我们利用综合指数(内梅罗指数)评价的方法,对五个区域进行了综合评价,得出结果令人满意。对于问题二,我们根据第一问和题目所给的数据进行综合分析,得出了重金属污染的主要原因来自于交通区含铅为主的大量排放,和工业区污水的大量排放等等。对于问题三,我们通过对问题一中的八张重金属元素空间分布的图可以看出,发现大多数金属都呈中心发散性传播,同时经过分析,我们发现,如果考虑大气传播和固态传播,很难得出结论,在交通区,由于是汽车尾气造成的传播,发现重金属的传播无规律可循等,所以,我们考虑液态形式的传播,以针对地表水污染物的物理运动过程,以偏微分方程为建模基础,通过和假设和模型参数的估计,得出了可能污染源位置,最后,我们对模型进行了稳定性检验即灵敏性分析和拟合检验,发现在参数变化在10%左右,模型的稳定性良好。最后我们全面分析了模型的优缺点,,最后可以用MATLAB软件得出相应的结果。为更好地研究城市地质环境的演变模式,测定污染源范围还应收集该地区的每年生活、工业等重要污染源的垃圾排放量,地下水流动方向以及每年的生物降解量,降雨量对重金属元素扩散的影响。一但有污染证据,我们可以在该污染源附近沿地下水流动方向设定更多采样点,由此,我们可以构造一个三维公式来计算污染物质浓度的浮动就可以模拟三维空间内的重金属分布影响。 关键字:表层土壤重金属污染 MATLAB 内梅罗指数偏微分方程稳定性检验灵敏性分析地质演变生物降解量

土壤重金属污染综述

重庆文理学院环境管理学课程作业之三 综述报告 题目:土壤重金属污染综述 姓名:冯思特 学号:201204159007 班级:环科2班 成绩:

土壤重金属污染综述 摘要:土壤是生物和人类赖以生存和生活的重要环境。随着工业化的发展、城市化进程的深入,我国土壤环境污染不断加剧。土壤环境质量变化较大,土壤环境污染物种类和数量的不断增加,发生的地域和规模在逐渐扩大,危害也进一步深入。而土壤重金属污染是其中重要的组成部分,由于其不能为土壤微生物所分解,且污染具有蓄积性的特点,土壤一旦遭受污染,就难以在短时间内消除,从而对农产品的产量品质和人类的身体健康造成很大的危害【1,2】。 关键词:现状;来源;特性;修复方法 一.我国重金属污染现状 我国土壤重金属污染形势严峻。近年来,我国土壤重金属污染事件频发,不仅对耕地与农产品质量构成严重威胁,还直接损害了民众身体健康,影响社会稳定【3】。国务院批复的《重金属污染综合防治“十二五”规划》、近期印发的《国务院办公厅关于印发近期土壤环境保护和综合治理工作安排的通知》(国办发〔2013 ] 7号)和《国务院关于加快发展节能环保产业的意见》(国发〔2013]30号)中,都明确提出了攻克污染土壤修复技术和加强试点示范的要求。建设土壤重金属污染治理试点示范工程,加强修复技术体系研究和推广应用,防控和修复土壤重金属污染,提高土壤环境质量,保障生态环境与食物安全,已成为国家重大现实需求。 二.重金属污染主要来源 土壤重金属的来源主要有自然来源和人为干扰输入两种途径。在自然情况下,土壤中重金属主要来源于母岩和残落的生物物质,含量比较低,一般不会对土壤一植物系统生态环境造成危害【4】。人为活动是造成土壤遭受重金属污染的重要原因,在金属矿床开发、城市化建设、固体废弃物堆积以及为提高农业生产而施用化肥、农药、污泥和污水灌溉的过程中,都可能导致重金属在土壤中大量积累。 三.土壤重金属的特性 3.1 重金属在土壤中的沉积 重金属能在一定的幅度内发生氧化还原反应,具有可变价态,因重金属的价态不同,其活性和毒性也不同;重金属易在土壤环境中发生水解反应,生成氢氧化物,也可以与土壤中的一些无机酸反应,生成硫化物、碳酸盐、磷酸盐等。这些化合物的溶度积【5】都比较小,使得重金属累积于土壤中,不易迁移,污染危害范围扩大的可能性较小,但却使污染区域内

土壤重金属污染原位钝化修复技术研究

土壤重金属污染原位钝化修复技术研究 摘要:土壤重金属污染是当今面临的主要环境问题之一,其修复也已成为当前研究的热点问题。本研究首先介绍了重金属污染土壤原位钝化修复技术,并通过实验研究,验证了该技术的实际可行性,最后就该技术钝化的长期稳定性展开了探究,以期能够为土壤重金属污染修复提供理论参考。 关键词:土壤;重金属污染;原位钝化修复技术 近年来,随着现代工农业的发展,我国重金属污染事件频发,严重影响广大群众的身体健康,土壤重金属污染与修复成为人们关注的环境问题之一。目前,在各种土壤重金属污染修复技术中,原位钝化修复技术由于成本低、操作简单易行、并且修复效率高,对于中轻度浓度污染土壤的修复具有较好的应用前景,成为研究的热点。 1.原位钝化修复技术概述 原位钝化修复是指向土壤中投加钝化材料,改变重金属污染在土壤中的化学形态和赋存状态,从而降低重金属的生物有效性和迁移性,减少植物对重金属的吸收,也称为原位固定技术或原位稳定化技术。这种钝化修复方法从成本和时间上能更好地满足轻微、轻度重金属污染土壤的治理要求,尤其满足重金属复合污染土壤修复的要求。因此,针对我国耕地土壤以轻微、轻度重金属污染为主的特点,重金属污染土壤原位钝化修复技术已成为当前我国重金属污染耕地土壤修复技术的研究热点。 纳米材料因其巨大的比表面积和强大的吸附能力被广泛应用到土壤污染修复当中,强酸改性后的纳米碳黑增加了表面C=C和O-H官能团,并引进了O=C -OH、C-O 和CNO 等官能团,应用于重金属Cu、Cd污染过的修复中。但是目前仍然缺乏对纳米材料的土壤环境行为和生态环境风险的研究。 2.原位钝化技术盆栽试验 2.1供试材料 本试验所用土壤为典型棕壤,其pH值为6.65;供试钝化材料为硝酸-高锰酸钾改性纳米碳黑,pH值在5~6左右;供试植物分别选用耐受植物黑麦草和超积累植物红叶菾菜。 2.2盆栽试验 称取500gCd2+污染棕壤于聚乙烯花盆中,每个花盆中的基肥一致,称取尿素2g和磷酸二氢钾4.4g共溶于1L水中,在每个花盆底部托盘浇水120mL,钝化一周后播种。本试验按照以下处理方式进行栽培试验。 A:不添加钝化材料种植黑麦草; B:不添加钝化材料种植红叶菾菜; C:添加2%OBC不种植植物; D:不添加钝化材料不种植材料; E:添加2%OBC并种植黑麦草; F:添加2%OBC并种植印度芥菜。 其中,2%的钝化材料是称取10g改性纳米碳黑(OBC)混入500g棕壤中,搅拌均匀。为区分根际土和非根际土,称取200g混匀后的含2%OBC的棕壤用500目的尼龙布包成半圆形放入花盆中。植物种子均种于尼龙布包裹的土壤中。 2.3分析方法 盆栽土培实验每10d为一个周期,经过10d以后,分别在每个花盆里选取一

微生物治理土壤重金属污染

生物技术修复土壤重金属污染 任课教师:XXX 姓名:XXX 学号:XXX 专业:生物科学基地班 年级:XXX 学院:生命科学学院 成绩______________________

土壤重金属污染 摘要:随着社会经济特别是重工业的发展,土壤重金属污染的形势也越来越严峻。污染治理已成备受关注的焦点。已有许多物理工程、化学修复、生物修复等技术相继涌现。本文就土壤重金属污染的现状、现有生物修复技术做综述。 关键词:重金属污染现状修复技术 Abstract:With the development of social economy especially heavy industry, the situation of soil heavy metal pollution is becoming more and more control has become the focus of the are many physics engineering, chemical remediation, bioremediation technology have article reviews the current situation, the existing soil heavy metal pollution bioremediation technology. Keyword:Heavy metal pollution status quo Technology to repair 前言:随着工农业的发展,土壤重金属污染问题日益严重,土壤中过量的重金属会被植物吸收到体内,通过食物链和生物富集作用对人体健康造成巨大危害。治理土壤环境重金属污染问题已成为当今的研究热点,而物理化学修复手段显然不能快速高效地解决这一难题,生物修复因其廉价、环境友好而备受青睐。[1] 1.现状 国内重金属污染现状 重金属资源是国民经济发展的基础和重要组成部分,一方面重金属资源的开发为我国社会经济的快速发展做出了巨大的贡献,另一方面大量的重金属资源开发活动势必造成严重的重金属污染,尤其是乡镇、个体矿山的开发,由于其各方面的技术、设备简陋,环保意识缺乏等原因对环境的破坏和污染是特别严重,甚至引发严重的环境污染事件,直接威胁到人类的生命安全. 中国的土壤重金属污染已较为严重和普遍,污染源主要是污灌、金属矿开采、冶炼与

土壤重金属污染的微生物效应研究进展_1

重金属污染土壤的治理是当今世界的一大难题,由于土壤中重金属污染是一个不可逆的过程,且土壤中的重金属具有非降解性及难以清除性。采用传统方法修复重金属污染土壤是非常困难和昂贵的[1]。而生物修复法能克服传统方法中的缺点,越来越受到重视[2]。土壤中微生物种类繁多,数量庞大,有的不仅参与土壤中污染物的循环过程,还可作为环境载体吸附重金属等污染物[3]。由于微生物对重金属具有积累和解毒作用的功能,可促进有毒、有害物质解毒或降低毒性,使土壤重金属污染生物处理技术的发展和应用倍受关注。虽然近年来人们已经对土壤重金属污染的微生物效应、微生物学评价及修复机制做了大量的研究,但往往这些研究都是独立进行,缺乏相互之间的联系,造成很多结论的不统一性,对它们的综合评价产生一定的影响。因此,系统综述土壤重金属污染的微生物效应、微生物学评价及微生物的修复作用等方面的研究进展,研究和运用微生物与重金属间的相互关系和作用特点,对重金属污染土壤的微生物修复具有重要的意义[4]。 1土壤重金属污染的微生物效应及毒性 1.1重金属污染对土壤微生物活性的影响 当土壤受外来重金属污染物污染时,微生物为了维持生存可能需要更多的能量,而使土壤微生物的代谢活性发生不同程度的反应[5]86。微生物的代谢商(qCO 2)是微生物活性反应指标之一,它反映了单位生物量的微生物在单位时间里的呼吸作用强度[6]138。土壤微生物的代谢商通常随着重金属污染程 度的增加而上升。Chander 等[7]613研究认为,含高浓度重金属的土壤中微生物利用有机碳更多地作为能量代谢,以CO 2的形式释放,而低浓度重金属的土壤中微生物能更有效地利用有机碳转化为生物量碳,土壤中的重金属含量的高低影响了微生物的呼吸及代谢,进而影响了土壤的呼吸作用。张玲和叶正钱[6]139研究了铅锌矿区污染土壤的微生物活性,在矿口处土壤基础呼吸为33.69mg/(kg ·d ),明显高于其他地段,在远离矿口800m 的地方土壤基础呼吸为24.57mg/(kg ·d ),明显高于对照的4.06mg/(kg ·d ),矿口土壤的土壤基础呼吸和微生物代谢商分别是对照土壤的1.6倍和2.3倍。Fliepbach 等[8]1202也研究认为,代谢商是评价重金属微生物效应的敏感指标,它可以反映出土壤重金属污染程度。 1.2重金属污染对土壤微生物生物量的影响 土壤微生物生物量代表着参与调控土壤中能量和养分循环以及有机质转化所对应生物量的数量,而且土壤微生物碳或氮转化速率较快,可以很好地表征土壤总碳或总氮的动态变化,是比较敏感的生物学指标[8]1201。大量的研究表明,由于土壤重金属污染造成微生物生物量发生变化。Khan 等[9]30研究指出,Pb 污染矿区土壤的微生物生物量受到严重影响,靠近矿区附近土壤的微生物生物量明显低于远离矿区土壤的微生物生物量。Fliepbach 等[8]1201研究结果表明,低浓度的重金属能刺激微生物生长,可增加微生物生物量碳,而高浓度重金属污染则导致土壤微生物生物量碳的明显下降。Khan 等[9]31采用室内培养实验,研究了Cd 、Pb 和Zn 对红壤微生物生 土壤重金属污染的微生物效应研究进展 王彬杨胜翔徐卫红 (西南大学资源环境学院,重庆 400716) 摘 要 文章综述了土壤重金属污染的微生物效应、重金属污染土壤的微生物学评价及微生物的修复机制等方面的研究进展,并对今后土壤重金属污染的微生物修复的研究重点进行了展望。 关键词 重金属污染 土壤微生物 修复 收稿日期:2007-11-28,修改稿收到日期:2008-01-07 第23卷第2期 2008年6月广州环境科学 GUANGZHOU ENVIRONMENTAL SCIENCES Vol.23,No.2Jun.2008 6

土壤重金属污染现状及其治理方法

论文课题土壤重金属污染现状及其治理方法 小组组长12549025 李思远 小组成员12549026 李康 12549028 王鑫 12549030 吴义超 土壤重金属污染现状及其治理方法随着社会的快速发展,土壤重金属污染日益严重。针对此,涌现了许多修复技术,而生物修复前景广阔,正日益受到重视。 现代工农业等快速发展的同时,土壤重金属污染的形势也越来越严峻。其治理方法很多,而生物修复以其无可比拟的优势正受到关注,应用前景广阔。但生物修复仍存在许多问题待解决,如超积累植物吸收重金属的机理还未研究清楚。所有这些,都阻碍了生物修复的大规模应用。 土壤重金属污染是指土壤中重金属过量累积引起的污染。污染土壤的重金属包括生物毒性显著的元素如Cd、Pb、Hg、Cr、As,以及有一定毒性的元素如Cu、Zn、Ni。这类污染范围广、持续时间长、污染隐蔽、无法被生物降解,将导致土壤退化,农作物产量和质量下降,并通过径流、淋失作用污染地表水和地下水。过量重金属将对植物生理功能产生不良影响,使其营养失调。汞、砷能抑制土壤中硝化、氨化细菌活动,阻碍氮素供应。重金属可通过食物链富集并生成毒性更强的甲基化合物,毒害食物链生物,最终在人体内积累,危害人类健康。 1现状 1.1国内

国家环境保护部抽样监测30万公顷基本农田保护区土壤,发现有3.6万公顷土壤重金属超标,超标率达12.1%。 据国土资源部消息,目前全国耕地面积的10%以上已受重金属污染,约有1.5亿亩,污水灌溉污染耕地3250万亩,固体废弃物堆积占地和毁田200万亩,其中多数集中在经济相对发达地区。 据我国农业部调查数据,在全国约140万公顷的污灌区中,受重金属污染的土地面积占污灌区面积的64.8%,其中轻度污染46.7%,中度污染9.7%,严重污染8.4%。 华南部分城市50%的耕地遭受镉、砷、汞等有毒重金属污染;长三角地区有些城市大片农田受多种重金属污染, 10%的土壤基本丧失生产力。 2005年,长三角等地土壤重金属污染严重的情况,曾见诸报端,并引发舆论普遍关注和争议。土壤污染立法迫在眉睫。 对浙北、浙东和浙中的236.5万公顷农用地调查发现,不适合种农作物的农用地面积为47.2万公顷,占20%;浙北、浙中、浙东沿海三个区域中,属轻度、中度与重度重金属污染的面积分别占38.12%、9.04%、1.61%,城郊传统的蔬菜基地、部分基本农田都受到了较严重的影响。 第九届亚太烟草和健康大会中一项名为《中国销售的香烟:设计、烟度排放与重金属》的研究报告称:13个中国品牌国产香烟中铅、砷、镉等重金属成分含量严重超标,其含量最高超过拿大产香烟3倍以上! 2009年8月,陕西凤翔县发现大量儿童血铅含量严重超标,后确认是附近的陕西东岭冶炼公司的铅排放所导致。 1.2国外 英国早期开采煤炭、铁矿、铜矿遗留下的土壤重金属污染经过300年依然存在。1996到1999年间,英格兰和威尔士尝试挖出污染土壤并移至别处,但并未根本解决问题。从20世纪中叶开始,英国陆续制定相关的污染控制和管理的法律法规,并进行土壤改良剂和场地污染修复研究。 日本的土地重金属污染在上世纪六七十年代非常严重。其经济的快速增长导致了全国各地出现许多严重环境污染事件,被称为四大公害的痛痛病、水俣病、第二水俣病、四日市病,就有三起和重金属污染有关。 荷兰在工业化初期土地污染问题严重。从20世纪80年代中期开始,加强土壤的环境管理,完善了土壤环境管理的法律及相关标准。国土面积4.15万平方

【CN110014032A】一种农田土壤重金属污染的修复方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910351179.8 (22)申请日 2019.04.28 (71)申请人 北京建工环境修复股份有限公司 地址 100015 北京市朝阳区京顺东街6号院 16号楼 (72)发明人 王祺 郭丽莉 熊静 李书鹏  何玮淑 宋倩 王蓓丽 阎思诺  (74)专利代理机构 北京三聚阳光知识产权代理 有限公司 11250 代理人 李静 (51)Int.Cl. B09C 1/00(2006.01) B09C 1/08(2006.01) (54)发明名称 一种农田土壤重金属污染的修复方法 (57)摘要 本发明属于土壤保护技术领域,具体涉及一 种农田土壤重金属污染的修复方法。该方法采用 重金属钝化剂与土壤混合均匀,养护后种植第一 农作物,然后种植超富集植物,同时施加重金属 活化剂,再然后施加钝化剂,种植第二农作物后, 先施加重金属钝化剂可以有效降低重金属淋失 风险,同时避免重金属富集于农作物内,而后再 施用重金属活化剂,种植超富集植物,吸收重金 属,降低土壤中重金属的含量,植物根系未覆盖 范围内土壤中的重金属由于重金属钝化剂的存 在保持低淋失风险。本发明采用植物富集技术和 施加重金属钝化剂的方法既可以从根本上去除 重金属的问题,又可以在种植作物时对重金属进 行钝化处理, 提高了土壤的使用效率。权利要求书1页 说明书9页CN 110014032 A 2019.07.16 C N 110014032 A

权 利 要 求 书1/1页CN 110014032 A 1.一种农田土壤重金属污染的修复方法,其特征在于,包括以下步骤, 种植农作物前先将重金属钝化剂与土壤翻耕10-30cm混合均匀,养护12-17天; 春茬时期,种植第一农作物,待所述第一农作物收获后,种植超富集植物,同时施用重金属活化剂; 秋冬茬前收获超富集植物,然后再施加重金属钝化剂,翻耕10-30cm混合均匀,养护12-17天; 秋冬茬时期,种植第二农作物,收获所述第二农作物后,种植超富集植物的同时施加重金属活化剂或休耕至来年春茬前; 其中,所述超富集植物包括香根草、蓖麻、东南景天、龙葵、忍冬或密毛蕨;所述第一农作物包括小麦、蚕豆、玉米或大豆;所述第二农作物包括玉米、大豆、甘薯、谷子、花生或烟草。 2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述钝化剂为改性蛭石、改性生物炭和改性海泡石中的至少一种。 3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述重金属钝化剂的用量为50-150kg/亩。 4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,所述活化剂包括腐植酸、聚天门冬氨酸、聚谷氨酸、衣康酸、山梨糖醇、柠檬酸、微生物菌剂和促根剂; 所述促根剂包括亚氨基二琥珀酸、[9,9-二(2-乙基己基)-9H-芴-2,7-二基]二硼酸和4-硝基苯基-β-D-纤维二糖苷中的至少一种; 所述微生物菌剂包括枯草芽孢杆菌、绿木霉菌、地衣芽孢杆菌、尿素酶芽孢杆菌、酵母菌、假单胞菌中的至少一种。 5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述活化剂中各组分的质量分数为,20-25%腐殖酸、15-20%聚天门冬氨酸、15-20%聚谷氨酸、15-20%衣康酸、8-10%山梨糖醇、8-10%柠檬酸、3-5%微生物菌剂和0.5-2%促根剂。 6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述活化剂的制备方法包括,将25%腐殖酸、20%聚天门冬氨酸、15%聚谷氨酸、20%衣康酸、8%山梨糖醇、8%柠檬酸,干燥、研磨后过筛去杂质,用水溶解,加入0.5%促根剂,混匀分散,喷雾干燥后加入3.5%微生物菌剂,制得粉状重金属活化剂。 7.根据权利要求1-6任一项所述的方法,其特征在于,所述活化剂的用量为3-10kg/亩。 2

土壤重金属污染微生物修复技术浅析

土壤重金属污染微生物修复技术浅析 微生物种类繁多,数量庞大,分布广泛,功能多样,是土壤生命体的有机构成,可作为表征土壤生态环境变化的一个重要指标。微生物修复主要是利用土著微生物或人为投加的特效微生物在特定的条件下吸收、转化、固化或分解土壤、水体中的重金属污染物,改善环境质量、促进生态修复的一种生物措施。是一种低耗、高效、环保安全的修复技术。 微生物修复具有环境友好、安全生态、低耗等优点,是一种健康、经济、可持续的重金属污染修复技术。在汉斯出版社《土壤科学》期刊中,有论文通过文献调研,综述了微生物对重金属污染的修复现状、修复机理、影响因素及强化修复等,以期为重金属污染微生物修复提供参考。 细菌作为微生物中的最大群体,它本身及其产生的各种物质广泛参与水体、土壤、矿渣和沉积物等环境中的多种反应,进而影响诸多元素的迁移转化。许多真菌对重金属具有抗性和吸附性,尤其在重金属污染区域存活的真菌具有较强耐性,对甄选区域优势生物种群具有指导意义。目前,对菌根真菌、大型真菌、酿酒酵母、青霉菌及曲霉菌等修复重金属污染研究较多。另外不同重金属之间的相互作用,微生物去除重金属的能力会随重金属复合的种类及浓度的不同而不同,对其污染的土壤修复具有很高的挑战性。 pH是影响微生物抗重金属能力的重要因素。不同的菌丝体,对重金属的吸附能力受PH 值的影响,菌根真菌在不同的pH环境下生物量会发生显著的变化。随着PH值的降低,重金属的吸附性减弱,从而移动性增强,反之,重金属与OH?生产氢氧化物沉淀,降低金属离子的移动性。但在强碱环境下,金属离子易于OH?形成络合物,其移动性反而增强。在某一浓度微生物对重金属的吸收随外界条件不同而不同,有其最适合的pH条件。

重金属污染的微生物修复及一般性分析

重金属污染的微生物修复及一般性分析 环境科学系陈汉忱苏冠勇汪渝松姜炳棋 摘要:耐受重金属微生物资源的筛选与分子鉴定及抗性研究;SBR工艺去除城市污泥 中重金属的研究;固定化微生物技术及其在重金属废水处理中的应用;汞对有效微生物 的毒性效应。 关键词难受重金属微生物SBR工艺固化微生物技术汞毒性 正文 微生物技术在环境方面的应用越来越广泛并且日益成熟,采用微生物处理重金属污染技术还不是很成熟,下面将从四个方面逐步探讨微生物处理重金属污染技术的可行性、方法、一些具体的应用实例以及一些关键的影响因素。 耐受重金属微生物资源的筛选与分子鉴定&抗性研究 首先应对微生物处理进行预先的筛选和条件最优化试验,而且如有必要,应作微生物重金属抗性研究 [例]吸附重金属离子菌种的筛选及其吸附试验研究 实验步骤:从汽车制造厂排污口采集废水及污泥样品进行富集、分离纯化,筛选出可吸附重金属的菌种。进行吸附实验后测定重金属离子浓度。将一定量的溶液溶解在一定量的去离子水中,用ICP测定其浓度。从上述吸附实验中选择出吸附重金属离子效果最好的菌种。接入到50mL模拟重金属离子水溶液中。在一定条件下进行吸附,测定重金属离子的残留浓度。 实验结果: (1)菌体本身的影响

(2)pH的影响 由图2可以看出,pH值为5时WNO4对于Pb2+的吸附效果最好,其吸附率为97.1%。 重金属抗性形成的可能机制:生物吸附作用在细菌、真菌和藻类细胞上有许多结构组分具有结合重金属的能力,大量研究证实,胞外多糖带有负电荷,可以作为重金属的有效生物吸附剂,阻止重金属离子进入细胞。将动胶菌属的细菌产生的胞外多糖萃取并除去,会大大降低细菌吸附重金属的能力,进而增加其对金属的敏感性;其它蓝细菌、藻类和真菌也可

土壤重金属污染原位钝化修复技术专家徐应明教授访谈录

土壤重金属污染原位钝化修复技术专家徐应明教授访谈录 来源:尾矿处理/尾矿利用/尾矿陶粒/尾矿处理技术/尾矿处理设备-郑州德森环境科技有限公司 中国生态修复网:您好,据有关报道,我国现在受重金属污染的耕地多达3亿亩,约 占全国耕地总面积的1/5。我们赖以生存的土地受到了重金属的污染,但土壤污染究竟有多严重,它给人们的食品安全造成了怎样的严重影响,这是人们迫切所要知道的? 徐应明教授:2014年4月17日国家环境保护部和国土资源部发布了全国土壤镉、汞、 砷、铜、铅、铬、锌、镍8种无机污染物点位超标率分别为7.0%、1.6%、2.7%、2.1%、1.5%、1.1%、0.9%、4.8%。从公布的数据来看,尽管环境保护部和国土资源部都已经开展了全国土壤重金属污染状况调查,但有关农田土壤重金属污染面积究竟多少目前尚无确切统计的公开数据。2012年农业部在财政部专项经费支持下,在全国开展了农产品产地土壤重金属污染状况普查、监测预警、修复示范及禁产区划分等工作,重点摸清全国工矿企业区、大中城市郊区、污水灌区等重点区域农产品产地重金属污染底数,完善农产品产地土壤环境质量档案,建立农产品产地分级管理制度,建立农产品产地土壤重金属监测预警机制,开展修复示范试点及农产品产地禁产区划分试点等工作。希望通过这次普查能够比较准确地获得全国农产品产地土壤重金属污染状况,但由于本次大规模普查仅采集土壤样品,而未实行土壤-农产品一对一采样形式进行调查,因此,最终获得的结果也将与环境保护部和国土资源部获得的结果一样,仅仅是农田土壤重金属污染状况数据,而并不能真实全面地反映农产品重金属污染状况。这是因为全国各地农田土壤类型、酸碱性、有机质含量、耕作制度、降雨等各种因素差异很大,目前的土壤环境质量标准重金属限量值全国是统一的,这就导致重金属超标的土壤农产品不一定超标,如对重金属镉污染,在北方碱性土壤区域或土壤有机质含量高的区域或南方春季多雨季节采样,土壤重金属镉超标,但农产品却不一定超标,特别是在北方碱性土壤区域,在土壤重金属镉超标1-2倍时,种植的蔬菜等农产品不一定超标;在广西等地水稻田土壤轻度镉污染情况下,由于春季多雨,种植早稻的稻米镉超标就不明显,而同样稻田种植晚稻稻米镉超标就很明显。因此,这时采用土壤环境质量标准来判断农产品重金属污染状况就存在很大的不确定性。 所以,农田土壤重金属污染普查的结果,能否真正反映实际情况是受到诸多因素干扰和影响的,好的、准确的普查结果,需要有一个科学合理的普查设计方案、严格和规范的操作规程、严格按照要求的执行力、高水平的实验室分析检测能力、普查成员培训和管理严格到位等等措施的保障。就目前我国农田土壤重金属污染状况来看,湖南、江西、云南、贵州、四川、广西等有色金属矿区土壤重金属污染尤为严重。我国西南地区(云南、贵州、广西等)土壤重金属背景值远高于全国土壤背景值,如镉、铅、锌、铜、砷等。这主要是由于重金属含量高的岩石(石灰岩类)在风化成土过程中释放重金属而富集土壤中的缘故。大中城市郊区以污水灌溉农田土壤重金属污染为主,其中蔬菜,特别是叶类蔬菜超标比较明显,部分地区,玉米和小麦的镉、铅、汞等重金属污染超标也比较明显,但应该注意到对玉米、小麦重金属超标现象仍然需要考虑大气污染源的输入,而不一定全部来自土壤污染。

重金属废水的微生物废水处理工艺

重金属废水的微生物废水处理工艺 一、微生物法治理电镀废水技术 1.主要技术内容 (1)基本原理用从电镀污泥中获得的SR系列复合功能菌,高效还原六价铬为三价铬,三价铬、锌、铜、镍和镉等二价金属离子被菌体富集,再经固液分离,废水被净化,污泥中金属再用微生物或化学法回收,固液分离的上清液可以回用。 (2)技术关键本技术的关键是菌体的培养和“菌废比”的合理调控,这是保证处理水质达到排放标准或回用的重要条件。一般采用厌氧技术培养菌体,培养液可以是生活污水,粪便,高浓度有机废水,也可以人工配制。采用中温发酵技术。根据废水中的金属离子的浓度和培养的菌体的浓度决定“菌废比”,具体情况具体决定。 (3)工艺流程微生物治理电镀废水工艺流程见图9-24。 2.主要技术指标 (1)净化能力本技术对废水成分变化的适应性强,各金属离子浓度的范围为:铬1mg/L~1000mg /L,锌1mg/L~1000mg/L,铜1mg/L~1000mg/L,镍1mg/L~500mg/L,镉1mg/L~500mg/L。本技术不仅能处理单一的金属废水,也可处理混合的金属废水。废水的pH值可在4~8范围内变化。每天处理废水量可达1m3~1000m3以上。 (2)特点利用微生物高效快速还原六价铬,无二次污染,能回收菌泥中的金属,因此,使用周期长,管理方便。如果能利用生活污水、食品加工废水等培养微生物,可以实现以废治废。 (3)出水水质处理后排放水中六价铬、总铬、锌、铜、镍、镉等金属低于国家GB8978-1996污水综合排放标准,见表9-15。

3.投资分析对于日处理100t废水的规模而言,1992年价格为总投资30万元,其中土建15万元,设备10万元,其他5万元。 本技术主要设备使用期可达40年,运行费用约为每吨废水0.20元。 4.主要设备微生物法治理电镀废水技术的主要设备有培菌池,生物反应器,调节池,泵房,沉淀池,消毒池,主控室,化验室等。 二、硫酸盐生物还原法处理含锌废水 硫酸盐生物还原法处理含锌废水其原理是利用硫酸盐还原菌SRB在厌氧条件下产生硫化氢,硫化氢和废水中的重金属反应,生成金属硫化物沉淀以去除重金属离子。 1.废水处理工艺流程见图9-25。

土壤重金属污染论文

土壤重金属污染论文 Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】

姓名:曹兴国 班级:机设c126 学号:125950 土壤重金属污染问题 随着现代工业的发展,工业排出的污染物越来越多,对环境造成的危害越来越严重,土壤的重金属污染就是一个例子。土壤污染对人类的身心都造成了巨大的危害,土壤重金属污染治理已经刻不容缓。 土壤重金属污染是指由于人类活动,土壤中的微量有害元素在土壤中的含量超过背景值,过量沉积而引起的含量过高,统称为土壤重金属污染。污染土壤的重金属主要包括汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)和类金属砷(As)等生物毒性显着的元素,以及有一定毒性的锌(Zn)、铜(Cu)、镍(Ni)等元素。主要来自农药、废水、污泥和大气沉降等,如汞主要来自含汞废水,镉、铅污染主要来自冶炼排放和汽车废气沉降,砷则被大量用作杀虫剂、杀菌剂、杀鼠剂和除草剂。过量重金属可引起植物生理功能紊乱、营养失调,镉、汞等元素在作物籽实中富集系数较高,即使超过食品卫生标准,也不影响作物生长、发育和产量,此外汞、砷能减弱和抑制土壤中硝化、氨化细菌活动,影响氮素供应。重金属污染物在土壤中移动性很小,不易随水淋滤,不

为微生物降解,通过食物链进入人体后,潜在危害极大,应特别注意防止重金属对土壤污染。 四川某乡的重金属污染是众多污染区域、污染类型中的一个案例,是长江上游地区的小规模金属冶炼、加工为主要产业的地区的典型代表。该乡自1989年起发展小高炉炼铜业,这些小高炉均无环保设施,生产采用的原料大部分为冶炼厂的下脚料,含有多种重金属元素。生产中释放的大量烟尘未经任何除尘处理,直接排向空中。经过大气中重金属沉降而造成污染。过量的重金属会引起植物生理功能紊乱、营养失调、发生病变,且重金属不能被土壤微生物所降解,在土壤中不断累积,同时为生物所富集并通过食物链在人体体内积累,进而危害人体健康。 土壤重金属污染的治理有以下几种方法: (1)工程治理。工程治理是指用物理或物理化学的原理来治理土壤重金属污染。主要有客土、换土、翻土和去表土。客土是在污染的土壤上加入未污染的新土;换土是将以污染的土壤移去,换上未污染的新土;翻土是将污染的表土翻至下层;去表土是将污染的表土移去等。淋洗法是用淋洗液来淋洗污染的土壤;热处理法是将污染土壤加热,使土壤中的挥发性污染物(Hg)挥发并收集起来进行回收或处理;电解法是使土壤中重金属在电解、电迁移、电渗和电泳等的作用下在阳极或阴极被移走。工程治理措施效果彻底、稳定,但实施复杂、治理费用高、易引起土壤肥力降低。

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