Cr(Ⅵ)污染生物修复研究进展

首先介绍了我国Cr(Ⅵ)污染的状况及毒性,然后重点介绍了铬污染生物修复技术的特点以及研究现状,包括铬污染水体的微生物还原、微生物吸附、植物吸附,以及铬污染土壤的微生物还原及植物修复.相对于植物修复而言,微生物在治理Cr(Ⅵ)污染水体及土壤方面都具有非常大的应用潜力,值得进行更深入的研究.     

铬在土壤中环境行为及修复研究进展

重金属铬(Cr)对人体健康造成极大危害,Cr污染土壤修复技术研究对于改善土壤及地下水土环境有重大意义。本文介绍重金属Cr在土壤中的环境行为及其影响因素,揭示Cr在土壤中的环境行为主要包括吸附、迁移、转氧化还原和沉淀溶解等。影响重金属Cr在土壤中环境行为的因素主要为土壤pH值、土壤氧化还原电位(Eh值)、土壤类型及土壤有机质。结合近期研究热点,探究胶体与Cr在协同作用下的迁移机制。在此分析基础上,总结了国内外已有Cr污染土壤的最新修复研究进展并分析其适用性。目前Cr污染土壤修复技术日益丰富,修复材料趋于对环境友好且多样化,但由于大多数修复技术研究停留于试验阶段,对于实际场地中土壤环境的复杂性和多变性,Cr污染土壤修复技术遴选及其应用还需进一步探讨。     

高锰酸钾氧化-电动强化修复Cr（Ⅲ）污染土壤

铬渣污染土壤中三价铬[Cr(Ⅲ)]比例较高,为解决常规电动修复方法对Cr污染土壤中Cr(Ⅲ)去除效率低的问题,提出了高锰酸钾氧化-电动强化修复技术。以配制的Cr(Ⅲ)污染高岭土和国内某铬渣污染场地土壤为研究对象,施加1 V·cm-1直流电压,采用阴极添加KMn O4溶液的形式氧化Cr(Ⅲ),试验运行96 h。试验结果表明:通过高锰酸钾氧化,高岭土配土组的总铬去除效率从对照组的32.4%提高到78.4%,铬渣污染土壤组从对照组的20.9%提高到42.6%,添加KMn O4溶液浓度增加,去除效率提高。在电场作用下,阴极加入的高锰酸钾以阴离子形式在土壤中向阳极迁移,Cr(Ⅲ)以阳离子形式向阴极迁移,部分Cr(Ⅲ)形成沉淀吸附在土壤中。高锰酸钾迁移过程中把部分Cr(Ⅲ)氧化为六价铬[Cr(Ⅵ)],Cr(Ⅵ)以含氧阴离子的形式向阳极迁移,Cr(Ⅵ)迁移性好于Cr(Ⅲ),有效控制了Cr(Ⅲ)形成沉淀,从而促进Cr的去除。研究表明,高锰酸钾氧化-电动强化修复技术能显著提高铬的去除效率。     

铬(Ⅵ)污染土壤电动修复影响因素研究

选用重铬酸钾作为污染物,配制Cr(Ⅵ)初浓度为100mg·kg-1的模拟污染高岭土,用电动技术对铬污染高岭土进行修复试验,研究了电动修复铬污染土壤的可行性及其影响因素,包括工作液体、施加电压、处理时间、含水量以及阴极电解产生的OH-的控制。结果表明,电动修复可以去除土壤中存在的铬,最高去除效率可达97.8%;土壤中六价铬[Cr(Ⅵ)]以含氧阴离子存在,电动修复过程中向阳极区域迁移;控制阴极电解产生的OH-可以提高其去除效率,同时随着施加电压、处理时间、含水量的增加,去除效率增高。     

电镀废铬液的化学絮凝与铬的回收利用研究

通过化学絮凝技术对废铬液进行净化处理、纯化等 ,可得纯度较高的 Cr( )液 ,然后对 Cr( )液在低温下结晶 ,回收为重要的化工原料 K2 Cr2 O7,防治了铬对生态环境的污染 ,实现了电镀污水的零排放     

淋洗法修复铬渣污染场地实验研究

铬渣污染场地已经列为我国土壤污染重点治理对象,急需修复铬渣污染土壤的关键技术.本文通过室内模拟实验,采用振荡淋洗的方法研究了水、EDTA、EDDS、柠檬酸、草酸、盐酸、磷酸、环糊精和十二烷基苯磺酸钠等淋洗剂对铬渣污染场地Cr的淋洗效果,探讨了淋洗剂浓度、淋洗时间、土水比、淋洗次数等对淋洗效果的影响,并研究了不同淋洗剂复合对Cr的淋洗效果以及不同浓度柠檬酸淋洗前后重金属形态的变化.结果表明:水、EDTA、EDDS、环糊精和十二烷基苯磺酸钠对Cr的去除率较低,柠檬酸在浓度为0.5 mol ·L-1、土水比1:20、反应时间为24h、淋洗次数为2次的条件下可以达到最佳淋洗效果,Cr的去除率可达到82.8％;SDBS、EDTA与柠檬酸单独组合顺序或者混合淋洗,都没有增加柠檬酸对Cr的去除率.重金属形态分析表明,柠檬酸淋洗有效地改变了Cr的形态从而达到较高的修复效果.当柠檬酸浓度小于0.25 mol·L-1时,对铬的去除主要以Cr(Ⅵ)为主;当柠檬酸浓度大于0.25 mol·L-1时,对铬的去除主要以Cr(Ⅲ)为主.本文的研究结果为异位淋洗修复铬渣污染土壤提供理论依据.     

铬(VI)污染土壤电动修复影响因素研究

选用重铬酸钾作为污染物,配制Cr(Ⅵ)初浓度为100mg·kg-1的模拟污染高岭土,用电动技术对铬污染高岭土进行修复试验,研究了电动修复铬污染土壤的可行性及其影响因素,包括工作液体、施加电压、处理时间、含水量以及阴极电解产生的OH-的控制。结果表明,电动修复可以去除土壤中存在的铬,最高去除效率可达97.8%;土壤中六价铬[Cr(Ⅵ)]以含氧阴离子存在,电动修复过程中向阳极区域迁移;控制阴极电解产生的OH-可以提高其去除效率,同时随着施加电压、处理时间、含水量的增加,去除效率增高。     

钙基固化剂对钒矿污染土壤固化效果的研究

针对国内外对钒矿污染土壤修复研究少的现状,选择氧化钙、氯化钙、羟基磷灰石三种钙基固化剂对钒矿污染土壤进行固化效果研究。结果表明:在中性环境下,三种钙基固化剂分别在0.5%、1%、2%添加量时,对钒(V)的固化率由高到低依次为氧化钙氯化钙羟基磷灰石,对铬(Cr)的固化效果为氧化钙优于氯化钙和羟基磷灰石;除添加2%氯化钙外,其他固化剂的不同添加量均降低了V的伴生重金属Cd、Cu、Pb、Zn的浸出量;在添加量2%、固化3h时,氧化钙对V和Cr的固化率分别达到99.0%和38.6%;氧化钙固化污染土壤后,V的残渣态比例为22.9%,比固化前提高了76.2%。     

耐铬菌群特性及其修复土壤铬污染的条件优化

[目的]筛选及鉴定了耐铬菌群,以期为土壤铬污染治理提供帮助。[方法]从铬污染土壤中筛选、驯化获得耐重金属铬菌液,经分离纯化得到6株纯菌株,经形态观察、生理生化实验、16S rDNA序列分析和系统发育分析对其进行鉴定,同时用该修复菌液对人为添加重金属铬(Ⅵ)污染的土壤进行修复试验研究。[结果]土壤中添加优势修复菌液,可增加铬(Ⅵ)的还原能力;只添加菌液的寡营养土壤铬(Ⅵ)污染去除率为60.0%～99.5%;添加营养菌液的富营养土壤铬(Ⅵ)去除率为92.0%～99.6%。[结论]修复菌液最适pH为7.5,最适温度为30℃,加入牛粪可以显著加速铬(Ⅵ)的修复效果。     

基于文献计量的Cr污染土壤修复发展历程剖析(2001-2015年)

借助Web of Science,利用文献计量学方法定量分析了2001—2015年15年间发表的与Cr污染土壤修复相关的文献,研究了Cr污染土壤修复在不同时期(2001—2005、2006—2010、2011—2015年)的发展与演变,对比了不同阶段Cr污染土壤修复技术发展的异同点.文献计量分析显示,Cr污染土壤修复历程由早期的以电动力修复、生物修复主导的应用可行性研究,逐渐转向土壤淋洗修复、钝化还原修复以及以筛选修复菌种与修复植物为核心的生物修复技术研究时期,进而向多技术联合修复、新技术和新材料的探索研究阶段发展,学科交叉融合不断增强.Cr污染土壤修复技术3个阶段的研究内容由少至多,由浅入深,材料功能优化和环境友好化日益成为研究的驱动力.历经数十年发展后,以负载和纳米化为特征的新型修复材料制备及应用将成为下一阶段的研究重点,而修复技术的深度融合与地域化适应将是修复技术实际应用中需要突破的瓶颈.     

不同价态铬对土壤碱性磷酸酶活性的影响

【目的】研究不同价态铬对土壤碱性磷酸酶活性的影响,为环境保护以及重金属铬的监测提供理论依据。【方法】以采自陕西杨凌、榆林、黄龙的土娄土、风沙土、褐土为供试土样,采用室内模拟方法,研究了Cr3+(0,250,500,750,1500,2500,5000 mg/kg)、Cr6+(0,500,1000,1500,2000,2500,5000 mg/kg)单一和复合污染条件下,土壤碱性磷酸酶活性的变化规律。【结果】土壤碱性磷酸酶活性(U)随铬含量(C)的增加而降低,采用U=A/(1+B×C)模型(其中A、B为复合参数)可较好地表征土壤碱性磷酸酶与铬含量之间的关系,且拟合方程均达极显著相关;土壤受铬轻度污染的Cr3++Cr6+、Cr3+、Cr6+临界含量分别为17.8,37.9,548.7 mg/kg。【结论】铬明显抑制土壤碱性磷酸酶活性,其中Cr3+的抑制作用明显强于Cr6+,土壤碱性磷酸酶可表征土壤铬污染的程度,铬对土壤碱性磷酸酶的作用机理均为完全抑制作用。     

纳米零价铁修复Cr(Ⅵ)污染土壤的研究进展

随着铬盐生产、金属加工、电镀、皮革等工业活动以及污水灌溉和施用污泥等农业活动的进行,六价铬(Cr(Ⅵ))不断进入土壤中,严重污染土壤环境。纳米零价铁由于其比表面积大、反应活性高及还原能力强等优点,已日渐用于Cr(Ⅵ)污染土壤的修复中。本文概述了纳米零价铁修复Cr(Ⅵ)污染土壤的最新研究进展,总结了主要修复机理及影响因素,最后指出了纳米零价铁修复Cr(Ⅵ)污染土壤的发展前景及研究方向。     

重金属(镉/铬/铅)胁迫对柳杉幼苗生长的影响及其富集特征

为寻求土壤重金属污染的生态修复新树种,采用砂土培养法,研究重金属镉(Cd)、铬(Cr)和铅(Pb)胁迫对柳杉幼苗生长的影响及其富集特征。结果表明:随着重金属胁迫浓度的升高,幼苗苗高及地径生长受抑程度、叶片电导率和丙二醛(MDA)含量也随之变大,尤其是对地径的抑制作用较为明显,300mg/L Pb胁迫下柳杉幼苗生长的增长率较CK低27.28%;柳杉叶片的总叶绿素含量则随重金属胁迫浓度的升高而降低,150mg/L Cr胁迫下柳杉叶片的叶绿素含量最低,为8.66mg/L,较CK差异显著;柳杉根系对重金属Cd、Cr和Pb的吸收作用明显,其富集系数最高,分别达17.71、10.45和6.87,其中Cd和Pb在柳杉植株中的吸收富集量依次为根茎叶,Cr依次为根叶茎;Cr不同胁迫浓度的转运系数均高于Cd和Pb,100mg/L Cr的幼苗转运系数达1.23,能有效吸收转运土壤中的重金属。柳杉对重金属污染具有一定的抗性,可将其作为低浓度重金属污染土壤的生态修复树种。     

重金属污染农地土壤治理的改良剂选择

综述了近几年来有关重金属污染农地土壤治理中降低重金属有效性的改良剂应用研究现状。铬污染土壤的治理主要是把毒性较大、易移动的Cr(VI)还原为较为稳定的Cr(III),应用含高量有机质和Fe(II)的物质有助于加快Cr(VI)的还原;黏粒矿物、碳酸盐、磷酸盐和铁氧化物是土壤中铜污染治理的常用改良剂,其作用机制涉及形成铜的碳酸盐、氢氧化物、与改良剂发生离子交换及与阴离子形成络合物;土壤铅污染治理可通过施用不同的磷化合物来实现,主要涉及离子交换和形成磷氯铅矿类矿物沉淀;锌也可被含磷改良剂和黏粒矿物有效地固定;而土壤砷污染治理最广泛施用的改良剂为含铁物质,主要通过铁氧化物表面的羟基与砷酸根发生交换吸附或形成无定形的砷酸铁盐或不溶性化合物固定砷。     

商洛市茶园产地环境及茶叶重金属 污染风险评价及修复

以陕西省商洛市茶园土壤、灌溉水和茶叶为研究对象,采集了100个土壤样品、33个灌溉水、122个茶叶样品,采用原子吸收分光光度计和原子荧光光度计测定铅(Pb)、镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)、砷(As)的含量,并利用单因子指数法和综合指数法分析重金属污染现状,同时对潜在风险进行评价。结果表明:(1)茶园土壤Pb、Cd、Cr、Hg、As平均含量分别为19.665 0、0.108 1、56.452 7、0.019 6、3.760 4 mg/kg,单因子污染指数均在安全等级范围内,Cd、Pb、As、Hg综合污染指数处于安全水平,Cr达到警戒线;(2)茶区灌溉水Pb、Cd、Cr、Hg平均含量分别为0.002 1、0.000 5、0.007 9、0 mg/kg,实测值均未超出限值,As未检出,5种元素单因子污染指数和综合污染指数都比较低,污染等级均为1级,污染水平为清洁;(3)茶叶Pb、Cd、Cr、As平均含量分别为0.164 9、0.012 6、0.745 9、0.002 2 mg/kg,实测值均未超出限值,Hg未检出,单因子污染指数均小于0.6,污染等级均为1级;(4)石灰对土壤Cd污染修复效果较好,有机肥和钙镁磷肥混合使用对土壤Cr污染修复效果明显。     

农田土壤重金属的污染特征研究

选取镉(Cd)、铬(Cr)、铅(Pb)、砷(As)、汞(Hg)5种重金属分析我国16个地区农田土壤重金属现状,以国家土壤背景值及GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》为参比,运用单因子污染指数和内梅罗污染指数作为农田土壤质量评价指标。结果表明:北方研究区5种重金属含量的变异系数从大到小依次为HgCdPbAsCr,其中Hg的变异系数最高;南方研究区5种重金属含量的变异系数从大到小依次为CdAsPbHgCr,其中Cd的变异系数最高。内梅罗指数法评价结果表明,研究区的土壤重金属污染由大到小依次为CdAsCrHgPb,且南方污染比北方严重。目前的重金属污染修复技术多是针对单一重金属或者少数几种一起修复,多种重金属联合修复技术需要进一步的研究。     

氮、磷、硫对铬超富集植物李氏禾吸收Cr(Ⅵ)的影响

通过水培试验,以用25%Hoagland's营养液培养的植株作为对照,研究无机营养元素氮、磷、硫对铬超富集植物李氏禾吸收六价铬[Cr(Ⅵ)]的影响。结果表明,李氏禾根系对Cr(Ⅵ)的吸收符合系Michaelis-Menten方程,其米氏常数(K_m)为91.84μmol/L。与全素培养条件相比,在缺氮、缺硫条件下,李氏禾的根系吸收位点与Cr(Ⅵ)的亲和力增加,根系分泌物能增加土壤中难溶性铬的活性,从而有利于对Cr(Ⅵ)的吸收;而在缺磷培养条件下,根系分泌物不利于土壤中难溶性铬的溶出,缺磷条件对李氏禾吸收Cr(Ⅵ)存在非竞争性抑制作用。由研究结果可知,适当施用磷肥有利于提高李氏禾对Cr(Ⅵ)污染土壤的植物修复效率。     

铜、铬单一及复合污染对小白菜种子萌发及根长的生态毒性

【目的】研究铜(Cu)和铬(Cr(Ⅵ))单一及复合污染对小白菜种子萌发和根长的生态毒性,为铜、铬复合污染的预测、评价和修复提供依据。【方法】以小白菜"秦白2号"种子为试材,采用培养试验方法,研究铜、铬单一及复合污染对种子发芽率、发芽势、发芽指数及根长的影响。【结果】低含量铜、铬对小白菜种子发芽指标影响不显著,而高含量铜(≥800mg/kg)、铬(≥60mg/kg)对小白菜种子萌发产生显著抑制作用(P0.05)。外源铬含量与小白菜根长抑制率呈极显著线性关系(P0.01);低含量铜(≤200mg/kg)可促进根伸长,而高含量铜对根长产生明显的抑制作用。铜和铬复合污染对小白菜种子发芽及根长抑制率均表现为拮抗毒性,铜对铬毒性效应拮抗作用的大小与铜含量有关。【结论】铜、铬复合污染对小白菜种子的萌发影响不大,但对根长影响明显,建议以种子的根长抑制率作为判断铜、铬最初生物毒性的指标。     

桂林市菜地土壤重金属含量及其风险评价

以产地土壤重金属的含量为依据,应用单因子污染指数法和尼梅罗综合污染指数法及潜在生态危害系数法对桂林市菜地土壤重金属进行污染和风险评价。结果表明:桂林市菜地土壤中铅(Pb)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)、镍(Ni)、砷(As)、汞(Hg)8项重金属的平均含量有铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)、镍(Ni)、砷(As)、汞(Hg)6项低于背景值,只有铅(Pb)和镉(Cd)略高于背景值;菜地土壤中铅(Pb)、铬(Cr)、铜(Cu)、锌(Zn)4项重金属属于低度生态危害,镉(Cd)属于中等生态危害;菜地土壤环境质量处于警戒限,尚清洁。     

硫酸亚铁修复六价铬污染土壤实验研究

针对南京一块经济适用房用地土壤中存在Cr6+超标的问题,先用硫酸亚铁将土壤中的Cr6+还原成Cr3+,再用NaOH进行稳定化处理,最终使土壤中的铬转变成Cr(OH)3,处理后土壤中的六价铬达到了相应标准要求,并且消除了重金属向食物链转移的风险,实验证明该方法能够很好地修复铬污染土壤,使之满足建设住宅的要求。