微生物成矿技术在环境砷污染治理中的应用研究进展

近年来,微生物成矿技术成为环境污染治理领域研究热点之一。结合典型矿化菌与砷的成矿关联规律对微生物成矿作用固定砷的机制及环境污染治理中的应用进行归纳:(1)环境中的碳酸盐矿化菌、铁锰氧化菌及硫酸盐还原菌可通过诱导成矿的方式,直接促进含砷矿物的形成或生成其他矿物间接吸附砷,通过对砷的成矿产物和成矿因素分析,揭示微生物成矿机理、特征及形成条件;(2)总结了国内外应用微生物成矿技术处理水体和土壤中砷污染的研究,利用微生物成矿技术可降低水体及土壤中溶解性或可提取态砷浓度、减少砷的生物可利用性;(3)微生物对重金属的成矿作用受环境因素影响,环境中砷的初始浓度、共存金属离子、pH、温度、营养盐浓度等均会影响微生物成矿的效率。加强微生物成矿过程微界面反应机制研究,并筛选重金属耐性和成矿能力强的微生物以提高成矿效率,同时研究成矿作用固定的砷在环境中的溶出和迁移规律进而减少矿物中砷的再次溶出,将成为未来该领域的重点研究方向之一。     

直叶片达里厄风轮流场非定常数值计算

为了提高达里厄风轮复杂内部湍流流场的认知程度,采用非定常k-ω湍流模型和滑移网格技术,对采用NACA0012翼型的直叶片达里厄风轮的空气动力流场进行二维数值研究,分析叶片流场、叶片动力矩特性、转速对风轮流场的影响规律.叶片流场研究结果给出了叶轮不同时刻、不同位置的流场,揭示叶片攻角随方位角的变化规律为非简单地遵循正弦曲线.动力矩特性曲线揭示叶片在90°方位角时产生最大力矩值,在下盘面动力矩极小并接近于0甚至为负值,证明攻角均极小.比较同一风速、不同转速下的流场发现,随着转速增大,内流场风速逐渐减小;比较动力矩曲线发现,随着转速增大,上盘面动力矩最高值先增大后减小,存在最大值;下盘面动力矩极低值逐渐减小且范围变广.计算结果与试验结果的对比证明,滑移网格技术和湍流模型的模拟计算能够较好地反映直叶片立轴风轮流场特性.     

水旱轮作下钛石膏对土壤砷铅有效性的影响研究

通过模拟水旱轮作盆栽试验,研究了不同添加量(0.15%和0.30%)下实际钛石膏材料(ATG)和模拟钛石膏材料(二水硫酸钙和氧化铁按质量比7∶3和9∶1混合配制,分别为TG7和TG9)对砷(As)铅(Pb)复合污染土壤的钝化修复效果,并考察了钛石膏材料对青菜(旱地)和水稻(水田)积累As、Pb的影响。结果表明:钛石膏材料的添加使旱地土壤pH(5.22)降低了0.11～0.49个单位,水田土壤pH(6.35)降低了0.27～0.69个单位,但均未对作物产量产生影响。钛石膏材料并不能显著影响旱地土壤有效态As,但使青菜地上部As含量平均降低了39.2%;使水田土壤中的有效态As含量(11.96 mg·kg~(-1))平均下降了19.9%,同时使水稻糙米中的As含量平均下降28.9%。钛石膏材料显著降低了旱地和水田土壤中有效态Pb含量,分别平均下降12.8%和17.2%,同时使青菜地上部Pb含量平均降低32.5%,使水稻糙米中Pb含量平均降低21.9%。研究表明,钛石膏材料对水田条件下As、Pb复合污染的修复作用强于旱地条件,0.30%添加量的钝化修复效果优于0.15%添加量,且0.30%添加量的模拟钛石膏材料TG7对As、Pb复合污染农田土壤的修复效果最佳。