鉻污染土壤中Cr(Ⅵ)的微生物還原及Cr(Ⅲ)的穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，每年產(chǎn)生大量的鉻渣，鉻渣的堆存對(duì)土壤造成嚴(yán)重的污染。因此，對(duì)鉻污染土壤亟需治理和修復(fù)。目前傳統(tǒng)的土壤鉻污染修復(fù)方法都有其相應(yīng)的缺點(diǎn)，沒有得到廣泛應(yīng)用，而微生物修復(fù)逐步成為具有潛力的土壤修復(fù)技術(shù)。在前期建立鉻渣堆場(chǎng)污染土壤微生物修復(fù)工藝的基礎(chǔ)上，研究鉻污染土壤中Cr(Ⅵ)的微生物還原特性及cr(Ⅲ)的穩(wěn)定性，為鉻渣堆場(chǎng)污染土壤修復(fù)提供重要的理論依據(jù)。
　　 論文以湖南某鐵合金廠鉻渣堆場(chǎng)鉻污染土壤為研究對(duì)象，研究

2、了鉻污染土壤中土著微生物對(duì)Cr(Ⅵ)的還原能力，確定土壤中Cr(Ⅵ)還原的最佳條件。分別研究了厭氧和好氧條件下土著微生物還原Cr(Ⅵ)的還原特性，確定了土壤體系中主要物質(zhì)體系的氧化還原順序。土著微生物將鉻污染土壤中Cr(Ⅵ)還原成Cr(Ⅲ)后，研究了土著微生物、土壤水分管理及初始pH值等不同土壤條件下Cr(Ⅲ)的穩(wěn)定性及Cr(Ⅲ)的穩(wěn)定機(jī)理。得到如下結(jié)果：
　　 鉻渣堆場(chǎng)鉻污染土壤中土著微生物對(duì)Cr(Ⅵ)具有很強(qiáng)的還原能力，直接

3、向土壤中添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)就可刺激土著微生物活性，進(jìn)行鉻污染土壤的微生物修復(fù)。在溫度為30℃，碳源投加量為8g/L，氮源投加量13g/L，pH值為10的條件下，土著微生物在48h內(nèi)將Cr(Ⅵ)從原來(lái)306mg/kg還原到檢出限以下。
　　 在好氧條件下，Cr(Ⅵ)的還原分為兩個(gè)階段進(jìn)行，36h以前，Cr(Ⅵ)的濃度呈指數(shù)降低，其還原動(dòng)力學(xué)方程為：C=-5.56*exp(t/7.33)＋15338.88(R2=0.995)，36h后，C

4、r(Ⅵ)的濃度呈直線下降，其還原動(dòng)力學(xué)方程為：C=1157.65-14.43t(R2=0.999)。在厭氧條件下，Cr(Ⅵ)的濃度在12h之內(nèi)，幾乎沒有變化，Cr(Ⅵ)幾乎沒有還原，但在12h后，Cr(Ⅵ)的濃度開始降低，其還原動(dòng)力學(xué)方程：C=1776.95－75.825*t＋2.891*t2－0.0388*t3(R2=0.998)。
　　 在整個(gè)好氧條件反應(yīng)體系中，NO3－離子濃度隨培養(yǎng)時(shí)間迅速降低，Mn2＋離子濃度隨培養(yǎng)時(shí)間

5、延長(zhǎng)逐漸增加，SO42－的濃度無(wú)明顯變化，F(xiàn)e2＋濃度先增加再降低，當(dāng)Cr(Ⅵ)消失后，F(xiàn)e2＋又升高。表明Fe2＋的還原與Cr(Ⅵ)的還原密切相關(guān)，在Cr(Ⅵ)的微生物還原過程中，含鐵化合物參與電子轉(zhuǎn)移，將Cr(Ⅵ)還原。Cr(Ⅵ)的還原在NO3－、Mn2＋和Fe2＋還原之后，在SO42－還原之前，各體系的還原順序?yàn)镹O3－-N2＞Mn4＋－Mn2＋＞Fe3＋－Fe2＋＞Cr(Ⅵ)-Cr(Ⅲ)＞SO42－-H2S。
　　 鉻污

6、染土壤得到修復(fù)后，Cr(Ⅵ)還原成Cr(Ⅲ)，經(jīng)過240d的跟蹤檢測(cè)，在土壤初始pH6-10的范圍內(nèi)，滅菌土壤和未滅菌土壤，無(wú)論是干土、干濕交替土壤、還是淹水土壤未檢測(cè)出Cr(Ⅵ)，表明Cr(Ⅲ)穩(wěn)定性強(qiáng)。土壤中Fe2＋和Mn2＋的存在可能有利于Cr(Ⅲ)的穩(wěn)定；土壤中實(shí)測(cè)的氧化還原電位遠(yuǎn)低于Cr(Ⅲ)理論氧化電位值；修復(fù)后土壤中99.86％的鉻以殘余態(tài)存在，此形態(tài)鉻在土壤中穩(wěn)定存在。因此，鉻污染土壤經(jīng)微生物修復(fù)，Cr(Ⅲ)能保持相對(duì)穩(wěn)