異化Mn(Ⅳ)還原對(duì)難降解有機(jī)污染物的處理效果研究.pdf

1、自然界進(jìn)行的鐵、錳氧化還原過程對(duì)物質(zhì)的地球化學(xué)循環(huán)具有深遠(yuǎn)的意義。發(fā)生在各種厭氧環(huán)境（如沉積物、地球深處的含水層以及淹水水稻土）中的Mn(Ⅳ)氧化物還原是十分重要的地球生物化學(xué)過程，即地球化學(xué)中的Mn(Ⅳ)—Mn(II)循環(huán)過程在很大程度上受微生物轉(zhuǎn)化及酶促反應(yīng)控制。在厭氧條件下，伴隨微生物錳還原過程的進(jìn)行不僅可以使高價(jià)金屬元素還原，而且可改變其金屬元素在環(huán)境中的移動(dòng)性、毒性及放射性，同時(shí)又可氧化降解有機(jī)物，促進(jìn)環(huán)境中的有機(jī)碳代謝。異化

2、金屬還原過程己逐漸應(yīng)用于生物冶金（如錳、鈷、鎳、鈾、金的生物浸?。⒅亟饘匐x子（如鉻、釩、鈷、鎳、鈾、銅、汞等）污染的生物治理以及持久性有機(jī)物污水的生物降解。因此，異化 Mn(Ⅳ)還原過程不僅具有重要的地球化學(xué)意義，而且已顯示出突出的環(huán)境學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用前景。近幾年，人們開始關(guān)注難降解有機(jī)污染物尤其是微量污染物質(zhì)，如藥品和個(gè)人護(hù)理用品(PPCPs)，對(duì)環(huán)境、生物和人類健康的影響，并發(fā)展成全球熱點(diǎn)問題。目前國外已有研究表明，部分微量污染物質(zhì)對(duì)人

3、類及其他生物具有生殖、神經(jīng)等毒理學(xué)效應(yīng)或具有致癌可能性。而傳統(tǒng)的生物、混凝、沉淀、過濾等處理方法對(duì)相當(dāng)一部分物質(zhì)沒有明顯的去除效果。所以，基于異化錳還原理論，本研究提出了利用異化錳還原過程中難降解有機(jī)污染物可充當(dāng)電子供體的理論來研究難降解有機(jī)污染物的一種處理方法。
　　本研究通過對(duì)卡馬西平和雙氯芬酸混合液的液相色譜測(cè)定條件研究、水樣中痕量卡馬西平和雙氯芬酸測(cè)定方法的研究建立了卡馬西平和雙氯芬酸混合液在水樣中的液相色譜測(cè)定方法。通過

4、從嘉陵江沉積物中提取出的微生物作為厭氧生物反應(yīng)器的微生物接種液以及模擬厭氧生物反應(yīng)器試驗(yàn)，測(cè)試了在反應(yīng)器中不外加C源、外加C源（容易被異化金屬還原菌利用的電子供體）和外加MnO2（電子受體）情況下厭氧生物反應(yīng)器進(jìn)出水中卡馬西平和雙氯芬酸的濃度、T、PH、電導(dǎo)率、Mn(II)濃度等指標(biāo)，分析了有菌組和無菌組2組反應(yīng)器對(duì)卡馬西平和雙氯芬酸的處理效果。
　　試驗(yàn)主要結(jié)果與結(jié)論如下：
　　在以乙酸鈉作為C源的情況下，試驗(yàn)所用嘉陵江淡

5、水沉積物中異化還原菌還原Mn（Ⅳ）的能力隨著淹水培養(yǎng)時(shí)間的增加而增強(qiáng)，在淹水培養(yǎng)6.19d時(shí)達(dá)到最大降解速率。
　　在連續(xù)運(yùn)行的厭氧反應(yīng)器進(jìn)水中不加乙酸鈉為微生物可利用的C源時(shí)，有菌組與無菌組反應(yīng)器30d內(nèi)對(duì)卡馬西平的平均處理率分別為25.23％和22.42%，對(duì)雙氯芬酸的平均處理率分別為32.44%和17.57%。方差分析表明在此情況下微生物異化Mn（Ⅳ）還原對(duì)卡馬西平的去除沒有顯著性作用，對(duì)雙氯芬酸的去除具有顯著性作用，且對(duì)雙

6、氯芬酸的去除作用顯著大于對(duì)卡馬西平的去除作用。
　　進(jìn)水中添加0.5g/L乙酸鈉為微生物可利用的C源時(shí)，有菌組與無菌組反應(yīng)器23d內(nèi)對(duì)卡馬西平的平均處理率分別為25.25%和16.09%，對(duì)雙氯芬酸的平均處理率分別為21.77%和7.35%。方差分析表明在此情況下微生物異化Mn（Ⅳ）還原對(duì)卡馬西平和雙氯芬酸的去除均具有顯著增強(qiáng)的作用，且對(duì)雙氯芬酸的去除作用顯著大于對(duì)卡馬西平的去除作用，與不添加乙酸鈉比較，進(jìn)水添加乙酸鈉能使異化錳還

7、原對(duì)卡馬西平的去除作用顯著的增強(qiáng)，而對(duì)雙氯芬酸的去除作用沒有增強(qiáng)效果。
　　進(jìn)水中添加0.5g/L乙酸鈉為微生物可利用的C源和反應(yīng)器內(nèi)添加25.0gMnO2時(shí)，有菌組與無菌組反應(yīng)器29天內(nèi)對(duì)卡馬西平的平均處理率分別為53.89%和40.10%，對(duì)雙氯芬酸的平均處理率分別為24.66%和16.48%。方差分析表明在此情況下由微生物異化Mn（Ⅳ）還原對(duì)卡馬西平的去除具有顯著性增強(qiáng)的作用，對(duì)雙氯芬酸的去除沒有顯著性增強(qiáng)的作用，與不添加M