乙醇在地下水硝酸鹽污染去除中的影響因素研究.pdf

1、硝酸鹽是地下水中主要的污染物質(zhì)之一,其來源非常廣泛,主要包括工業(yè)污水、居民生活污水的排放,以及農(nóng)業(yè)含氮化肥農(nóng)藥的使用等。硝酸鹽被人體攝入后,易在體內(nèi)還原成有毒物質(zhì)亞硝酸鹽,危害人類健康。而地下水中的硝酸鹽污染較地表水更難治理,現(xiàn)今利用含水層的土著微生物進(jìn)行生物修復(fù)是一種硝酸鹽去除效果好且成本較低的方法。近年來,生物反硝化的研究多集中于碳源的選擇,本文選取了一種常見的液體碳源乙醇,通過兩組砂柱含水層內(nèi)的穿透實(shí)驗(yàn)和一個(gè)砂槽投注實(shí)驗(yàn),對(duì)微生物

2、利用乙醇作為碳源,增強(qiáng)反硝化作用去除硝酸鹽污染需要的條件,去除過程、去除效果、中間產(chǎn)物的生成積累、相關(guān)環(huán)境化學(xué)的影響進(jìn)行了研究,實(shí)驗(yàn)得出了以下幾個(gè)方面的結(jié)論:
　　(1)地下水環(huán)境中的溶解氧對(duì)微生物的反硝化作用過程并沒有明顯的抑制作用,進(jìn)行反硝化的微生物群落存在著自然選擇。高溶解氧濃度下,好氧型微生物以硝酸鹽和氧氣作為電子受體,去除硝酸鹽的同時(shí)也消耗氧氣;低溶解氧濃度的時(shí)候,好氧型微生物的作用逐漸被厭氧或者兼性厭氧微生物作用取代,

3、僅利用硝酸鹽作為電子受體,在持續(xù)有水源補(bǔ)給的情況下,含水層環(huán)境內(nèi)溶解氧始終保持在天然低濃度狀態(tài)。
　　(2)乙醇作為碳源,硝酸鹽的去除率在砂柱內(nèi)可以達(dá)到100％,砂槽中最高可達(dá)97.8%。微生物反應(yīng)非常迅速,在混合溶液進(jìn)入含水層后即開始反應(yīng)。兩組砂柱實(shí)驗(yàn)混合溶液碳氮比相差近一倍,但是按物料守恒得到實(shí)際參與反應(yīng)的碳氮比非常接近,均值為2.6:1。乙醇去除硝酸鹽的作用是一個(gè)恒定速率的過程,在雙方物料充足的情況下,反應(yīng)速率不隨著兩者的消

4、耗而改變。
　　(3)反應(yīng)過程中,低溶解氧濃度環(huán)境下,亞硝酸鹽在硝酸鹽被還原的過程中產(chǎn)生、積累,隨著硝酸鹽被完全去除而消失,其濃度變化過程符合正態(tài)分布特征。反之,在高溶解氧濃度環(huán)境下,亞硝酸鹽的生成受到抑制。亞硝酸鹽也可以作為電子受體參與反硝化作用。
　　(4)乙醇在反硝化作用中會(huì)產(chǎn)生中間產(chǎn)物乙酸,乙酸也可以作為電子供體參與去除硝酸鹽。在水體中無可利用的電子受體后,過量的乙酸在水體中積累,導(dǎo)致水體pH降低。
　　(5)