表面活性剂强化PAHs污染土壤微生物修复的研究进展
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化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2023 年第 42 卷第 12 期污染土壤生物修复技术的进展与工程应用现状房晓宇,卢滇楠,刘铮(清华大学化学工程系,北京 100084)摘要:人类生产和生活中对于污染物的不当处理会导致土壤污染,威胁生态安全、粮食安全和可持续发展。
土壤生物修复利用微生物来降解土壤中的有机污染物、转化重金属污染物价态或者降低其生物可利用度而降低其危害。
伴随现代生物技术的发展,土壤生物修复技术被日益广泛地应用于污染耕地和污染工业场地的修复。
本文从污染物质的转化与利用角度,概述了土壤污染物的主要类型及其所适用的生物修复技术及其进展。
重点综述了生物修复菌株的筛选、土壤微生态分析、生物修复过程强化三方面的最新进展,介绍了生物修复技术在加油站、废弃化工厂的生物修复及秸秆还田中的工程实施案例,分析了土壤生物修复技术应用中存在的问题,如土壤修复效果评估和降解菌剂性能强化等,讨论了土壤生物修复技术的研究方向和应用前景。
关键词:污染土壤;土壤生物修复;废弃秸秆中图分类号:TQ033 文献标志码:A 文章编号:1000-6613(2023)12-6498-09Recent advancements and applications of soil bioremediation techniquesFANG Xiaoyu ,LU Diannan ,LIU Zheng(Department of Chemical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China)Abstract: Soil contamination is often caused by the inappropriate treatment of industrial wastes andmunicipal sewage threatening the safety of environment, food and ecology as well as the sustainability of society. Bioremediation refers to the application of microorganisms to dissociate organic compounds, detoxifying heavy metal ions or reducing their bioavailability. The advancement of biotechnology has empowered technical innovation of bioremediation methods and their applications in the treatment ofcontaminated farmland and wasted plant site. This review starts with a brief introduction to bioremediationtechniques and their applications to three major types of soil contaminants. The applicability of these methods was discussed from the viewpoint of contaminates transformation and utilization. The technical advancement in the selection and screening of degradation microorganisms, molecular biology methods for assessing microbiological ecology as well as novel bioaugmentation principles were detailed. The applications of bioremediation techniques in the treatment of gas stations, abandoned plants and straw mulching were described. The problems in the development of soil bioremediation techniques such as the assessment of soil remediation outcome, formation of high performance degrading microbial consortia wereoutlined, as well as the prospects of soil remediation techniques.Keywords: contaminated soil; soil bioremediation; straw综述与专论DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2023-0046收稿日期:2023-01-10;修改稿日期:2023-02-20。
上海大学2012~2013学年冬季学期研究生课程考试文献阅读报告课程名称:《污染环境生态修复》课程编号:XXX题目:《污染环境生态修复》利用微生物进行有机污染环境的生态修复研究生姓名: XXX 学号: XXX论文评语:成绩:任课教师: XXX XXX评阅日期:利用微生物进行有机污染环境的生态修复学号姓名2013年XX月XX号摘要:微生物修复是环境生物技术的重要部分,近年来在基础和应用研究上取得了较大进展,展示了在实际修复有机污染环境中应用的可能性。
微生物修复是一种高效率、低成本、无污染的生物治理技术,可用于有机污染土壤、水体的生态修复。
关键词:微生物有机污染环境土壤PAHsEcological remediation of organic pollution of the environment bymicroorganismAbstract: Bioremediation is an important part of environmental biological technology and it has achieved great progress in basic research and applied research in recent years, showing the possibility of practical application in remediation of organic pollution environment . Bioremediation is the biological treatment technology of high efficiency, low cost and no pollution, thus can be used for ecological restoration of organic polluted soil and water .Keywords: microbe organic polluted environment soil PAHs1. 引言微生物包括细菌、病毒、真菌以及一些小型的原生动物、显微藻类等在内的一大类生物群体,它个体微小,却与人类生活关系密切,广泛涉及健康、食品、医药、工农业、环保等诸多领域。
解析表面活性剂在污染土壤修复中的应用作者:王鑫史伟玲来源:《科技创新导报》2013年第02期摘要:近年来,在交通运输业和工业不断发展的同时,大量废物直接或是间接地排入到了土壤当中,从而使得土壤污染日益严重,这不得不引起我们的高度重视。
表面活性剂是一种能够对污染土壤进行清洗修复的物质,大量试验结果表明,其在有机物污染和重金属污染的土壤修复中都具有良好的应用效果。
基于此点,本文就表面活性剂在污染土壤修复中的应用展开研究。
关键词:表面活性剂污染土壤土壤修复中图分类号: X53 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)01(b)-0-011 表面活性剂的修复机理分析所谓的表面活性剂具体是指少量加入便可以显著降低溶剂表面张力,且具有良好亲水性、亲油性以及特殊吸附性的一种物质。
正是因为表面活性剂本身具有的这些特性,使其被广泛用于各种污染的修复当中,尤其是在污染土壤修复中的应用更为广泛。
表面活性剂对污染土壤的修复主要是通过增加有机污染物的溶解性,从而使土壤当中的污染物被解吸出来,并随着脱液迁移离开土壤,进而达到对污染土壤的修复目的。
表面活性剂的修复机理实质上就是一个增溶过程,下面就此进行详细介绍。
1.1 增溶机理表面活性剂对有机污染物主要是凭借疏水作用力进行吸附,它的这种吸附能力要远远强于土壤有机质,所以当表面活性剂与有机物污染土壤发生作用后,有机污染物便会从SOM上被解吸出来,并进入到水相当中。
按照表面活性剂与污染物的接触,可将增溶过程分为以下两种:(1)直接增溶。
在该过程中,表面活性剂中的单体先与污染物中的分子相接触,再形成胶束。
当表面活性剂随着洗脱液一并进入到土壤颗粒周围的水相中后,便会与溶解态的污染物发生接触,此时则通过疏水作用对污染物进行吸附,当表面活性剂的浓度超过CMC以后,被吸附的污染物单体将会以污染物为核心形成胶束,随后胶束会在洗脱液中不断扩散,最终便会携带污染物迁移出被污染土壤。
环境保护与循环经济石油污染土壤微生物修复研究进展付保荣I 刘述凤I 鄢雨朦I 张润洁I 郭宏伟**2收稿日期:2020-11-08;修订日期:2021-03-15。
作者简介:付保荣,女,1965年生,教授,主要从事环境生物学、污染生态及流域生态环境安全等方面的研究工作。
*通讯作者:郭宏伟,女,1976年生,高级工程师,主要从事土壤、地下水污染防治和生态保护的监督管理,土壤、地下水污染防治科研课题研究,建设用地土壤污染状况调查,污染地块管理及修复工作,E-mail : ****************。
基金项目:国家重点研发计划项目(2018YFC1801205 )。
(1.辽宁大学环境学院,辽宁沈阳110000; 2.鞍山市生态环境事务服务中心,辽宁鞍山114000)摘 要:土壤中石油类物质达到一定浓度不但会对土壤的原有生态系统造成破坏,而且会对人体机能带来一定影响。
采用微生物修复石油污染土壤是一种安全高效的治理技术,主要包括生物强化技术、生物刺激技术、生物通风技术、固定化微生物技 术以及植物-微生物联合修复技术。
微生物修复技术优点在于投资小、见效快、能耗低、无二次污染产生,属于环境友好型治理技术。
微生物修复技术在实际应用中存在一些不足,如风险的不确定性。
重点对国内外微生物修复技术的研究成果以及研究进展进行梳理,并对未来发展进行了展望O关键词:石油类污染;污染土壤;高效降解菌;微生物修复Abstract : Reaching a certain concentration of petroleum substances in the soil will not only damage the original e-cological system of the soil, but also have a certain impact on human functions. The use of microorganisms to re mediate petroleum - c ontaminated soil is a safe and efficient treatment technology , which mainly includes : bio-enhancement technology , bio -stimulation technology , bio -ventilation technology , immobilized microorganism technology , and pl a nt-microbe joint remediation technology. The microbial remediation technology has the advan tages of low investment , quick results , low energy consumption , and no secondary pollution. It is an environmen tally friendly treatment technology. However , microbial remediation technology has some shortcomings in practical applications , such as the uncertainty of risk. This article focuses on the research results and research progress of microbial remediation technology at home and abroad , and prospects for future development.Key words : petroleum pollution ; contaminated soil; efficient degrading bacteria; microbial repair中图分类号:X53 文献标识码:A 文章编号:1674-1021(2021)03-0054-071引言石油在勘探、开采、运输、提炼、存储、使用等过程中会因为管理不当或发生突发事故等导致石油污 染,对环境造成既长远又严重的危害。
自身属性、土壤吸收污染物和清洗剂的能力都会影响到最终的修复效果。
但在通过使用一些表面活性剂去处理有机污染化合物时,它的亲水性以及可利用性都能得到明显提高,因此在对有机污染土壤进行化学修复时,经常会选择使用这类表面活性剂。
现如今,市面上流通的用于修复污染土壤的表面活性剂类型众多,但在进行实际修复工作中,如何选用何种表面活性剂进行修复,还是要科学依据实际情况进行确定。
例如,在选用价格合适的活性剂的同时还应具备良好的生物降解能力,以及较小的表面张力和较低的临界胶束浓度。
经研究证明,在对遭受有机污染的土壤进行修复时,动植物和微生物中的天然表面活性剂对于处理土壤中有机污染物的效果更为显著,而且这种活性剂更加容易被降解,因此发展前景更为广阔。
1.2 有机污染地下水的化学修复1.2.1 有机黏土法有机黏土法主要是通过向地下水中加入人工合成的有机黏土,通过黏土自身具备的吸附作用,在进入地下水层后,它会将有机污染物吸附到自身从而达到清洁地下水中有机污染物的目的。
具体过程主要为:首先在蓄水层中加入表面活性剂,在该区域中能够形成一个有机粘土矿区域,然后使得该区域逐渐具备一定的吸附能力以拦截可能进入到地下水层中的有机污染物,防止它对地下水带来污染。
最后,通过利用该活性剂的吸附作用,这些有机污染物将会聚集在这个区域里面,紧接着就可以进行下一步的降解富集,从而彻底清除这些污染物。
1.2.2 电动力化学修复技术电动力化学修复技术的原理是把电极插入受污染水体中,0 引言现阶段,我国部分地区土壤及地下水遭受有机污染现象十分严重,这给该区域的居民日常饮食、居住、生活等构成了明显的安全威胁。
导致土壤及地下水中的有机污染物产生的来源主要有两种,一种是在自然状态下自然生产的有机污染物。
一般来讲,自然界中存在的地质连接层,这一连接层会长期和地下水相接触,自然而然就会产生各种各样的有机污染物,这些污染物中最主要成分为腐殖酸,它们存在的时间越长,对于土壤造成的污染就愈发严重[1-2]。
表面活性剂修复污染土壤的应用进展唐冰;安燕;白玉琦;汤钦元【摘要】简要介绍表面活性剂的基本概念及结构特点,以表面活性剂的性质为出发点详细阐述了表面活性剂修复污染土壤所特有的作用机制,综述了阴离子、阳离子、非离子表面活性剂与表面活性剂复配在土壤污染修复中的国内外应用研究进展,以期为今后的土壤修复工作提供参考,并对表面活性剂在土壤修复领域的发展方向进行了展望.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2018(047)011【总页数】5页(P2475-2478,2483)【关键词】表面活性剂;土壤污染;淋洗;修复【作者】唐冰;安燕;白玉琦;汤钦元【作者单位】贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳 550025;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳 550025;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳 550025;贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳 550025【正文语种】中文【中图分类】TQ423.9;X53近年我国工农业经济发展迅速,产生了大量“三废”,其不合理排放已导致全国范围内的土壤污染问题,特别是重金属和有机物污染情况严峻[1-2]。
污染物一旦进入土壤就容易累积起来,且具有隐蔽性、不可逆性、持久性等特点,治理难度大,对动植物体及土地生态系统构成了极大威胁[3]。
我国治理土壤污染的工作开始较晚,尚在探索阶段[4-5],因此关于土壤修复的研究工作具有重要意义。
国内外已形成的土壤污染修复技术主要包括生物修复、物理修复、化学修复及联合修复[6]。
化学修复相对比较成熟,在化学淋洗修复中由于表面活性剂的特殊结构及功效,使其在土壤修复中具有高效经济、操作方便等特点,在土壤污染修复领域备受关注,是一种理想的修复手段。
1 表面活性剂修复污染土壤基本原理表面活性剂是一种加入少量就能使溶剂的表面张力显著降低,体系界面状态发生变化从而产生润湿、分散等作用的化学物质。
按在水溶液中解离后具有的表面活性作用部分的电性,表面活性剂有如下4类:阴离子型表面活性剂(肥皂)、阳离子型表面活性剂(铵盐)、两性表面活性剂(氨基酸类)和非离子表面活性剂(聚乙二醇)[7]。
河南省土壤污染情况及相关修复技术-土壤污染论文-农学论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——河南省地处我国中东部,是优势农产品小麦、玉米的适宜种植区。
小麦、玉米常年播种面积分别超过467万、200万hm2,年总产量占全国的20%。
随着工业的发展,城市垃圾的无序堆放、农药化肥的大量施用无疑增加了土壤污染的风险。
由于过去对环境保护不够重视,土壤污染形势已十分严峻。
已危及到食品安全、人体健康、生态安全和农业可持续发展。
1、河南省土壤污染现状1.1土壤的重金属污染重金属是环境中一种作用较为持久的污染物,人类的生产和生活活动是造成重金属污染的主要原因。
它毒性大、难降解的特点,使其对人和其他生物有很大的危害。
造成重金属污染的主要原因有金属矿产开采、城市垃圾填埋场。
而生态系统中的绝大部分重金属都是通过土壤介质传递的,土壤环境不仅是重金属污染物迁移的媒介,也是其发挥效应的主要场所。
因此,目前对土壤重金属污染的研究备受关注。
杨蕾等对河南省滑县、武陟县、安阳县、新乡县和延津县等5个县土壤中汞、砷、铅、镉、铬、铜、锌、镍等重金属污染现状进行了调查。
调查结果显示5个农产品基地县的土壤均不同程度的受到重金属的污染,其中滑县重金属Cd、Cr污染指数最大,综合污染指数也较大;安阳县重金属Cu、Ni综合污染指数最大;武陟县重金属Hg 污染指数最高,Zn和Ni污染指数次之;综合污染指数结果以新乡县为最低。
杨柳等通过单指数评价和综合指数评价的方法对河南省的10个城市,郑州市、开封市、洛阳市、登封市、平顶山市、焦作市、安阳市、新乡市、三门峡市和济源市土壤重金属污染情况进行分析。
10个城市的土壤质量差别较大:重金属污染总体属清洁尚清洁的城市有1个,占调查城市的10%;轻度污染的城市共7个,占调查城市数的70%;中度污染的城市共2个,占调查城市数的20%;无重度污染的城市。
总体来看,虽然河南省部分城市的土壤重金属污染程度不大,但是达到中度污染的区域应引起重视并进行治理,无污染及轻度污染的地区也应采取措施控制污染范围的扩大,保证农业生产及居民的生命安全。
Tween 80强化-活化过硫酸钠氧化修复多环芳烃污染土壤吉红军;龙涛;陈墙;何跃;林玉锁;余冉;祝欣【摘要】考察了在典型非离子表面活性剂Tween 80辅助增溶作用下,活化过硫酸钠(SPS)对多环芳烃(PAHs)污染土壤的氧化修复性能。
研究结果表明,室温下10%(20 g·L−1)的Tween 80对PAHs的平均洗脱效率达到37.8%,连续淋洗样品4次,PAHs 平均解吸率可达89.5%以上。
当使用柠檬酸(CA)络合硫酸亚铁为活化剂时,在84 mmol·L−1 SPS浓度条件下,将反应Fe(Ⅱ)浓度由0.84 mmol·L−1增加至4.2 mmol·L−1,PAHs的平均去除率可从64.3%提高至73.5%。
但当Fe(Ⅱ)浓度继续增大时,PAHs的去除率反而降低。
固定SPS与Fe(Ⅱ)摩尔比为20:1,当SPS浓度持续增加至168 mmol·L−1时,总PAHs的平均去除率可提高到86.1%,之后SPS浓度对PAHs的去除率无显著影响。
在活化SPS体系中添加0.25%的Tween 80后,与不加Tween 80的反应系统相比,PAHs平均去除率提高约14%。
最终优化结果显示,在0.25%Tween80,42 mmol·L−1 SPS,2.1 mmol·L−1 Fe(Ⅱ)浓度条件下,受污染土壤中PAHs平均去除率可达到90.0%。
因此,Tween 80强化过硫酸钠可作为PAHs污染场地氧化修复的有效手段。
%In this study, the capabilities of typical non-ionic surfactant Tween 80 and activated sodium persulfate for the oxidation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in soil were investigated. The mean PAHs desorption efficiency of 37.8% was obtained when 10% (20 g·L−1) Tween 80 was used and it increased to 89.5% after 4 times of soil washing. When citrate complexed ferrous sulfate was chosen as an activator and the Fe(Ⅱ) concentration increased from 0.84 mmol·L−1 to 4.2 mmol·L−1 coupled with 84 mmol·L−1 SPS, the PAHs degradationefficiency increased from 64.3% to 73.5%. However, the PAH removal efficiency would then be suppressed if the Fe(Ⅱ) concentration was continuously elevated. When SPS to Fe(Ⅱ) molar ratio was fixed as 20:1, the increase of the SPS concentration up to 168 mmol·L−1 caused as high as 86.1% of the total PAHs removal rate, which would not be further enhanced with increasing SPS concentration. The presence of 0.25% Tween 80 would increase the PAHs removal rate by 14%. The optimization results showed that the PAHs removal rates of as high as 90.0% could be achieved when the concentrations of Tween 80, SPS, and Fe(Ⅱ) were 0.25%, 42 mmol·L−1 and 2.1 mmol·L−1, respectively. Thus, the activated SPS can be applied to effectively oxidized and removed soil PAHs and the efficiency can be improved with the addition of Tween 80. The Tween 80 coupled SPS oxidation will be an effective technique for PAHs removal from soil.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2016(067)009【总页数】9页(P3879-3887)【关键词】多环芳烃;活化;吸附;表面活性剂;氧化修复【作者】吉红军;龙涛;陈墙;何跃;林玉锁;余冉;祝欣【作者单位】东南大学能源与环境学院,江苏南京 210096;环境保护部南京环境科学研究所,江苏南京 210042; 国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室,江苏南京 210042;环境保护部南京环境科学研究所,江苏南京 210042; 国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室,江苏南京 210042;环境保护部南京环境科学研究所,江苏南京 210042; 国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室,江苏南京 210042;环境保护部南京环境科学研究所,江苏南京 210042; 国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室,江苏南京 210042;东南大学能源与环境学院,江苏南京 210096;环境保护部南京环境科学研究所,江苏南京210042; 国家环境保护土壤环境管理与污染控制重点实验室,江苏南京 210042【正文语种】中文【中图分类】X53引言多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbon,PAH)是指由两个以上苯环以稠环形式相连的持久性难降解有机物,具有致癌、致畸、致突变性。