投菌法原位生物修复复杂有机污染地下水的室内模拟效果研究

论文摘要

随着工农业的迅速发展,有机污染地下水已屡见不鲜,并且地下水受有毒有机污染愈演愈烈。污染地下水的有机污染物主要包括工业原料、中间加工品、半成品以及成品等。由于有机物严重污染,已致使许多地下水资源遭受破坏,失去开采价值和饮用功能。若不及时对这些有机污染地下水进行有效修复,将会产生一系列的环境问题和环境负效应。因此,本课题以吉林市双苯厂污染地下水为研究对象,在室内模拟其地下水环境,采用投菌法对其进行原位生物修复。研究结果表明,吉林市双苯厂污染地下水是一个复杂的污染体系,污染物种类繁多且污染严重,硝基苯浓度达到194.40 mg/L,苯胺浓度达到92.72 mg/L。并最后确定主要目标污染物是硝基苯、苯胺、苯、甲苯和一氯苯。以污染最为严重的硝基苯和苯胺为研究对象,发现天然砂基本不吸附硝基苯和苯胺。模拟污染地下水自然条件下,硝基苯、苯胺、甲苯、一氯苯有一定的自净现象,苯几乎没有衰减趋势。投加降解菌并鼓风曝气后,硝基苯、苯胺、苯、甲苯、一氯苯浓度均急剧下降。硝基苯、苯胺去除率均在80.00%以上,出水浓度均在2mg/L以下。出水苯浓度为17.39μg/L,甲苯0.41μg/L,一氯苯0.73μg/L.其去除率分别可达到88.62%,90.61%,90.24%。这说明投加降解菌并曝气可有效修复复杂有机污染地下水。停止曝气后,硝基苯和苯胺浓度逐渐上升,其平均去除率由曝气时的84.00%降低至74.00%。苯的出水浓度升高至43.81μg/L,去除率降低为71.46%；甲苯出水浓度上升至0.99μg/L,去除率降低为77.34%；一氯苯出水浓度升高至1.21μg/L,去除率降低为86.46%。在曝气阶段,整个地下水系统中溶解氧基本上都在2 mg/L以上,处于好氧环境,上游地区溶解氧浓度平均在2 mg/L左右,下游地区溶解氧平均浓度6.5mg/L左右；硫酸根浓度始终处于平稳状态,平均约230 mg/L；硝酸根浓度在地下水上游地区比较平稳,平均约15 mg/L,下游地区浓度剧增并平稳,平均浓度约55 mg/L。停止曝气后,整个系统溶解氧浓度下降并均匀分布,总体溶解氧浓度在2 mg/L以内；硫酸根浓度整体发生微小变化,变化量约10-30 mg/L；硝酸根浓度急剧下降,尤其是下游地区,其浓度降低至1-4 mg/L。整个系统装置中,脱氢酶活性沿地下水流方向存在着一定的差异,上游区脱氢酶活性略高于中后游地区,说明上游微生物量和生物活性高于中后游。另外说明微生物在改系统中沿地下水水流向有一定的迁移能力,并保持一定的活性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 硝基苯等污染物性质及生物降解研究现状
• 1.1.1 硝基苯、苯胺、苯、甲苯和氯苯的性质及危害
• 1.1.2 硝基苯、苯胺、苯、甲苯和氯苯对地下水的污染现状
• 1.2 国内外地下水污染现状及污染特征
• 1.2.1 国内地下水污染现状
• 1.2.2 国外地下水污染现状
• 1.2.3 国内外地下水的污染特征
• 1.3 混合菌在生物降解中的研究及应用现状
• 1.4 研究目的和意义
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究意义
• 1.5 研究内容和技术路线
• 第二章 实验部分
• 2.1 实验材料与仪器
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验药品与材料
• 2.2 实验设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 污染地下水有机组成分析
• 2.3.2 投菌法原位修复污染地下水室内模拟实验
• 2.4 分析项目与分析方法
• 2.4.1 GC-MS全扫描分析污染地下水
• 2.4.2 HPLC定量分析水样中的硝基苯苯胺
• 2.4.3 苯系物、氯苯的定量测试方法
• 2.4.4 脱氢酶活性测定方法
• 2.4.5 水中溶解氧测定
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 污染地下水有机组成分析
• 3.2 天然砂吸附污染物结果与讨论
• 3.4 室内模拟投菌法原位修复地下水结果与讨论
• 3.4.1 投菌法对地下水中硝基苯和苯胺的去除
• 3.4.2 投菌法对地下水中苯、甲苯和一氯苯的去除
• 3.4.3 电子受体变化
• 3.4.4 脱氢酶活性变化
• 第四章 结论与建议
• 4.1 结论
• 4.2 建议
• 参考文献
• 致谢