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浅层地下水氯代烃污染天然衰减速率的估算 总被引：1，自引：0，他引：1
天然衰减恢复技术是恢复和控制浅层地下水氯代烃污染的技术之一,如何简便获取可靠的氯代烃衰减速率常数是该技术应用的一个关键。趋势线分析方法是一种简便有效的方法,在污染羽状体稳定的条件下,通过地下水流向上至少3口监测井的资料,能够比较准确地估算出污染物的天然衰减速率常数和生物降解速率常数。某氯代烃污染典型区的应用实例研究表明,该区四氯乙烯(PCE)的天然衰减速率常数和生物降解速率常数分别为0·000925d-1和0·000537d-1,证实该区浅层地下水中的PCE存在天然生物降解,但降解速率比较缓慢。忽略吸附作用的天然衰减容量计算所得出的天然衰减速率常数明显小于实际结果,说明尽管典型区包气带及含水层介质的有机碳含量很少,但它们对PCE的吸附作用不容忽视。 相似文献
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覆膜态Fe（OH）3在厌氧条件下生物降解苯和甲苯的初探 总被引：2，自引：0，他引：2
天然条件下氯代烃的污染经常会与石油烃的污染共存,对于这种混合污染羽的治理,第一步采用粒状铁还原氯代烃,后续利用微生物和第一步产生的副产物生物降解石油烃。苯系物是石油烃中毒性较大、存留时间较长的污染物,本文利用批实验的方法研究了厌氧条件下用Fe(OH)3覆膜于石英砂表面的Fe(Ⅲ)作为电子受体降解苯和甲苯。结果表明,Fe(Ⅲ)作为电子受体时苯和甲苯能够发生厌氧生物降解,经过驯化后苯和甲苯的降解速度明显加快。降解实验表明甲苯的降解速度比苯的降解速度快,苯降解的半衰期是4.02d,甲苯降解的半衰期是3.81d。 相似文献
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以东北某油田石油污染场地多期地下水化学监测数据为基础,分析氯代烷烃自然生物降解中充当第一基质、电子受体、中间产物的水化学组分及相关地球化学参数在污染晕演化的不同时段、不同部位的变化趋势,了解氯代烷烃生物降解的地下水化学响应特征,并以此为依据对污染场地浅层地下水氯代烷烃生物降解程度进行定性评价。结果表明:2010年6月,事故发生约1年之际,在ZK1—ZK3—ZK6纵向剖面上生物降解过程中充当电子受体的水化学组分(SO42–)、第一基质(CH2Cl2、CHCl3)和代表地下水环境的主要理化指标(pH、Eh)从上游到下游均呈递增规律,而相关还原产物(Fe2+、Mn2+、HCO3–)则呈递减规律,这也表明天然微生物降解具有一定的滞后性。2010年6月氯代烷烃天然生物降解评价表明ZK1属微生物降解证据充足;ZK3观测井属微生物降解证据有限;ZK6观测井属微生物降解证据不足。而2011年5月,事故发生约2年之际,封堵污染源后随污染晕中心的向下游迁移,ZK3观测井中生物降解作用逐渐明显,在ZK3—ZK6纵向剖面上地下水化学指标呈现上述响应规律,而ZK1观测井诸多水化学指标经上游未污染地下水的补充更新,逐渐趋向污染前的背景值。 相似文献
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氯代烃(CAHs)是工农业生产中广泛应用的重要化工原料,其处置不当或意外泄漏使其成为土壤和地下水中最常检测出的有毒有害污染物之一,对人体和生态环境危害巨大。生物修复技术因具有绿色、经济、高效和无二次污染等优势,是氯代烃污染治理的理想技术手段。文章在分析CAHs的理化性质、在环境中的迁移特征和生物降解机制的基础上,对实验室小试、中试等不同规模的微生物修复研究实例、联合修复的进展和降解转化机制进行梳理,同时对CAHs污染生物修复技术的影响因素进行概述,最后,对CAHs污染微生物修复技术的研究进行展望,未来应在采用微孔芯片与极限稀释技术开展低丰度降解菌的挖掘与解析、研发太阳能加热-生物原位修复等高效联合修复技术并分析修复效果影响因素等方面开展研究,以期为CAHs污染的高效、绿色治理提供技术支持。 相似文献
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生物降解地下水石油烃会改变地下水环境的水化学组成,因此可以通过分析污染晕中电子受体、生物降解代谢产物以及重要的地球化学参数量值变化获得生物降解的地球化学证据。本次在对某石油污染场地地质、水文地质条件、污染源污染方式调查基础上,根据地下水样测试结果,详细分析了地下水石油烃污染分布特征、污染晕中指示生物降解作用的电子受体、代谢产物以及重要地球化学参数的空间变化规律,研究结果表明:污染场地内存在氧还原、硝酸盐还原、硫酸盐还原等生物降解作用,其中硫酸盐还原是污染场地地下水石油烃生物降解的优势反应; 在沿地下水流向上,TPH浓度、HCO3-浓度和碱度逐渐降低,Eh、电子受体(DO、NO3-、SO42-)浓度逐渐升高; 在垂直于地下水流向上,从中心向两侧各组分也呈相似的变化规律。 相似文献
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利用扫描电镜技术研究纳米Ni-Fe颗粒对四氯化碳快速脱氯的机理 总被引：1，自引：1，他引：0
纳米铁具有高的比表面积和高反应活性,能快速将氯代烯烃还原成无毒氯离子、乙烯和乙烷,但对于氯代烷烃的脱氯仍能产生大量的氯代中间或最终产物,可以通过合成制得纳米双金属提高脱氯速率和减少氯代中间产物。本文利用扫描电镜测得实验室制备的纳米Ni-Fe(2%,质量分数)颗粒直径为20~60 nm,通过批实验方式对纳米Ni-Fe降解四氯化碳的反应动力学性质、产物、持久性能和反应机理进行了探讨。结果表明,纳米Ni-Fe体系主要最终产物为42%CH4和17%CH2Cl2。与铸铁屑和纳米铁相比,纳米Ni-Fe由于催化脱氯加氢,显著提高了氯代烃脱氯速率,同时降低了有毒氯代产物的产量,且Ni作为催化剂不会进入水体引起二次污染。纳米Ni-Fe颗粒在空气中具有很好的稳定性,虽然降解四氯化碳的最终产物CH4与纳米Pd-Fe相比少13%,但由于价格便宜,有望在工程上应用于氯代有机化合物水土污染治理。 相似文献
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地下水有机污染控制及就地恢复技术研究进展（二） 总被引：8，自引：0，他引：8
钟佐燊 《水文地质工程地质》2001,28(4):26-31
本文是关于地下水有机污染控制及其就地恢复技术研究进展概况的第二篇文章，文中介绍石油烃污染地下水的天然生物恢复技术及应用可替代电子受体的石油烃污染地下水就地生物恢复技术的新进展。 相似文献
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某石油污染场地地下水石油烃生物降解的13C、34S同位素证据 总被引：1，自引：0，他引：1
应用稳定同位素技术示踪研究石油烃生物降解作用机理是近年来发展起来的一种有效的新方法。在对某石油污染场地地质和水文地质条件进行详细调查的基础上,分析了场地地下水总石油烃(TPH)、溶解无机碳(DIC)和电子受体(SO24-等)以及稳定C、S同位素等含量的变化规律。研究结果表明:场地地下水不同程度地受到了石油烃类污染,TPH和DIC含量沿地下水流方向逐渐降低,主要电子受体含量和pH相应呈现升高的趋势;场地内污染地下水δ13C值低于未污染地下水δ13C值、且由上游向下游随地下水中DIC含量减少呈逐渐升高的趋势。稳定碳同位素守恒分析结果表明:控制污染场地地下水中DIC含量变化的主要过程为产生CO2的生物降解作用;同时,随着地下水SO24-质量浓度由上游向下游升高,δ34S值逐渐减小。瑞利分馏模型拟合结果证明,场地内发生了以硫酸盐作为电子受体的生物降解反应。 相似文献
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在室内砂槽实验尺度,建立了潜水-微承压含水层中电化学-水动力循环系统下混合氯代烃生物降解的反应迁移模型,求取了混合氯代烃体系中各组分的反应动力学参数,并基于模型探究了含水层性质及工艺参数对该修复过程的影响机制.研究结果表明:（1）增大抽水流量可加快反应速率常数大的污染物降解,同时也会抑制反应速率常数较小的污染物去除.（2）增大电流强度和井内电极对氯代烃的好氧降解和厌氧脱氯过程分别具有促进和抑制作用.（3）含水层非均质性越强,氯代烃降解速率越小,这尤其体现在低渗区,且含水层非均质性对易降解污染物修复效果的影响较小. 相似文献
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为了探究高级氧化技术对土壤中有机氯代烃的氧化降解作用,为ISCO（in situ chemical oxidation）技术体系提供重要的理论依据和数据支撑,考察了热活化过硫酸盐（persulfate,PS）氧化降解不同类型土壤（砂类土壤、黏土类土壤）中挥发性氯代烃污染物（三氯乙烯（TCE）、三氯乙烷（TCA）、顺式-1,2-二氯乙烯（cis-1,2-DCE）、1,2-二氯乙烷（1,2-DCA））的效能;同时,通过硫酸盐与土壤相互作用过程研究,探究了不同土壤介质中有机质和无机组分在过硫酸盐消耗中所占比例。结果表明：在50℃时,热活化过硫酸盐可有效降解土壤中1,2-DCA、cis-1,2-DCE、TCA和TCE,砂类土壤介质中4种氯代烃降解效果依次为25%、89%、5%和61%,黏土类土壤介质中4种氯代烃降解效果依次为35%、86%、8%和63%;4种氯代烃的降解效果从高到低顺序依次为cis-1,2-DCE、TCE、1,2-DCA、TCA,砂类土壤中的氯代烃总体降解效果优于黏土类土壤中氯代烃的降解效果。另外,土壤中过硫酸盐氧化降解氯代烃反应研究发现,砂类和黏土类土壤介质组分中有机质消耗率分别为81.3%和72.6%,铁元素消耗率分别为80.5%和38.6%,表明土壤介质组分与过硫酸盐发生了氧化还原反应,从而导致过硫酸盐自身的大量消耗。由此可知,土壤介质中的有机质、铁元素等矿物质均参与过硫酸盐的消耗过程,且土壤有机质、铁元素与氯代烃之间在消耗过硫酸盐反应上存在竞争关系,土壤组分过多地消耗了过硫酸盐,导致了氯代烃的氧化降解效率较低。因此,针对实际有机氯代烃污染场地,采用过硫酸盐氧化技术进行修复时,过硫酸盐的实际投加量要远高于化学计量值,需充分考虑到土壤组分对过硫酸盐自身的消耗作用。 相似文献
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四氯乙烯在不同地下水环境的生物共代谢降解 总被引：1，自引：0，他引：1
四氯乙烯是地下水中常见的污染物,采用生物方法进行处理的优点是可以实现无害化、无二次污染、处理成本低。四氯乙烯只能在厌氧条件下发生还原脱氯,目前对产甲烷环境下四氯乙烯的降解研究较多,而对较弱还原环境,如反硝化、铁锰还原和硫酸盐还原环境下四氯乙烯的脱氯行为研究甚少。本文采用批实验,研究了在不同地下水环境,包括反硝化、铁还原、硫酸盐还原、混合电子受体和天然地下水环境下四氯乙烯的脱氯性能。结果表明,铁还原环境的四氯乙烯脱氯效果最好,天然地下水环境次之,四氯乙烯的去除率分别达到91.34%和84.71%,四氯乙烯很快转化为三氯乙烯,并可以进一步转化为二氯乙烯,四氯乙烯的降解符合准一级反应动力学方程。在反硝化、硫酸盐还原、混合电子受体环境,四氯乙烯的去除以挥发为主,降解只占很小的比例,且最终的降解产物只有三氯乙烯。地下水中三价铁的存在,对于四氯乙烯脱氯起促进作用;而当地下水中硝酸盐和硫酸盐的浓度较高时,四氯乙烯脱氯受到抑制。 相似文献
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Co-contamination of water with chlorinated hydrocarbons and heavy metals: challenges and current bioremediation strategies 总被引：1，自引：1，他引：0
A. Arjoon A. O. Olaniran B. Pillay 《International Journal of Environmental Science and Technology》2013,10(2):395-412
Chlorinated hydrocarbons can cause serious environmental and human health problems as a result of their bioaccumulation, persistence and toxicity. Improper disposal practices or accidental spills of these compounds have made them common contaminants of soil and groundwater. Bioremediation is a promising technology for remediation of sites contaminated with chlorinated hydrocarbons. However, sites co-contaminated with heavy metal pollutants can be a problem since heavy metals can adversely affect potentially important biodegradation processes of the microorganisms. These effects include extended acclimation periods, reduced biodegradation rates, and failure of target compound biodegradation. Remediation of sites co-contaminated with chlorinated organic compounds and toxic metals is challenging, as the two components often must be treated differently. Recent approaches to increasing biodegradation of organic compounds in the presence of heavy metals include the use of dual bioaugmentation; involving the utilization of heavy metal-resistant bacteria in conjunction with an organic-degrading bacterium. The use of zero-valent irons as a novel reductant, cyclodextrin as a complexing agent, renewable agricultural biosorbents as adsorbents, biosurfactants that act as chelators of the co-contaminants and phytoremediation approaches that utilize plants for the remediation of organic and inorganic compounds have also been reported. This review provides an overview of the problems associated with co-contamination of sites with chlorinated organics and heavy metals, the current strategies being employed to remediate such sites and the challenges involved. 相似文献
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汽油污染含水层中芳香烃的自然去除与生物降解特征 总被引：7，自引：0，他引：7
石油烃污染地下水是一个普遍而严重的环境问题.用砂卵石、中粗砂、细砂、粉砂和粘土等在实验室内按照自然界沉积物层序制作了一个含水层物理模型,具有给水、排水、监测、抽提、淋滤与注入等功能.利用该模型开展石油烃污染地下水的特征研究结果表明,苯、甲苯、乙苯和二甲苯(benzene,toluene,ethylbenzene,xylene;BTEX)各溶解组分能够被自然去除,其中甲苯自然衰减的速率系数为0.057 5～0.150 4 d-1,二甲苯为0.068 3～0.104 6 d,乙苯大约为0.047 8 d,苯为O.017 8～0.040 6 d.甲苯与二甲苯容易被去除,然而苯的去除则需要较长的时间.作为BTEX去除反应的电子受体,溶解氧、硝酸盐在需氧或厌氧条件下具有优先利用的机会,而硫酸盐则缺乏优先利用的机会.BTEX溶解组分浓度的降低,加上电子受体浓度的降低,可以表明含水层存在需氧条件与硝酸盐还原条件下的内在生物降解作用.其意义在于通过增加含水层中电子受体的浓度,将有助于内在生物降解能力的增强,从而能够提高含水层中污染物去除的效果. 相似文献
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Xiaosi Su Hang Lv Wenjing Zhang Yuling Zhang Xun Jiao 《Environmental Earth Sciences》2013,69(6):2091-2101
Biodegradation is one of the main natural attenuation processes in groundwater contaminated with petroleum hydrocarbons. In this work, preliminary studies have been carried out by analyzing the concentrations of total petroleum hydrocarbons (TPH), dissolved inorganic carbon (DIC), dominant terminal electron accepters or donors, as well as δ 13CDIC and δ 34SSO4, to reveal the biodegradation mechanism of petroleum hydrocarbons in a contaminated site. The results show that along groundwater flow in the central line of the plume, the concentrations of electron acceptors, pH, and E h increased but TPH and DIC decreased. The δ 13CDIC values of the contaminated groundwater were in the range of ?14.02 to ?22.28 ‰PDB and ?7.71 to 8.36 ‰PDB, which reflected a significant depletion and enrichment of 13C, respectively. The increase of DIC is believed to result from the non-methanogenic and methanogenic biodegradation of petroleum hydrocarbon in groundwater. Meanwhile, from the contaminated source to the downgradient of the plume, the 34S in the contaminated groundwater became more depleted. The Rayleigh model calculation confirmed the occurrence of bacterial sulfate reduction as a biodegradation pathway of the petroleum hydrocarbon in the contaminated aquifers. It was concluded that stable isotope measurements, combined with other biogeochemical measurements, can be a useful tool to prove the occurrence of the biodegradation process and to identify the dominant terminal electron-accepting process in contaminated aquifers. 相似文献
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Bettina Anneser Florian Einsiedl Rainer U. Meckenstock Lars Richters Frank Wisotzky Christian Griebler 《Applied Geochemistry》2008
The detailed understanding of in situ biodegradation of petroleum hydrocarbons in porous aquifers requires knowledge on biogeochemical gradients, the distribution of individual redox species and microorganisms. The generally limited spatial resolution of conventional monitoring wells, however, hampers appropriate characterization of small-scale gradients and thus localization of the relevant processes. Groundwater sampling across a BTEX plume in a sandy aquifer by means of a novel high-resolution multi-level well (HR-MLW) is presented here. The presence of distinct and steep biogeochemical gradients is demonstrated in the centimeter and decimeter scale, which could not be resolved with a conventional multi-level well. The thin BTEX plume with a vertical extension of only 80 cm exhibited a decline of contaminant concentrations by two orders of magnitude within a few centimeters in the upper and lower fringe zone. The small-scale distribution of sulfate, sulfide and Fe(II) in relation to the contaminants and elevated δ34S and δ18O values of groundwater sulfate strongly indicated sulfate and iron reduction to be the dominant redox processes involved in biodegradation. High microbial activities and biomass especially at the plume fringes and the slope of chemical gradients supported the concept that the latter are regulated by microbial processes and transverse dispersion, i.e. vertical mixing of electron donors and acceptors. Transverse dispersion therefore was suggested to be a driving factor controlling biodegradation in porous aquifers, but not exclusively limiting natural attenuation processes at this site. Broad overlapping zones of electron donors and electron acceptors point towards additional factors limiting anaerobic biodegradation in situ. The identification of small-scale gradients substantially contributed to a better understanding of biodegradation processes and hence is a prerequisite for the development of reliable predictive mathematical models and future remediation strategies. 相似文献
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微生物降解是地下水中有机物自然衰减评估的关键,单体稳定同位素是一种有效的评估方法。在对某油罐泄露场地地下水流场识别的基础上,刻画不同地下水中污染物、微生物及电子受体特征,发现随着与污染源水力联系的减弱,污染物浓度明显减小,微生物群落结构和电子受体氧化还原作用类型与源相似的程度也逐渐减弱,呈现出“污染源-下游源区-下游污染羽-上游源区-侧翼污染羽”的空间变化规律。甲苯、间/对二甲苯碳的同位素标记结果发现,降解程度“侧翼污染羽﹥下游污染羽﹥下游源区”,与电子受体表征降解量的排序相反;该场地微生物降解符合一般化学反应“勒沙特列原理”:污染物浓度越高,降解量越大,但降解程度相对减小。 相似文献
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岩溶含水系统遭受石油烃污染的环境问题十分普遍。相对于多孔含水介质,石油烃BTEX在石灰岩含水介质中的生
物可降解性还不确定。为此,本研究开展了BTEX在石灰石和岩溶地下水介质中的静态微元体实验。经过77天的实验检测
分析,结果表明：（1） BTEX化合物在可利用电子受体溶解氧或硝酸盐存在条件下具有生物可降解性;（2） 向系统中补充
电子受体硝酸盐,具有促进生物降解的作用,其对BTEX的去除率可高达94%;（3） 未发现补充硫酸盐能够促进BTEX生物
可降解性;（4） 甲苯和二甲苯容易被生物降解,但苯的去除具有一定的难度。 相似文献
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Fabien Nex Gerhard Schäfer Jean-Marie Côme Timothy M. Vogel 《Comptes Rendus Geoscience》2006,338(5):297-306
The goal of this study was to develop an innovative chloroethene biodegradation module based on biological, thermodynamical and mechanistic concepts. The biodegradation scheme was based on the postulate that in each part of an aquifer only one degradation mechanism is dominant: the one involving the most energetic electron acceptor. Thus, the selection of the active degradation mechanism was a function of the concentration of different electron acceptors. Modified Monod-type kinetics was used in order to take into account the possible influence of some compounds on the biodegradation of a given organic compound. The numerical model developed was applied to a simple test case, whose results are presented here. To cite this article: F. Nex et al., C. R. Geoscience 338 (2006). 相似文献
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石油类有机物污染是地下水环境领域亟须解决的关键课题.本次研究耦合数值模拟和水文地球化学技术模拟岩溶裂隙含水层中石油类有机物的自然衰减过程并定量计算其自然衰减机制.基于BIOSCREEN模型的模拟计算可知,近30年对流、弥散、稀释等物理过程和生物降解过程对石油类有机物衰减贡献率的平均值分别为31.53%和68.47%,生物降解作用是岩溶裂隙含水层自然修复能力的主要机制.利用质量守恒定律分析水化学（HCO3-、NO3-）和同位素（δ15NNO3、δ18ONO3和δ13CDIC）之间的相关关系可知石油类有机物生物降解贡献地下水HCO3-的平均值为33.93%;石油类有机物生物降解消耗主要电子受体NO3-贡献地下水δ13CDIC的百分率为30.77%且其占总生物降解的90.69%. 相似文献