硫酸盐还原条件下三氯乙烯的降解研究

摘要

挥发性氯代烃是重要的有机溶剂和化工原料,由于生产过程中的不恰当处理及泄漏,使挥发性氯代烃成为最普遍的地下水有机污染物,其中最常见的就是三氯乙烯(Trichloroethylene,TCE)。TCE对环境和人类的健康存在严重威胁,如何有效地降解去除TCE已成为国内外共同关注的热点问题。
　　本实验分别以纯牛奶、玉米汁、乳酸钠和甲苯作为共代谢底物,优选出了能促进TCE降解的最佳共代谢底物;研究了不同硫酸根/TCE质量比条件下硫酸盐还原与TCE降解的关系,硫化物累积情况,及对TCE降解产生明显抑制的硫化物最低浓度;确定了最适宜TCE完全还原脱氯的硫酸盐投加配比。并研究了在反应不同时期投加氯化亚铁以消除硫化物抑制作用的可行性;研究了直接采用硫酸亚铁消除硫化物抑制作用的可行性。
　　研究结果表明:TCE通过还原脱氯发生降解;在本实验中,等质量浓度时,1g/L的乳酸钠是TCE降解的最佳共代谢底物,TCE去除率最大,10天时就已达80.37％, TOC去除率达85.82％;共代谢反应过程均符合一级动力学方程,且反应速率常数大小依次为 k乳酸钠>k甲苯>k玉米汁>k纯牛奶。硫酸盐还原和TCE降解存在相互促进的关系;随着硫酸根和TCE浓度比的增大,TCE的降解性能先增强后减弱,浓度比为20时,效果最佳,TCE降解效率最高,15日已达91.08％;硫化物的累积会抑制TCE的降解,产生明显抑制的硫化物最低浓度范围为58.36mg/L~67.65mg/L;设置硫酸根初始浓度为300mg/L,根据化学计量,在实验初期投加175mg/L氯化亚铁,可以有效的消除硫化物的影响;直接添加硫酸亚铁以消除硫离子影响是可行的,TCE去除率在15日分别已达72.86％和68.62％,相差不大,硫离子浓度始终低于20mg/L。实验初期优势菌群为芽孢杆菌和肠杆菌属,实验末期优势菌群为硫酸盐还原菌属、芽孢杆菌和肠杆菌属。
　　综上所述,本研究为地下水中三氯乙烯的去除提供了理论依据,对实际工作也有一定的指导意义。

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第一章 绪论

1.1 三氯乙烯的污染现状及危害

1.2 三氯乙烯的修复技术

1.3 研究目的和内容

第二章 实验装置、材料与分析方法

2.1 实验装置、材料及仪器

2.2 分析与测试

第三章 TCE降解过程中共代谢底物的优选

3.1 不同共代谢底物下TCE的降解状况

3.2 不同共代谢底物的TOC变化对比

3.4 本章小结

第四章 硫酸盐还原对TCE生物降解的影响研究

4.1 硫酸盐还原对TCE降解的作用

4.2 TCE降解对硫酸盐还原的作用

4.3 硫化物的累积对TCE降解的影响

4.4 添加亚铁离子以消除硫化物影响的研究

4.5 硫酸盐还原条件下TCE的降解动力学研究

4.6 本章小结

第五章 菌种多样性分析

5.1 菌种鉴定

5.2 本章小结

第六章 结论和建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

攻读硕士学位期间的学术成果及成果情况