[發(fā)明專利]一種修復(fù)氯代烴污染地下水的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810637701.4
• 申請(qǐng)日: 2018-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN108892246A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王晴;宋昕;唐詩(shī)月;魏昌龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所
• 主分類號(hào): C02F3/34
• 分類號(hào): C02F3/34;C02F3/28;C02F1/70;C02F101/36;C02F103/06
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

一種修復(fù)氯代烴污染地下水的方法，采用層狀雙金屬氫氧化物作為包裹劑對(duì)納米零價(jià)鐵進(jìn)行改性，制備成包覆型納米零價(jià)鐵nZVI?LDHs；氯代烴優(yōu)勢(shì)降解菌群包括Clostridium_sp._FCB45，methylotrophic_bacterium_RS?X3，Rhodocyclales_bacterium_TP139和bacterium_B3C1?6；將培養(yǎng)的氯代烴優(yōu)勢(shì)降解菌群的菌液接種量加入到氯代烴污染地下水中，并投加包覆型納米零價(jià)鐵nZVI?LDHs。本發(fā)明制作工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、效果明顯，對(duì)地下水無(wú)二次污染。應(yīng)用于地下水的原位修復(fù)，在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上都是可行的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及地下水污染修復(fù)領(lǐng)域，具體涉及一種包覆型納米零價(jià)鐵聯(lián)合優(yōu)勢(shì)降解菌群修復(fù)氯代烴污染地下水的方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)和農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，各種有機(jī)化合物被生產(chǎn)和使用，導(dǎo)致大量有毒有害的污染物進(jìn)入土壤和地下水，造成了一系列環(huán)境問題。氯代烴有機(jī)化合物是重要的化工原料和有機(jī)溶劑，廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、制革、電子等行業(yè)，使其成為地下水中最常見的有機(jī)污染物，特別是三氯甲烷（CF）、四氯化碳（CT）、三氯乙烯（TCE）、四氯乙烯（PCE）等單/雙碳氯代烴類溶劑污染尤為普遍。研究表明，氯代烴化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、難生物降解，具有較強(qiáng)的生物毒性和潛在的生物累積性，嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境和人體的危害，已被各國(guó)列為優(yōu)先控制污染物。針對(duì)地下水中氯代烴污染問題，尋求高效、經(jīng)濟(jì)的去除方法對(duì)污染地下水的修復(fù)具有重要的意義。

目前，關(guān)于氯代烴污染地下水的修復(fù)主要包括電動(dòng)修復(fù)、生物修復(fù)技術(shù)、化學(xué)修復(fù)等方法。其中生物修復(fù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境友好形性等優(yōu)點(diǎn)被廣泛關(guān)注。已有研究指出，氯代烴類能在厭氧條件下通過(guò)微生物作用進(jìn)行還原脫氯，將高氯代烯烴脫氯為低氯代烯烴，最終達(dá)到脫氯無(wú)害化修復(fù)的目的。

微生物還原性脫鹵被認(rèn)為是主要的生物轉(zhuǎn)化過(guò)程，然而，這一過(guò)程需要較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行有效的脫氯，生物脫氯率可能會(huì)隨著鹵化程度的增加而降低，這可能導(dǎo)致更多有毒中間體的積累。同時(shí)，雖然脫鹵細(xì)菌對(duì)鹵化芳族化合物具有廣泛的脫鹵活性，但它們只能使用低鹵化物作為電子受體，對(duì)于高鹵化同系物的脫鹵作用較弱。相對(duì)于脫鹵微生物，納米零價(jià)鐵（nano-scale zero-valent iron，nZVI）作為一種高效還原性修復(fù)材料，被廣泛應(yīng)用于污染土壤及地下水修復(fù)技術(shù)中。nZVI可以將高鹵代芳族環(huán)化合物脫鹵，生成低鹵化的同系物。但nZVI對(duì)有些污染物并不能完全礦化，且其作用時(shí)間較短，應(yīng)用成本高。因此將nZVI與微生物的協(xié)同降解作用有望實(shí)現(xiàn)氯代烴的高效、徹底降解與礦化。目前研究表明，nZVI和微生物對(duì)氯代烴的去除具有協(xié)同效應(yīng)，并且nZVI在接近或徹底被氧化后形成的鐵的氧化物對(duì)微生物生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，同時(shí)微生物可以降解nZVI還原氯代烴的中間產(chǎn)物，從而促進(jìn)有機(jī)污染物的礦化和無(wú)害化。

然而，nZVI顆粒在還原污染物分子的同時(shí)，本身被氧化，在其表面形成一層鐵的氧化物層，并且隨著反應(yīng)進(jìn)行，氧化物層的厚度逐漸增加，阻礙污染物與nZVI顆粒核中的有效Fe⁰的傳質(zhì)，進(jìn)而限制了反應(yīng)，尤其是在修復(fù)后期污染物濃度變低的情況下，由于nZVI顆粒表面的氧化物層所引起的傳質(zhì)阻礙，導(dǎo)致nZVI對(duì)污染物的修復(fù)效果顯著降低。因此，為了避免類似問題，提高其修復(fù)效率，需要對(duì)nZVI進(jìn)行改性。