【摘 要】
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纳米零价铁在水环境中的腐蚀反应所释放的氢气可为自养化能微生物还原降解污染物提供电子供体,并且氢气不会刺激微生物的过量繁殖,这一方法非常适合地下水中污染物的原位修复。
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纳米零价铁在水环境中的腐蚀反应所释放的氢气可为自养化能微生物还原降解污染物提供电子供体,并且氢气不会刺激微生物的过量繁殖,这一方法非常适合地下水中污染物的原位修复。本研究的目的是进一步探索纳米铁与微生物联合原位修复地下水体污染的实践方法,重点研究了微生物-纳米铁复合材料的制备。在本实验中,共研究了两种微生物-纳米铁复合材料的制备方法,既生物膜法微生物-纳米铁复合材料和基于传统菌种干燥保藏技术的微生物-纳米铁复合材料。
本文在制得微生物-复合纳米材料的基础上,分别研究了这两种复合材料修复地下水体中硝酸盐污染及高氯酸盐污染的性能。结果表明,以葡萄糖为营养环境制备的生物膜法微生物-纳米铁复合材料可在5天内就将50mg/L的NO3--N全去除,产物中气态N达72%,而分别投加微生物和纳米铁的体系需要10天才能将体系中同等量的NO3--N完全去除,产物中气态N约占63%。相比之下,复合材料在地下水体反硝化中具有更好的效果。基于传统菌种干燥保藏技术的微生物-纳米铁复合材料可在18天内将50mg/L的ClO4-降解至检测限之下,添加海藻糖做保护剂的复合材料的降解性能略优于不添加海藻糖的复合材料,表现为生物反应动力学拐点出现的时间从不添加海藻糖时的12天左右提前至添加海藻糖后的9天左右。此外,对比在空气中保藏时间分别为7天和30天的干燥型复合材料对水体中高氯酸盐的降解性能,发现这两种不同的保藏时间并没有引起干燥型复合材料降解高氯酸盐的性能的显著变化,都可以在18天内将50mg/L的ClO4-降解至检测线之下。这表明,干燥型复合材料可在空气中保存较长时间,对微生物-纳米体复合材料的工业化生产与实际应用具有一定的促进作用。本研究将生物膜法用于微生物-纳米铁复合材料的制备;提出了开发干燥型微生物-纳米铁复合材料的思路,并探索出一种利用琼脂做为纳米铁的包覆物及微生物载体的干燥型复合材料的制备方法。
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