铬污染微生物治理理论与技术

目录 第1章 环境中铬的污染来源 1 1.1 铬盐工业铬污染 1 1.2 电镀工业铬污染 4 1.3 鞣革工业铬污染 4 1.4 其他工业铬污染 5 第2章 铬渣及土壤中Cr(VI)的化学行为 6 2.1 铬渣中Cr(VI)的释放特性 6 2.1.1 静态淋溶条件下铬渣中Cr(VI)的溶解释放特性 6 2.1.2 动态淋溶条件下铬渣中Cr(VI)的溶解释放特征 7 2.1.3 模拟酸雨动态淋溶下铬渣中Cr(VI)的溶解释放特性 13 2.1.4 铬渣中Cr(VI)的淋溶释放模拟预测 16 2.2 铬渣中Cr(VI)的化学强化浸出特征 19 2.2.1 铬渣中Cr(VI)的NaCl强化浸出 19 2.2.2 铬渣中Cr(VI)的HCl强化浸出 22 2.3 铬渣中Cr(VI)的扩散 24 2.3.1 Cr(VI)在铬渣中的扩散模型 24 2.3.2 Cr(VI)在铬渣球团中的扩散系数 27 2.3.3 微生物解毒对铬渣中Cr(VI)扩散系数的影响 28 2.4 Cr(VI)在土壤中吸附行为 29 2.4.1 Cr(VI)吸附动力学 30 2.4.2 Cr(VI)吸附热力学 31 2.4.3 Cr(VI)吸附影响因素 33 2.5 Cr(VI)在土壤中迁移规律 35 2.5.1 Cr(VI)在非饱和土壤中的穿透迁移规律 35 2.5.2 Cr(VI)在饱和土壤中的穿透迁移规律 36 2.5.3 Cr(VI)在土壤中的吸附分配系数和迟滞因子 37 2.6 Cr(VI)在铬渣–土壤–地下水系统中的迁移模拟 39 2.6.1 Cr(VI)在铬渣–土壤–地下水系统中的整体迁移模型 39 2.6.2 地下水污染物运移耦合动力学模型 42 2.6.3 地下水系统水流及Cr(VI)迁移模拟与验证 46 第3章 微生物还原Cr(VI)的机理 56 3.1 Cr(VI)还原菌 56 3.1.1 Cr(VI)还原菌的筛选及鉴定 56 3.1.2 细菌的Cr(VI)还原产物 59 3.1.3 Cr(VI)还原菌的生长特性 61 3.2 细菌还原Cr(VI)的电化学特征 64 3.2.1 外控电势对Cr(VI)还原菌生长及还原Cr(VI)的影响 64 3.2.2 Cr(VI)还原菌生长及活动区域图 68 3.2.3 Cr(VI)还原菌-Cr-水体系E-pH图 73 3.3 细菌还原Cr(VI)的行为特征 76 3.3.1 细菌休眠细胞对Cr(VI)的还原 76 3.3.2 生长中细菌对Cr(VI)的还原 85 3.3.3 Cr(VI)的还原能力 95 3.3.4 细菌耐受Cr(VI)能力 97 3.4 细菌还原Cr(VI)的分子机理 98 3.4.1 Cr(VI)还原酶定位 98 3.4.2 Cr(VI)还原的电子传递过程 101 3.4.3 Cr(VI)还原菌的全基因注释 105 3.4.4 Cr(VI)还原酶还原动力学 107 3.5 细菌抗Cr(VI)的分子机理 109 3.5.1 细菌抗Cr(VI)的主要途径 109 3.5.2 Cr(VI)外排基因的转录图谱 118 3.5.3 Cr(VI)外排基因的亚细胞定位 119 第4章 铬渣微生物解毒技术 120 4.1 铬渣微生物摇瓶浸出解毒 120 4.1.1 不同浸出体系对Cr(VI)浸出浓度变化的影响 120 4.1.2 不同浸出条件对体系pH和Eh值变化的影响 121 4.1.3 细菌浸出对铬渣性质变化的影响 122 4.2 铬渣微生物柱浸解毒 124 4.2.1 微生物柱浸解毒过程铬渣的制粒 124 4.2.2 粒径对细菌解毒铬渣的影响 125 4.2.3 环境因素对细菌解毒铬渣的影响 127 4.3 表面活性剂强化铬渣微生物解毒 130 4.3.1 表面活性剂对Achromobacter sp. CH-1的生长及还原Cr(VI)的影响 130 4.3.2 单一表面活性剂对Achromobacter sp. CH-1解毒铬渣的影响 133 4.3.3 表面活性剂复配对Achromobacter sp. CH-1解毒铬渣的影响 136 4.3.4 表面活性剂对铬渣物理性质的影响 137 4.4 铬渣微生物解毒工艺及应用验证 139 4.4.1 铬渣微生物解毒工艺流程 139 4.4.2 中试构筑物 140 4.4.3 中试运行工艺条件优化 142 4.4.4 铬渣微生物解毒应用验证 145 第5章 铬污染土壤微生物治理技术 147 5.1 铬污染土壤污染特征 147 5.1.1 铬渣堆场土壤重金属含量 147 5.1.2 土壤剖面中铬的迁移与分布 150 5.2 铬污染土壤微生物群落 151 5.2.1 铬渣堆场土壤微生物群落特征 151 5.2.2 铬污染土壤修复过程中微生物群落特征 157 5.3 铬渣堆场土壤微生物修复效应 163 5.3.1 Pannonibacter phragmitetus BB对土壤不同形态Cr(VI)的修复 164 5.3.2 Pannonibacter phragmitetus BB对模拟Cr(VI)污染土壤修复 165 5.3.3 土壤Cr(VI)的还原动力学 168 5.4 铬污染土壤微生物修复工艺 169 5.4.1 微生物所需碳源、氮源的选择 169 5.4.2 培养基pH 173 5.4.3 循环喷淋时间 174 5.4.4 喷淋强度 174 5.4.5 土壤粒径 175 5.4.6 条件下土壤中Cr(VI)的修复效果 175 5.5 修复工程验证 176 5.5.1 某铁合金厂铬污染土壤微生物修复验证 176 5.5.2 某铬盐厂渣土混合物微生物修复工程验证 183 5.6 修复后土壤铬稳定性 186 5.6.1 修复土壤中Cr(III)的稳定性 186 5.6.2 铬污染土壤修复前后肥力变化 188 5.6.3 铬污染土壤修复后对地下水安全风险评价 189 5.6.4 铬污染土壤修复后的生态风险评价 191 参考文献 198