某工廠廠區(qū)土壤鉻污染及其微生物修復(fù)研究.pdf

1、我國是世界鉻鹽生產(chǎn)大國，年產(chǎn)量已超過16萬噸，然而由于管理不善、設(shè)備嚴重老化、車間跑冒滴漏現(xiàn)象嚴重，在鉻鹽生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量含鉻“三廢”沒有得到有效治理，導(dǎo)致廠區(qū)土壤嚴重污染。因此，本文以鉻污染場地土壤為研究對象，分析了場地土壤中的鉻的分布特征與污染狀況，分別運用Hakanson潛在生態(tài)危害指數(shù)法和美國健康風險評價框架對場地土壤生態(tài)健康風險進行了評價；其次，從污染土壤中分離純化出一株對Cr（VI）具有較強還原能力的菌株NO.1 str

2、ain，并對其還原條件進行了優(yōu)化并初步分析了NO.1 strain的還原機理。同時，將該細菌制成修復(fù)菌劑，對其原位修復(fù)鉻污染土壤的效果進行了驗證，并考察了環(huán)境因子對菌劑修復(fù)效果的影響。主要獲得如下結(jié)果：
　　調(diào)查區(qū)域土壤總鉻和六價鉻的平均含量分別在127.96~3369.17 mg·kg-1和0.95~508.68 mg·kg-1范圍內(nèi)，其中生產(chǎn)車間污染最嚴重，總鉻平均含量是《展覽會用地土壤環(huán)境質(zhì)量評價標準（暫行）》（HJ350-

3、2007）B級標準的5.52倍。通過研究鉻在土壤剖面中的遷移特征發(fā)現(xiàn)，總鉻及六價鉻含量均隨深度的增加呈下降趨勢，鉻渣淋溶出的鉻可遷移至土壤12.0～16.0 m深度處。
　　生態(tài)健康風險分析表明，調(diào)查區(qū)域的鉻的潛在生態(tài)危害系數(shù)在1.35~35.46之間，均值為10.32，鉻的單因子潛在生態(tài)危害均為輕微生態(tài)危害；健康風險評價表明，兒童經(jīng)口攝入土壤顆粒物和飲用污染地下水攝入Cr（VI）的非致癌風險均超過可接受值1，而Cr（VI）在經(jīng)口

4、攝入土壤顆粒物、吸入土壤顆粒物和飲用污染地下水這三個暴露途徑對成人的非致癌風險均大于1；兒童與成人在經(jīng)吸入土壤顆粒物暴露途徑的致癌風險均超過10-6，風險危害較大。
　　通過平板劃線法，從鉻污染場地土壤中分離出6株嗜堿性六價鉻耐受菌。其中有一株對Cr（VI）具有較強的還原能力，通過對細菌的生理生化特性和16S rDNA分子鑒定表明，該鉻還原菌為Bacillus cereus，該菌48h內(nèi)能使150 mg·L-1 Cr（VI）的還原

5、率達到83.3％。從該菌的生長曲線可知，該菌的生長與對Cr（VI）的還原不同步，未發(fā)現(xiàn)細菌對鉻的耐受力和還原能力之間存在直接關(guān)聯(lián)。
　　NO.1 strain對Cr（VI）的還原機理是其胞外分泌物、細胞膜碎片及胞內(nèi)分泌物共同作用。胞外分泌物中的還原酶和普通代謝產(chǎn)物具有較強的還原能力，基本能還原溶液中的Cr（VI）；細胞膜碎片可能存在某些官能團，它可以通過與Cr（VI）發(fā)生配位反應(yīng)而降低液體中可溶性的Cr（VI）的含量，進而達到修復(fù)

6、Cr（VI）的目的；胞內(nèi)分泌物是通過其還原酶來還原Cr（VI）。
　　鉻還原菌株NO.1 strain在溫度為30℃、土液比為1:1、葡萄糖投加量為5g·kg-1、氮源投加量為10 g·kg-1的條件下培養(yǎng)4 d后，土壤Cr（VI）去除率達到90.0%。以稻殼、麥麩、稻糠作為菌株NO.1 strain載體開展鉻污染土壤的原位修復(fù)研究表明，隨著載體中稻殼比例的增加，污染土壤的修復(fù)效果顯著提高，三者最佳配比為5:2:2。在自然條件下，