[发明专利]一种修复氯代烃污染地下水的方法

说明书

一种修复氯代烃污染地下水的方法，采用层状双金属氢氧化物作为包裹剂对纳米零价铁进行改性，制备成包覆型纳米零价铁nZVI‑LDHs；氯代烃优势降解菌群包括Clostridium_sp._FCB45，methylotrophic_bacterium_RS‑X3，Rhodocyclales_bacterium_TP139和bacterium_B3C1‑6；将培养的氯代烃优势降解菌群的菌液接种量加入到氯代烃污染地下水中，并投加包覆型纳米零价铁nZVI‑LDHs。本发明制作工艺简单、成本低廉、效果明显，对地下水无二次污染。应用于地下水的原位修复，在经济和技术上都是可行的。

技术领域

本发明涉及地下水污染修复领域，具体涉及一种包覆型纳米零价铁联合优势降解菌群修复氯代烃污染地下水的方法。

背景技术

随着工业和农业的迅速发展，各种有机化合物被生产和使用，导致大量有毒有害的污染物进入土壤和地下水，造成了一系列环境问题。氯代烃有机化合物是重要的化工原料和有机溶剂，广泛应用于化工、医药、制革、电子等行业，使其成为地下水中最常见的有机污染物，特别是三氯甲烷（CF）、四氯化碳（CT）、三氯乙烯（TCE）、四氯乙烯（PCE）等单/双碳氯代烃类溶剂污染尤为普遍。研究表明，氯代烃化学性质稳定、难生物降解，具有较强的生物毒性和潜在的生物累积性，严重危害生态环境和人体的危害，已被各国列为优先控制污染物。针对地下水中氯代烃污染问题，寻求高效、经济的去除方法对污染地下水的修复具有重要的意义。

目前，关于氯代烃污染地下水的修复主要包括电动修复、生物修复技术、化学修复等方法。其中生物修复技术经济性、环境友好形性等优点被广泛关注。已有研究指出，氯代烃类能在厌氧条件下通过微生物作用进行还原脱氯，将高氯代烯烃脱氯为低氯代烯烃，最终达到脱氯无害化修复的目的。

微生物还原性脱卤被认为是主要的生物转化过程，然而，这一过程需要较长时间进行有效的脱氯，生物脱氯率可能会随着卤化程度的增加而降低，这可能导致更多有毒中间体的积累。同时，虽然脱卤细菌对卤化芳族化合物具有广泛的脱卤活性，但它们只能使用低卤化物作为电子受体，对于高卤化同系物的脱卤作用较弱。相对于脱卤微生物，纳米零价铁（nano-scale zero-valent iron，nZVI）作为一种高效还原性修复材料，被广泛应用于污染土壤及地下水修复技术中。nZVI可以将高卤代芳族环化合物脱卤，生成低卤化的同系物。但nZVI对有些污染物并不能完全矿化，且其作用时间较短，应用成本高。因此将nZVI与微生物的协同降解作用有望实现氯代烃的高效、彻底降解与矿化。目前研究表明，nZVI和微生物对氯代烃的去除具有协同效应，并且nZVI在接近或彻底被氧化后形成的铁的氧化物对微生物生长具有促进作用，同时微生物可以降解nZVI还原氯代烃的中间产物，从而促进有机污染物的矿化和无害化。

然而，nZVI颗粒在还原污染物分子的同时，本身被氧化，在其表面形成一层铁的氧化物层，并且随着反应进行，氧化物层的厚度逐渐增加，阻碍污染物与nZVI颗粒核中的有效Fe⁰的传质，进而限制了反应，尤其是在修复后期污染物浓度变低的情况下，由于nZVI颗粒表面的氧化物层所引起的传质阻碍，导致nZVI对污染物的修复效果显著降低。因此，为了避免类似问题，提高其修复效率，需要对nZVI进行改性。