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由于储油罐的泄漏和石油工业废物的排放,BTEX是引起地下水污染的常见有机物,由于BTEX本身具有致癌性和致突变性,即使是在很低的浓度下也会产生生物毒性,且在地下水中容易迁移,对生态系统和人体健康构成严重的危害,因此研究BTEX污染地下水的修复方法具有十分重要的意义。地球化学、生物地球化学作用对污染的地下环境具有进行自然修复的功能,特别是铁的生物地球化学作用对地下环境中污染物的衰减起着重要作用。地下环境中蕴藏着大量的Fe(Ⅲ)矿物,微生物异化还原Fe(Ⅲ)过程中能够促进自然条件下难降解的有机污染物如苯、甲苯等的氧化降解,从而实现了BTEX等有机污染物在厌氧条件下的氧化分解,对BTEX污染场地的自然和工程修复具有重要意义。综合国内外研究现状,本文通过一系列实验,探索了微生物异化还原Fe(Ⅲ)动力学及其影响因素,微生物异化还原Fe(Ⅲ)降解BTEX动力学及其影响因素,考察了地下水化学特性对微生物降解BTEX的影响,并进一步模拟微生物异化还原Fe(Ⅲ)降解BTEX污染地下水的过程,通过添加微生物菌液及柠檬酸辅助碳源来强化对BTEX的降解,对比分析其修复效果,结果表明:(1)分离纯化得到的铁还原菌,随着传代次数的增加,对Fe(Ⅲ)的还原能力相对比较稳定,微生物异化还原Fe(Ⅲ)过程符合一级衰减动力学方程,反应14d后,第一、二、三、四代菌体异化还原Fe(Ⅲ)的速率常数分别为:0.180、0.156、0.130、0.116d-1。(2)以正方针铁矿为电子受体时,碳源的种类对微生物异化还原Fe(Ⅲ)的影响效果表现为:柠檬酸>蛋白胨>葡萄糖;电子受体的种类对Fe(Ⅲ)的还原有一定影响,在葡萄糖、蛋白胨、柠檬酸三种碳源体系中,正方针铁矿与针铁矿的Fe(Ⅲ)的还原率相对较高,而赤铁矿不容易被微生物所利用,反应40d后,Fe(Ⅲ)的还原率均低于12%,这是由于三种铁矿物的组成,晶体结构等性质不同,使得微生物对Fe(Ⅲ)有不同程度的还原;Fe(Ⅲ)的还原受铁矿初始浓度的影响,在以柠檬酸为碳源的体系中,浓度(以TFe计)为0.106g/L的针铁矿及正方针铁矿Fe(Ⅲ)还原效果相对较好,反应40d后,Fe(Ⅲ)还原率分别为84.91%、69.86%,随着铁矿浓度的增加,Fe(Ⅲ)的还原率逐渐降低。(3)Fe(Ⅲ)异化还原降解BTEX过程符合一级衰减动力学方程,当BTEX浓度为100mg/L,以正方针铁矿为电子受体时,Fe(Ⅲ)异化还原降解BTEX的速率常数大小顺序表现为:二甲苯>乙苯>甲苯>苯;BTEX的浓度对其降解有一定的影响,100mg/L的BTEX在微生物作用下降解效果最好,反应40d后,降解率分别为苯46.34%、甲苯58.14%、乙苯59.22%、二甲苯69.64%,200mg/L的BTEX抑制了生物活性,降解效果最差,在同一BTEX浓度下,甲苯、乙苯、二甲苯的降解率均高于苯的降解率;添加辅助碳源柠檬酸后,提高了微生物对BTEX的降解率,4g/L的柠檬酸效果较为显著。(4)地下水化学特性对微生物降解BTEX的影响表现为:当HCO3-浓度≤200mg/L时,BTEX的降解率得到提高;当钙镁硬度为50mg/L时,促进了微生物对BTEX的降解;体系中添加浓度≤200mg/L的SO42-后,BTEX的降解率得到提高,Fe(Ⅲ)的还原先受到了抑制后得到了促进;体系中添加浓度≤50mg/L的NO3-后,对铁还原微生物降解BTEX有促进作用,BTEX的降解率明显得到提高,Fe(Ⅲ)的还原受到了抑制。(5)模拟微生物降解BTEX污染地下水过程中,因外加微生物对BTEX降解的贡献率表现为苯17.81%、甲苯30.50%、乙苯32.63%、二甲苯45.63%;添加柠檬酸后,促进了细砂介质中Fe(Ⅲ)的溶出,刺激了土著微生物的生长,反应40d后,BTEX的降解率提高了苯14%、甲苯21.37%、乙苯17.65%、二甲苯36.97%;在柠檬酸体系中接种铁还原微生物后,溶出的离子态的Fe(Ⅲ)易被微生物所利用,反应40d后,BTEX的降解率提高了苯22.05%、甲苯27.9%、乙苯33.34%、二甲苯25.34%;在铁还原微生物体系中添加柠檬酸后,BTEX的降解得到强化,BTEX的降解率提高了苯18.24%、甲苯19.22%、乙苯18.36%、二甲苯16.68%。