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本研究从沈阳冶炼厂旧址采集土壤样品,从中富集厌氧的砷还原菌,并以其为接种微生物,在厌氧条件下考察微生物的作用对砷的还原及迁移的影响,从分子角度探索地下水和土壤体系中砷污染的机理,同时对工业上含砷废渣的长期稳定性进行探讨。
实验在以L-半胱氨酸作为还原剂创造的严格厌氧条件下接种微生物进行培养时,可以观察到As(Ⅴ)的快速还原并向固体的转移,利用XRD和SEM-EDS技术对固体的分析表明该沉淀为AsS,指出了在周围环境中如果存在足够的含硫化合物时,微生物能够通过形成硫化砷的形式将砷固定下来。
本研究考察了工业上常见的含砷废渣(As:Fe摩尔比为1:8的含砷氢氧化铁)在微生物作用下的长期稳定性,结果表明在厌氧条件下微生物对砷和铁的还原速度都很快,在39天内就将~53%的As(Ⅴ)还原为As(Ⅲ),在一天之内就能将约8.82mg/L的As(Ⅲ)释放出来,因此可以得出如果含砷废渣处理不当,就会在长期堆放过程中造成对环境甚至于地下水系统的污染。
本研究进一步采用不同比例(Al:Fe=1:0,1:1,0:1)的铁铝氢氧化物为吸附剂,以As:(Fe+Al)摩尔比为1:100的比例在该介质上吸附砷并进行厌氧培养,考察微生物对吸附于这些载体上的As(Ⅴ)的还原和迁移作用,结果指出微生物对砷的还原是砷向环境中释放的主要原因,砷的还原发生在铁还原之前,铁的还原和溶解并没有引起砷的迁移量的增加,因此铁的还原性溶解不是砷释放的主要原因;相反,由于氢氧化铝对As(Ⅲ)几乎不吸附,因此,当铝被引入该体系时,可以观察到As(Ⅲ)的释放明显增加。该实验结果表明在自然环境中,砷的释放主要是由于微生物对砷的释放以及铝氧化物对As(Ⅲ)无吸附能力所导致的。