包埋型纳米铁与微生物共栖耦合体修复高氯酸盐污染的研究

针对水中持久性有毒污染物（PTS）高氯酸盐污染从合适环境介质培养、驯化、筛选出氢养微生物菌，通过包埋技术来构建由纳米铁与微生物共栖在泥浆(slurry)上的耦合体系，并考察该体系降解高氯酸盐的特性与效果。通过批试验分析降解反应的主要影响因素,初步确定耦合体系构建及修复高氯酸盐反应的最佳工艺和参数；阐明该耦合体系的关键作用过程及原理；在影响因素实验（批实验）的基础上，利用模拟装置进行纳米铁与微生物耦合体连续处理高氯酸盐污染水样的试验,由此确定该耦合体系处理的最佳条件，提出针对地表水中高氯酸盐污染修复施用的技术参数。

借助液相还原法与表面修饰技术，制备出粒径可控、分散性好且在空气中能够稳定存在的新型纳米铁材料，并进行了SEM,TEM,XRD 等表征；以反硝化细菌作为单一微生物的代表，研究将纳米铁与反硝化细菌耦合后对硝酸盐降解的影响，为纳米铁与高氯酸盐降解菌群耦合效应提供初步认识。之后,选取城市污水处理厂活性污泥为氢养微生物源，分离获得一种具有降解高氯酸盐能力的菌群，经过对微生物基因组DNA的提取、PCR扩增，鉴定出该菌属于β变形菌，Thauera Phenylacetica。通过进行进一步驯化培育构建了纳米铁-微生物耦合体系，对其降解高氯酸盐进行了研究:1)分别制备了包埋固化纳米铁-微生物微球以及基于传统保藏技术冷藏干燥法的纳米铁-微生物复合材料两种耦合体系，并考察了两种体系降解高氯酸盐的特性与效果,2)通过批试验分析降解反应的主要影响因素，初步确定耦合体系构建及修复高氯酸盐反应的最佳参数,3)对纳米铁-微生物耦合体系降解高氯酸盐进行了动力学分析和反应机理分析，阐明了纳米铁与微生物的关键作用及降解高氯酸盐过程原理。同时对纳米铁的生态效应也进行了研究；此外，本课题组还在该项目的依托之下，合成了一种多相催化材料—碳纳米管负载钯铼催化剂，用于快速降解高氯酸盐。到目前为止，已发表与本课题相关期刊论文17篇，申请发明专利3项；其中SCI收录8篇，EI收录6篇，会议论文2篇。