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在炸药的生产、使用和最终处置的过程中,有大量的炸药进入环境污染了水体和土壤。RDX(黑索今)与HMX(奥克托今)是目前使用最为广泛的高能氮杂环炸药。这些炸药对生态环境和人体都有毒性,在自然环境中不易降解。 传统的炸药处理法如吸附法、化学氧化法以及好氧生物法等由于成本和处理效果等原因不适用于含大量有机物的工业废水。近年来开展了一些关于RDX的厌氧降解研究,但是这些研究中通常同时加入了多重的电子供体与受体,对单独电子供体与受体的研究不多。本文以厌氧颗粒污泥为接种污泥,比较了以RDX、HMX为单一基质的降解,研究了加入共基质碳源对炸药降解的影响,同时针对实际生产废水中含有硝酸盐、硫酸盐的情况,研究了硝酸盐和硫酸盐对炸药降解的影响。 实验结果表明,通过厌氧颗粒污泥中菌种间协同作用,RDX和HMX可以作为单一基质厌氧降解。同等条件下,HMX比RDX的厌氧降解速度低。由于炸药分子本身的高含氮量使得RDX、HMX在厌氧降解中可作为唯一氮源,外加NH4Cl氮源对反应没有显著促进作用,单一炸药降解时产生的氮源相对过剩。葡萄糖、乙酸钠、乙醇和可溶性淀粉四种共基质中,葡萄糖的共基质降解性能最佳,采用1000 mg•L-1的葡萄糖共基质降解三天后,RDX、HMX的去除率分别达到90.8%和92.6%;乙酸钠、乙醇和可溶性淀粉的性能分别次之。合适的共基质可以为微生物补充碳源能源,还可以平衡氮杂环炸药降解中产生相对过剩的氮量,从而有利于微生物总量的增长,形成一个完整的厌氧微生物食物链系统;此外,葡萄糖经相关微生物代谢还可为受试有机物的开环提供必要的还原力和各种辅酶。 硝酸盐和亚硝酸盐的存在抑制了RDX、HMX的生物降解,使微生态环境中的氧化还原电位升高,不利于产甲烷菌的生存;硝酸盐还原过程中产生的亚硝酸盐和氨有一定毒性;同时硝酸盐还原菌可利用的底物种类较少。外加碳源后,产生还原性物质降低氧化还原电位,加快RDX、HMX的降解速率。硫酸盐的存在对RDX、HMX的降解没有显著影响,硫酸盐还原菌所能利用的电子供体的范围较广,降解过程中主要的中间产物既可以被甲烷菌和产乙酸菌降解,又可以被硫酸盐还原菌降解。
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Basic Info :
Degree: 工学硕士
Mentor: 贺延龄
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Year: 2006
Language: Chinese
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