以10种农业废弃物为基料的地下水反硝化碳源属性的实验研究

• 作者: 尹琳 张亚平 张雯 阮晓红
• 来源期刊: 环境科学学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 农业废弃物 碳源 TOC 硝酸盐氮 地下水修复
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 所属期刊栏目: 研究报告
• 页码范围: 1787-1797
• 页数: 11页
• 分类号: X703.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.13671/j.hjkxxb.2016.0400

摘要

为了选择理想的农业废弃物作为优质碳源,同时作为生物膜载体应用于可渗透反应墙(PRB),通过反硝化作用去除地下水中的硝酸盐.选择小麦秸秆、玉米秸秆、稻秆、大豆秸秆、玉米棒、稻壳、甘蔗渣、杨树枝、木屑、芦苇共10种农业废弃物进行元素分析实验、浸溶实验和长效浸出实验研究.元素分析实验结果显示,10种农业废弃物的C、N、H元素含量分别为38％～48％、5％ ～7％、0.5％～2.5％.短效浸出实验表明,甘蔗浸出液的总有机碳(TOC)浓度最高,均值可达38.66 mg·g-1,大豆秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆、稻壳、杨树枝和小麦秸秆为8.04～ 15.30 mg·g-1,其他均值约为2.36～6.33 mg·g-1.但是,大部分农业废弃物均释放一定量的含氮物质.其中,硝酸盐及亚硝酸盐释放量均低于0.05 mg·g-1,氨氮释放量低于0.30 mg·g-1,凯氏氮除木屑、玉米棒、杨树枝释放量较低,其余均高于0.80 mg·g-1,最高可达1.65 mg·g-1.同时,秸秆类材料浸出液具有一定的色度,其中稻杆的色度最高,其值为1025.选择浸出液TOC浓度较高的甘蔗渣、玉米秸秆、稻壳、小麦秸秆及凯氏氮浓度较低的玉米棒和木屑作为理想碳源材料,进行长效浸出实验.结果表明,6种材料的TOC能迅速达到高位平衡状态,且溶出速率稳定,浸出液的高效液相色谱(HPLC)和气-质谱联用仪(GC/MS)分析表明,其主要成分为有机酸、糖类、含氮有机物和酯类等物质.其中,有机酸主要为甲酸、乙酸、草酸、富马酸等小分子有机酸、糖类主要为纤维二糖、葡萄糖、果糖和木糖.脱氮效能实验表明,6种农业废弃物硝酸盐去除率均达到80％以上,脱氮速率均达到1.00～2.00 mg·cm-3·d-1(以N计).综上,这6种材料均可作为地下水硝酸盐污染原位修复的理想碳源填充材料.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	尹琳	南京大学地球科学与工程学院	21	278	9.0	16.0
2	张亚平	南京大学地球科学与工程学院	15	144	7.0	11.0
3	张雯	南京大学地球科学与工程学院	22	184	8.0	13.0
4	阮晓红	南京大学地球科学与工程学院	37	468	10.0	20.0