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降低市政污泥重金属污染有新招

来源:中国科学报 杨晨 访问:715 时间:2024-05-20

近日,中国科学院成都生物研究所(以下简称成都生物所)污染生物治理团队在市政污泥的重金属原位修复研究中获得进展,相关成果发表在期刊《有害物质杂志》上。

市政污泥是污水处理的必然产物,在污水处理过程中,50%~80%的重金属(CuZnPbCrNiCdHgMn)会进入污泥,污泥中的重金属含量约为0.5%~2.0%(总固体)。然而,由于重金属不可被生物降解,且对动植物都具有毒害作用,长期施用污泥会导致重金属在土壤中积累,造成生态毒性,严重限制污泥的土地利用。

为此,研究者们开展了大量研究,目前已提出了多种将重金属从污泥中去除的方法,但多数存在成本高和二次污染的问题,难以大规模应用。新兴的微生物诱导方解石沉淀技术(MICP)可将重金属离子隔离在方解石矿物晶体中进行矿化固定,从而降低重金属的生物有效性和可移动性,具有廉价、高效、环境友好的特点,为土地利用的污泥中重金属污染治理提供了新的策略。

成都生物所污染生物治理团队将高脲酶活性菌株Sporosarcinaureilytica ML2介导的MICP技术,应用在了市政污泥营养土的重金属原位修复。经过5MICP组分浇灌修复后,污泥营养土中可交换态CdZn较对照组分别降低了31.02%和6.09%,碳酸盐固定态PbCdZn分别提高了16.12%、6.63%和13.09%,而残渣态PbCdZn分别提高了6.10%、45.70%和3.86%;污泥中DTPA提取态PbCdZn含量也分别降低了31.39%、12.68%和15.79%,而TCLP可提取态PbCdZn分别降低了16.14%、6.20%和13.91%,表明MICP处理通过将生物可利用的重金属形态转化为碳酸盐固定态和残渣态,从而实现重金属的稳定化,有效降低其生态毒性。

研究人员还在MICP修复后的污泥营养土样品中,观察到了明显团聚的方解石晶体,说明外源添加的ML2菌株成功在污泥营养土中诱导形成了方解石沉淀。

此外,MICP处理提高了污泥营养土中典型产脲酶微生物的丰度,降低了重金属抗性基因和抗生素抗性基因的丰度,表明MICP技术是一种同时降低污泥中重金属污染和抗性基因传播风险的有效途径。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.134600

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