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利用微电极方法对环境微生物原位修复河湖污染底泥的研究

更新时间:2024-03-31   点击次数:34次

Easysensor®微电极分析系统通过结合微电极、升降台和自动分析系统,来获取水体、沉积物、土壤以及植物根际中DO、pH、Eh以及H2S等物理化学参数的垂直分布及动态的高分辨率变化,适用于实验室模拟研究。在测定时,需要将电极置于水体/沉积物/土壤/植物根际附近,利用自动升降系统将电极带动测定设置的梯度,电极再将化学信号转换为电信号,传输到电脑终端,通过软件式使被测物在纵向移动时所测指标的动态变化进行可视化呈现。

1微电极测试系统结构.jpg


①   主机

②   工作电极

③   升降台

④   参比电极

⑤   推进器

⑥   微电极自动测试系统

本次实验使用Easysensor微电极对A+B处理组中的沉积物(表面附着藻垫)进行测试。电机设置参数:500 μm 步进间隔、1s步进时间、1s测定时间、55000μm测试距离、5000μm零点上偏移。以获取沉积物剖面中Eh、pH及DO等数据的垂向变化规律。

实验目的:

为改善水体水质、削减底泥污染物,以生物手段修复底泥,重塑良好底泥状态,恢复底泥中丰富的生物相。

设置对照组目的:

  • 模拟原位底泥情况

  • 对比加菌剂前后污染物的削减量

  • 设置不同投放方式,考察生物菌剂对污染物的影响

测DO、Eh、pH的目的:

DO(溶解氧)、Eh(氧化还原电位)和pH(氢离子浓度指数)是用来描述介质环境条件的综合性指标,也是在水体水质治理改善中是重要的一个指标。

DO:是水质重要指标之一,也是水体净化的重要因素之一,溶解氧高有利于对水体中各类污染物的降解,以及帮助水生植物的光合作用,有利于较快净化水体环境。

Eh:用来反映黑臭水体中所有物质表现出来的氧化-还原性。氧化还原电位为正,说明水质具有氧化性,电位越高说明氧化性越强;电位为负,水质具有还原性,电位越低,还原性越强。

pH:对水体水质、水生植物、水生生物和鱼类有重要影响。pH值过低,即在酸性的水环境中,细菌、大多数藻类和浮游动物的发育受到影响,消化过程被抑制,光合作用减弱,水体物质循环效率下降。


进行相同投加方式实验

实验目的:

A+B微生物菌剂以1%的量投入,菌剂主要以厌氧菌为主。


注:所测样品的底泥都需要避光处理

数据结果:

实验结论:

微生物生长代谢活动导致氧化还原电位相较于空白实验有所降低,由于微生物为厌氧菌,不消耗环境中的氧气,并且有少量藻类的生长使溶解氧有明显提升。



进行不同投加方式实验

本次实验使用Easysensor微电极对A组、B组、A+B处理组中的沉积物进行测试。电机设置参数:500 μm 步进间隔、1s步进时间、1s测定时间、55000μm测试距离、5000μm零点上偏移。以获取沉积物剖面Eh和DO等数据的垂向变化规律。


实验处理:

处理1:菌剂点状注射

处理2:单独A搅拌1次

处理3:单独A搅拌2次

处理4:单独B处理

处理5:A+B处理

注:所测样品的底泥都需要避光处理

数据结果:

DO数据结果汇总

Eh数据结果汇总

实验结论:


处理1和5,点状注射投入菌剂量少,处理效果较A+B处理差,溶解氧和氧化还原电位均低于A+B处理组;

处理2和3,搅拌2次处理会促进底泥释放污染物同时增强微生物活性,因此溶解氧和氧化还原电位均低于搅拌1次处理;

处理2和4,单独A处理比单独B处理溶解氧降低速度更慢,在底泥层中氧化还原电位更高,虽然单独A比单独B的处理效果更好,但当A和B一起施用时,会产生协同作用,使溶解氧和氧化还原电位数值大幅上升。