第九届青年地学论坛

我国的有毒重金属离子污染场地数量不断增加，有毒的铅（Pb）通过冶炼、采矿、燃煤、电镀、化肥制造、化学工业和废物倾倒等工业过程被释放到环境中，经开采和冶炼后的重金属污染场地pH 值甚至可降低至4 以下，这种低pH 值极大增加了重金属离子向环境中迁移的风险，对人类健康和生态环境系统构成了巨大的威胁。本研究通过细菌活性试验研究巴氏芽孢八叠球菌和巨大芽孢杆菌生长规律并探究二者在不同pH 值下的解脲/解磷能力，结合铅污染地下水/黄土修复试验与矿化产物微观试验，探究影响修复效率的内在机理。本研究的目的为：（1）研究细菌生长规律与不同环境pH 值对细菌解脲/解磷能力的影响；（2）探究MICP 技术与MIPP 技术应用于铅污染地下水与铅污染黄土的修复效率；（3）结合宏观试验与微观分析揭示两种技术影响修复效率的内在机理。试验结果发现，巴氏芽孢八叠球菌在酸性条件解脲能力较差导致尿素水解程度较低，得到的修复效率仅为10.82%，且矿化产物碳酸铅（PbCO₃）和碱式碳酸铅（Pb₃(CO₃)₂(OH)₂）化学稳定性低；而巨大芽孢杆菌在酸性条件下表现出较强的解磷能力，仍可以得到80%以上的修复效率，且矿化产物磷氯铅矿（Pb₅(PO₄)₃Cl）化学稳定性高，微观试验识别的矿化产物是以细菌为成核位点的共沉淀结构（Ca₂Pb₃(PO₄)₃Cl 矿物与磷酸盐矿物），降低了Pb²⁺再次迁移扩散的概率。铅污染黄土修复试验中，巨大芽孢杆菌得到修复效率较高且赋存形态主要为铁锰氧化态Pb，相较巴氏芽孢八叠球菌修复后的碳酸盐结合态Pb 具有更高的化学稳定性和更低的生态毒性。