非饱和带强化反应层脱氮
地下水是人们生活和社会发展必须的重要资源, 广泛应用于居民生活、农业灌溉、工业生产等领域(menció et al., 2016; rodriguez-galiano et al., 2018).但随着工农业迅速发展、人口增加、城市化进程加快, 地下水的污染问题也愈发严峻(huan et al., 2018).其中, 地下水硝酸盐污染已成为上普遍关注的环境问题(chen et al., 2005; chen et al., 2007).地下水硝酸盐污染来源广泛, 有农业施用的化肥、生活污水和工业废水、固体废弃物的渗滤液、污水回灌及大气干湿沉降等(zhang et al., 2018).
其中, 固体废弃物渗滤液造成的污染可分为两类：
①垃圾渗滤液下渗造成的地下水污染;
②畜禽养殖粪污渗滤液造成的地下水污染.我国畜牧业快速发展, 粪污的产生量不断增加.据2007年全国污染源普查结果显示, 畜禽养殖业的粪便总产生量高达2.43×108 t.其中含氮量为102.48×108 t, 占农业污染源氮素总排放量的38%).
同时, 我国规模化养殖较为落后, 多数养殖场为中小规模, 缺乏防雨、防渗设施和基本的污染治理设备, 通常采用自然堆肥技术对粪污熟化处理.但在降雨淋溶作用下粪肥中的有机氮组分会渗入土壤, 并通过氨化作用转化为氨氮.
其中一部分氨氮被土壤吸附或被植物吸收, 另外一部分在微生物的作用下发生硝化反应, 生成亚硝态氮和硝态氮.亚硝态氮很不稳定, 而硝态氮会通过淋溶进入地下水, 造成地下水硝酸盐污染(胡敏杰等, 2016).
地下水污染治理技术可分为原位处理和抽出处理两大类(姜烈等, 2014).抽出处理是较为常用的技术, 短期处理效率高, 但*普遍存在拖尾、反弹等现象, 且成本高昂.地下水原位修复技术是通过人为干预, 在污染发生处将受污染地下水体修复的方法, 具备污染修复效果良好、环境扰动小, 成本低廉等优势.
但地下水中硝酸盐迁移能力强, 原位修复具有局限性.因此, 对地下水的硝酸盐污染问题应更加注重防控.粪污中污染物浓度较高, 而土壤非饱和带中的有机碳含量较低, 反硝化反应会受限, 因此需要外加碳源.反硝化层是通过人工添加固体有机物强化反硝化作用来实现硝酸盐去除的修复技术.微生物将固体有机物水解产生的小分子有机物作为碳源, 在4种金属酶(硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶、一氧化氮还原酶和*还原酶)催化作用下, 将硝酸盐终还原为氮气.
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同时, 我国规模化养殖较为落后, 多数养殖场为中小规模, 缺乏防雨、防渗设施和基本的污染治理设备, 通常采用自然堆肥技术对粪污熟化处理.但在降雨淋溶作用下粪肥中的有机氮组分会渗入土壤, 并通过氨化作用转化为氨氮.
其中一部分氨氮被土壤吸附或被植物吸收, 另外一部分在微生物的作用下发生硝化反应, 生成亚硝态氮和硝态氮.亚硝态氮很不稳定, 而硝态氮会通过淋溶进入地下水, 造成地下水硝酸盐污染(胡敏杰等, 2016).
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但地下水中硝酸盐迁移能力强, 原位修复具有局限性.因此, 对地下水的硝酸盐污染问题应更加注重防控.粪污中污染物浓度较高, 而土壤非饱和带中的有机碳含量较低, 反硝化反应会受限, 因此需要外加碳源.反硝化层是通过人工添加固体有机物强化反硝化作用来实现硝酸盐去除的修复技术.微生物将固体有机物水解产生的小分子有机物作为碳源, 在4种金属酶(硝酸盐还原酶、亚硝酸盐还原酶、一氧化氮还原酶和*还原酶)催化作用下, 将硝酸盐终还原为氮气.
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