对地下水硝酸盐氮污染的研究
莱西地区地下水硝酸盐污染及原因分析
２（８年第１ ５） ０ ０ 总第 ９ １ 期 期
现 代 企 业 文 化
ＭＯＤＥＲＮ ＥＮＴＥＲＲＩ ＣＵＬ １ ＲＥ Ｓ ］Ｕ
ＮＯ．５， ０ ８ １ ２０
（ ｕ ｕａ ｖｔ Ｏ ９ ） Ｃ ｍ ｌｔ ｅｙ ．１ ｉ Ｎ
莱 西地 区地 下水 硝酸盐 污染及 原 因分 析
三 、 下水 硝酸 盐污 染评价 地
（ ） ～ 评价范 围和项 目
根据水文地质特征和水体功能 ，结合莱西地 区人 口分布及经 Ｎ ＋Ｎ和 Ｎ － ｑ Ｈ４ ＿ Ｏ３ 两部分 ，在降雨或灌溉条件下 ，极易进入地下 济 发展特点 ， ２ 以莱 西地区平原部分为研究 对象 ， 据地表水 与地 依 水， 形成地下水 的潜在污染源 。 下水补 给关 系 ， 本着 既突 出重点又兼顾 全面的原则 ， 对莱西境内 大沽河 上、 下游及平原地 区进行广泛的布点 ， 中、 地下水从居 民家 莱西工业污染源主要集 中在莱西城 区，自七十年代开始 ， 现 中直接取样 ， 地表水取为大沽 河河水 。 对其进行现状评价分析 ， 评 代工业开始发展 ， 特别是化肥 、 品、 食 皮革 、 纺织 、 造纸等工业均排 价 因子为 ： 铵氮 、 硝酸盐氮 。 出含有大量有机 物的废水 、 废渣 ， 年排放量约 ９ ０万立方 米 ， 全 ８ 它
入地下水 ， 因此 ， 具有 较强 的 隐蔽 性 ， 以 引起 大 面 积 的 浅 层 地 下 ２ ０ 年 ７月 ２ 可 ０６ ３日的监 测 结 果 见 表 １ 。 水污染。
可 以看 出 ， 地下水 中硝酸盐含量大部 分超标 ， 铵氮几乎监测
莱西地区总面积 １ ５ ５ ２平方公 里 ， 耕地面积 ７６ ３ ２ ６ 公顷 ， 大部 不 到， 由于硝酸盐易 溶于水且无色无 味 ， 许多农 民长期饮用 已被
水中硝酸盐氮净化技术研究现状
水中硝酸盐氮净化技术研究现状摘要：硝酸盐氮污染已经成为严重制约我国社会经济持续发展、危害环境生态、影响人民生活和身体健康的突出问题，迫切需要加以解决。
本文主要介绍了生物脱氮、物理化学脱氮、新型组合脱氮，对各项技术进行了分析评价，并得出最佳处理方法。
关键词：硝酸盐氮；生物脱氮；物理化学脱氮；组合脱氮目前，地下水仍然是世界上许多地区的主要饮用水源。
在亚洲大约1/3的居民以地下水为主要的饮用水源，我国是一个缺水比较严重的国家，在干旱-半干旱地区和西南岩溶石山地区，地下水是主要的甚至是唯一的供水水源；在地表水相对丰富的东部、南部和沿海地区地下水也越来越成为重要的供水水源[1]。
然而，自上世纪50年代起，由于现代农业和工业化进程，地下水污染尤其是硝酸盐污染在世界各地不断出现，地下水中过多的硝酸盐氮主要来源是过度使用化肥和农家肥[2]，硝酸盐污染问题日渐凸显，因此硝酸盐污染防治将是我国地下水污染防治工作的重要任务。
1水中硝酸盐氮污染问题硝酸盐氮的污染问题是公众热点问题，硝酸盐本身对人体没有危害，但硝酸盐摄入人体后在还原性细菌的作用下部分被还原成亚硝酸盐，亚硝酸根被吸入人体血液后，能与血红蛋白结合形成失去输氧功能的变形血红蛋白，使组织缺氧而中毒，重者可因组织缺氧而导致呼吸循环衰竭。
另外高浓度的NO3-在体内可与含氮有机化合物形成“三致”物质亚硝基胺和亚硝基酰胺[3]。
一些学者还认为长期饮用NO3-污染水与包括胃癌、膀胱癌和脑瘤在内的多种癌症密切相关。
地下水污染主要是由于人类的工农业生产所造成的，如农业施肥、生活污水和含氮工业废水的渗漏、固体废弃物的淋滤下渗、污水的回灌、大气沉降等。
世界卫生组织和美国国家环保局、欧盟制定的引用水中硝态氮最高允许浓度分别为10mg/L、11.3mg/L，我国对饮水中硝酸盐氮浓度的标准也做了最新的修改最高允许浓度由原来20mg/L降低到10mg/L。
对水中硝酸盐污染进行分析研究，同时对其治理进行系统研究己是当务之急。
山西省忻州盆地地下水污染特征研究
79山西省忻州盆地地下水污染特征研究文_李鹏强 山西省煤炭地质资源环境调查院摘要：为了探究山西省忻州盆地地下水的污染特征状况，采用主成分分析法、聚类分析法以及相关分析法，对收集到的盆地区地下水水质数据进行分析。
结果表明：地下水主要影响因素为TDS、总硬度和硝酸盐氮；TDS和总硬度升高主要由于地表污染物淋滤入渗和氮素迁移转化造成，而硝酸盐氮污染主要来源于农业区氮肥的使用。
关键词：多元统计；地下水；水质；污染；忻州盆地Characteristics of Groundwater Pollution in Xinzhou Basin, Shanxi ProvinceLI Peng-qiang[ Abstract ] In order to explore the pollution characteristics of groundwater in Xinzhou basin of Shanxi Province, the principal component analysis, cluster analysis and correlation analysis were used to analyze the collected groundwater quality data in the basin. The results show that the main influencing factors of groundwater are TDS, total hardness and nitrate nitrogen; the increase of TDS and total hardness is mainly caused by the leaching and infiltration of surface pollutants and nitrogen migration and transformation, while nitrate nitrogen pollution mainly comes from the use of nitrogen fertilizer in agricultural areas.[ Key words ] multivariate statistics; groundwater; water quality; pollution; Xinzhou Basin1 数据与方法1.1 数据来源此次研究数据来源于2019年忻州市地下水动态监测工程，由于人口和工农业主要分布在盆地区，所以选择监测井的原则是尽量覆盖盆地区，然后选择了17口符合要求的浅层监测井的水质数据进行分析，各监测井井深均小于120m。
地下水硝酸盐污染与治理研究进展综述
地下水硝酸盐污染与治理研究进展综述地下水是地球上重要的淡水资源之一，广泛应用于生产生活和农业灌溉等众多领域。
然而，近年来地下水硝酸盐污染问题日益严重，给水源安全和人类健康带来巨大威胁。
因此，研究地下水硝酸盐污染及其治理已成为环境科学领域的重要研究方向。
地下水硝酸盐主要来自于农业和城市排放，其中农业活动是主要的源头。
农田施肥、农药使用和农业养殖等过程中，随着化肥和农药的使用量不断增加，大量的氮养分进入土壤并转化为硝酸盐。
在地下水中，硝酸盐具有很强的稳定性和迁移能力，容易积累并蔓延到水源地。
此外，城市污水处理不完全及工业废水的排放也是硝酸盐污染的重要原因之一。
硝酸盐污染对水环境和生态系统造成的影响是多方面的。
首先，硝酸盐污染会导致水体富营养化，加速藻类和蓝藻的生长，形成水华，并引发水体缺氧等问题。
其次，硝酸盐在人体内可经过硝酸盐还原菌转化为亚硝酸盐，亚硝酸盐与胃酸反应可生成亚硝胺，这些化合物对人体健康具有致癌和致畸的风险。
此外，硝酸盐还会降低土壤肥力，对农业生产产生不利影响。
为了有效治理地下水硝酸盐污染，现阶段的研究主要集中在以下几个方面：1. 来源控制：合理管理农业活动，控制化肥和农药的使用量，减少农业养殖废弃物的排放是关键。
通过科学耕作制度、改进施肥及农业排水管理等措施，减少硝酸盐进入土壤和地下水的量。
2. 除硝技术：目前主要的除硝技术包括生化法、物化法和生物法。
生化法是通过微生物将硝酸盐还原为氮气释放到大气中，常用的方法有反式除硝和厌氧反硝化技术。
物化法是基于吸附和离子交换等原理，主要应用于地下水处理系统中。
生物法是利用植物根系吸收和转运硝酸盐，如植物修复技术，也是一种有效的地下水治理手段。
3. 地下水位控制与流域管理：通过合理地进行地下水位的控制和流域管理，可以减少硝酸盐的迁移和扩散，降低地下水受到硝酸盐污染的风险。
4. 监测与评估：建立完善的地下水硝酸盐监测体系，及时掌握地下水硝酸盐的污染状况，对污染源进行溯源追查和评估，并为治理提供科学依据。
广州市白云区露天蔬菜地土壤及地下水硝酸盐污染调查研究
研究表 明 ， 地下水 的硝酸盐 污染 与过量施 肥有关 ＿ 。硝酸 盐 ３ Ｊ 导致高 铁血红蛋 白血 症的急性毒 理作用 已经被 很好地 证 明 ， 长期暴露于 硝酸 盐除 导致 婴 儿高 铁血 红蛋 白血症 及 可能 的 致癌毒性 之外 ， 还可能 致畸胎 、 甲状腺 肿大 、 复发性 胃炎 和儿 童糖尿病 。因此 ， 菜地 硝酸盐 污染状 况进行 调查 研究 具 对蔬
潘涌璋， 朱峰， 李健忠 暨 大 环 工 系广 广 ｌ ２ （南 学 境 程 ，东 州５６） ｏ ３
摘要 通过 调查和 地下水 田间采样 ， 对广州市 白云 区部分 露天蔬 菜地 的土壤 和地 下水 中的硝 酸 盐氮含 量进行 了测 定分 析。 结果表 明 土壤 中全氮含量 为 ０ １ ％， 中上水平 ， ．２ 属 ２ 菜地地 下水的硝酸 盐氮浓度 范围为 ０ １ ～ ９ ８ ｎ／ ， ． ４ ． ｇＬ 出现超标 现 象。分析 了地 下水中硝酸 盐 ３ ４，
ｃｉ ｔ ｙ
Ｐ Ｎ ｏ ｇｚａ ｇｅ ｌ （ ｅａｔｅｔ ｆ ｎｉ ｎ ｅ ｔ Ⅱ ｎｅ ，ｉ ｎＵｎ ｅ ｉ ， 舢 ｇ ｕ Ｇ ａｇｏ ｇ５０ ３ ） Ａ Ｙ －ｂｎ ｔａ Ｄ ｐ ｒ ｎ ｖｒ ｍ ｎａ ｎ ｍ ｏＥ ｏ ｌ ｅ她 Ｊ ａ ｉ ｒ ｔ （ ｎ ｖ ｓ ｙ 出０ ， ｕｎｄｎ １６２
维普资讯
安徽农业科学 。 ｕ ａ ｏ Ａ ｝ｉ ． ｅ． ０ 。 （ ）５４ — １８ ５６ Ｊ ｒ ｌ ｆ ｎｕ Ａ Ｓｉ ０８ ３ １ ：１７ ５４ ，１ ｏ ｎ １ ２ ６ ２ ２
责任编辑
李玮
责任校对
况玲玲
广 州市 白云 区露 天蔬 菜地 土壤 及 地 下水 硝 酸 盐污 染 调 查研 究
．
１ｚｄ． ｅｒｓ ｌ ｄｃ ｔ ｈ ｔｈ ｏ ｔｎ ｆｎｔ ｇｎ ｉ ｅｓ ｉｗａ ｙｅ Ｔｈ ｅｕｔ ｉ ｉａｅ ｔａ ｅｃ ｎｅ ｔ ｓｎ ｄ ｔ ｏ ｉｏ ｅ ｔ ｌ ｓ０ ｒ ｎｈ ｏ
地下水 氨氮硝酸盐氮亚硝酸盐氮
地下水氨氮硝酸盐氮亚硝酸盐氮
地下水是地球上重要的淡水资源之一，然而随着工业化和城市
化的发展，地下水中的污染问题也日益严重。
其中，氨氮、硝酸盐
氮和亚硝酸盐氮是地下水中常见的污染物质，对人类健康和生态环
境造成严重威胁。
首先，氨氮是一种常见的地下水污染物，主要来自于农业排放、工业废水和城市污水。
高浓度的氨氮不仅会导致地下水的臭味和浑浊，还会对水生生物造成危害，影响水质和生态平衡。
其次，硝酸
盐氮和亚硝酸盐氮通常来自化肥和污水处理厂的排放。
这些化学物
质在地下水中积累，容易引发蓝藻水华等环境问题，同时也对人体
健康构成威胁，长期饮用含有高浓度硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的地下
水可能导致健康问题，例如亚硝酸盐氮可导致一氧化氮的生成，一
氧化氮会与血红蛋白结合形成亚硝酸血红蛋白，导致血液无法正常
携氧。
为了保护地下水资源，减少氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的污染，我们需要采取有效的措施。
首先，加强对农业、工业和城市污
水的治理，减少氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的排放。
其次，加强
地下水的监测和保护，及时发现和处理污染源，防止地下水污染扩
散。
此外，加强环保意识教育，提倡绿色生产和生活方式，共同保护地下水资源，保障人类和生态环境的健康。
地下水是宝贵的水资源，保护地下水资源，减少氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的污染，是我们每个人都应该关注和行动的问题。
希望通过大家的共同努力，地下水能够得到有效保护，为人类和生态环境提供清洁的水资源。
农村地下水中硝酸盐污染状况及原因分析
农村地下水中硝酸盐污染状况及原因分析【摘要】农村地下水中硝酸盐污染是当前农村环境问题中的重要方面，主要原因包括化肥和农药的大量使用、畜禽养殖粪便排放以及农村生活污水直排。
这些因素导致硝酸盐在地下水中积累超标，影响农村居民的饮水安全和生活环境。
本文旨在探讨农村地下水中硝酸盐污染的状况及原因，并提出相关危害性分析、应对措施建议和未来研究方向展望。
加强环境保护意识、优化农业生产结构、加强农村环境治理将是有效应对农村地下水硝酸盐污染的关键。
未来研究应该更加注重生态农业发展、水资源管理和环境保护政策制定，为解决农村地下水硝酸盐污染问题提供理论和实践支持。
【关键词】关键词：农村地下水、硝酸盐污染、化肥、农药、粪便污染、生活污水、危害性、应对措施、研究方向、农村环境保护1. 引言1.1 农村地下水中硝酸盐污染的现状农村地下水中硝酸盐污染是当今我国农村地下水环境面临的严重问题之一。
随着农业生产、畜禽养殖和农村生活的发展，化肥、农药、畜禽粪便等有机废弃物的排放不断增加，导致地下水中硝酸盐含量逐渐升高。
据统计，我国农村地下水中硝酸盐污染的情况呈逐年增长的趋势，已经成为威胁农村水资源安全和居民健康的重要因素之一。
农村地下水中硝酸盐污染主要集中在农业用地周围以及畜禽养殖场附近。
化肥和农药的广泛使用是导致地下水中硝酸盐污染的主要原因之一。
畜禽养殖过程中产生的大量粪便也会直接或间接排入地下水中，加剧硝酸盐的含量。
农村居民生活污水排放不当也是造成地下水硝酸盐污染的重要原因之一。
农村地下水中硝酸盐污染问题严重影响着我国农村地区的水资源安全和居民健康。
为了有效应对这一问题，需要采取一系列科学合理的措施，包括加强农业生产的节水减肥，规范畜禽养殖和农村生活污水处理等方面，以减少硝酸盐的排放量，保护农村地下水环境。
未来，还需进一步加强研究，探索新的技术手段和管理模式，全面提升农村地下水质量，确保农村水资源可持续利用。
1.2 研究目的本文旨在探讨农村地下水中硝酸盐污染的状况及其主要原因，旨在深入分析化肥和农药的使用、畜禽养殖过程中的粪便污染以及农村生活污水排放对地下水中硝酸盐污染的影响。
河南省地下水硝态氮污染调查与监测
与监测 ， 分析 了河南 省地下 水硝 酸盐 污染 现状及 其影
响 因素 ， 为采取 有效 的措施 控制 或 降低 硝 酸盐对 地下 水污染提供 科学 的依 据 。
１ 材 料 与 方 法
１１ 地 下水 调查 ．
２０ ０ ６年 对 河南 省 ４ ３个 县市 的小 麦一玉 米 轮 作 区、 小麦一 经济 作物轮 作 区 、 大棚 蔬菜 区 、 果园及 花卉 生 产基地 等不 同井深 的地下 水进 行定位 取样 调查 ， 取 样 区域 涵 盖河南 省 潮 土 、 棕壤 、 褐土 、 稻 土 、 水 砂浆 黑 土等 几个 主要 土壤类 型 ， 共取 得水样 ５ ７个 。 ３ 调查 项 目包 括 ： Ｐ Ｇ Ｓ系统 精确 定位 、种植 区 的轮 作作 物 、 物周 年的施 肥 品种及 用量 、 物年 灌水 量 、 作 作 地 区年 降 雨量 、 附近 工业 类 型及 年耗 水 量 、 地下 水 的 利用 类型 、 位等 。 水
１ ． 下水硝态氦 的测定 方法 ２地
力 ， 很难 处 理 ， 就 它对 生态 环境 的破 坏 和人体 健 康 的
影 响将 更长久 、 深远 ， 酸盐 即为其 中的一 种［１早 更 硝 １。 － ２ 在２ ０世 纪 ４ ０年 代人 们 已经 发现 饮 用 硝态 氮 含 量过 高 的水 ， 可直接 引起 婴儿高 铁血红蛋 白症＿ ３ Ｉ 。而且人们 还发 现 消化 系统 的癌症 都 与环 境 中硝 酸盐 水 平 即饮 水和蔬菜 中的硝酸盐 含量有 关 。为 此世界 卫生 组织 规定饮用 水 中硝态 氮最大 允许 浓度 为 １ ｇ Ｌ１近年 ０ｍ ・ 一 。 来发现我 国硝态氮 污染地下水 的 问题 越来越严 重 。 张
开 采量达 １７ ｍ ， 泛分布 于平原 和 山区的河谷 平 亿 ］ １ 广
以甘油为碳源去除地下水中硝酸盐的试验研究
降解碳 源 匮乏 问题 。
硝酸盐对人体健康 的危害较大 ， 它被摄人人体后部分
可被 还原 成亚 硝 酸 盐 。亚 硝 酸 盐 与 血 液 中 的铁 血 蛋 白结 合 ， 后 者被 氧 化 成 高铁 血 蛋 白 ， 而失 去 输 送 使 从 氧 的能力 ， 胃中与氨 氮结 合形 成亚 硝基 氨或 其 它化 在 合物 ， 具有 致 癌 作 用［ 。世 界 各 国对 饮 用 水 中硝 酸 ８ ＿
况下所加碳 源的最佳投放量 ， 大效率 去除硝 酸盐 的同时 ， 在最 可避免造成二次污染 。
关键词 ： 油 ； 源； 甘 碳 生物反硝化 ； 地下水 ； 硝酸盐 ； 脱氮时效性 中图分 类号： ２ Ｘ５ ３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ３５ ８ （０ １０ —５ ３０ １ ７— ７ １２ １ ）４０ ０—３
以甘油 为碳 源 去 除地 下水 中硝 酸盐 的试 验研 究
胡 明 明 ， 汪 家权 ， 阴 娟 ， 张 立敏
（ 肥工业大学 资源 与环境工程学 院， 合 安徽 合肥
摘
２００） ３０ ９
要： 文章研究了以甘油为碳 源的生物反应 器 ， 在相同的硝酸盐 氮浓度和甘 油浓度梯度下 ， 别投加 纯反硝化 菌种和土 著反硝 分
甘油 为反 硝化碳 源 ， 图解决 目前 地下 水硝 酸盐 生物 试
药和化肥 的不合理使用 ， 使得中国 目 前大量湖泊水体 均 受 到不 同程 度 的 氮污 染 ， 部 水 域 已 十分 严 重 ［ 。 局 ３ ］ 水体氮污染不仅会对人体和水生动物产生不 良影响 ， 同 时也是 引 发 水 体 富 营养 化 的重 要 原 因［ 。硝 酸 盐 ４ ］
地下水硝酸盐污染的成因分析及治理方法
地下水硝酸盐污染的成因分析及治理方法作者：马延庚来源：《科技视界》 2014年第17期马延庚（沈阳建筑大学，辽宁沈阳 110168）【摘要】地下水中硝酸盐含量一般不大，有时也可发现较高的含量，这与地下水所处的岩性有关。
研究表明，大量使用化肥水中氨氮、亚硝酸盐的氧化和有机氮化合物受微生物作用的转化以及某些含硝酸盐工业废水的渗入，也可使地下水中的硝酸盐含量增高。
本文将主要探讨地下水硝酸盐污染的成因与治理方法。
【关键词】地下水；硝酸盐；污染；成因分析；治理０引言在进行作为饮用水水源的地下水中硝酸盐的去除时，还可以直接在被污染的地下水水体中进行处理，称为原位反硝化或地下反硝化，其运行费用低、操作简便。
无论是在工业发达国家还是发展中国家，由于农村地区大量氮化肥的施用，生活污水和含氮工业废水的未达标排放及其渗漏，固体废物的淋滤下渗，污水的不合理回灌，以及地下水的超量开采等原因，导致地下水中的硝酸盐浓度上升，成为一个十分重要的环境问题[1]。
1 地下水硝酸盐污染的成因分析1.1 氮素化肥的施用氮素化肥的施用，虽然大大地提高了土地的生产力，在农业生产中发挥了重要的作用，但由于施用的不当，也带来了一系列的环境问题。
据报道，由于农田氮肥施用量的增加，世界范围内的地表水和地下水中氮化合物含量都在不同程度上呈现出上升趋势。
大量的化肥进入农田后不能被农作物完全吸收，除一小部分可通过挥发或脱氮返回大气圈外，绝大部分残留在土壤或经降水溶解进入地下，使地下水受到氮素的污染，导致地下水中硝酸盐氮的提高。
据研究表明，施用于土壤的肥料有30％～50％经土壤淋滤于地下水环境中，地下水NOF-N污染与氮肥施用量成线性关系。
李文庆等对大棚土壤硝酸盐状况进行了研究，结果表明，棚区地下水中较非棚区含有更多的硝酸盐，而且在大棚种植时间较长的地区硝酸盐的增加更加明显，这说明农业活动氮素化肥的施用对地下水中硝酸盐含量的增加起到了较大的作用。
1.2 污水灌溉由于水资源的日益紧张短缺，出现了污水灌溉。
催化加氢法去除地下水中硝酸盐氮
它具有反应速度快、不产生二次污染以及反应装置简单
的优 点，是 其他 方法 所无 法 比拟 的 。
２催化剂对去 除硝酸 盐氮的作 用
研 究表 明 ，这 个 反 应 存 在 速 率 问 题 ， 因此 很 多 工 作
１加氢还原法治理地下水 中硝酸盐氮 的基本原理
硝 酸盐 中氮 元素 处 于最 高价 态 ，Ｈ可将 其还 原为 较低 价 态 的氮 气 ，不 会 向水 中引入 其他 元 素 。反 应 方 程 式可 表示 为 ： ５。－Ｎ ３ Ｈ一Ｎ＋６。 ＨＪ２０ ＋２＋ ｆ Ｈ０ ｒ １
比来 表示 。该 值越 大 ，说 明选 择性 越好 。
２ １催化 机理 ．
：
一ห้องสมุดไป่ตู้
（０一Ｎ） Ｎ ，一 （ Ｈ） ／ ／ ，
其 中 ， 为 电极 电势 ，它 与物 质 的浓度 有关 ：
， ，
研究 较多的催化剂 是贵金属 （ ｄ ｔ ｕ ｒ Ｒ Ｐ 、Ｐ 、Ｒ 、Ｉ ￣ ｈ
教学园地
王 娇 王 召 胡 ：化 氢 去 地 水 硝 盐 丁 明 琴 催 加 法 除 下 中酸 氮
３ ｌ
１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｓ ． ６ １４ ９ ． ０ ０ ３ ． ３ ０ ３ ６ ／ ． ｓ ｎ １ ７ — ８ Ｘ ２ １． ６ ０ １
催化加氢法去 除地 下水 中硝酸盐氮术
王丁娇
摘
２ ０ ：１ ４—０＋０． ５９１ ［ 一。ｏ １ １ １ ｇ０ １１ ：．Ｖ １ ｆ 一２ １ １ 。 ０ 一
．
一 般 情 况 下 ， 当一 个 氧 化 还 原 反 应 的Ｅ 时 ，反 ＞０ Ｖ 应 可 能 自动 发 生 ；当Ｅ ＞０ ２ Ｖ ，反 应 可 能 进行 得 很 彻 。 ． 时 底 。由此 反应 的Ｅ 据可 知 ，反 应 能 自发 进 行 ，并 且 即便 数 ￣Ｎ ａ ＿ Ｏ 浓度 仅为 １ ｍ ｌ 时 ，趋势 也很 大 。 Ｏ ｏ‘
利用氮、氧稳定同位素识别地下水硝酸盐污染源研究进展
ｐ ｏ ｌ ｍｓｉ ｅ ｔ ｃ ｔ ｎ ｏ ｉ ａ ｅｓ ｕ ｃ ｓｎ ｕ ｌ ｓ ｔ ｐ ｔ ｏ ｓ ａ ｄ ｑ ａ ｔ ａｉｎ ｏ ｒ ｂ ｅ ｎ ｉ ｎ ｉ ａｉ ｆ ｔ ｔ ｏ ｒ ｅ ｕ ｉ ｇ ｄ ａ ｏ ｏ ｅ ｍｅｈ ｄ ｎ ｕ ｎ ｉ ｔ ｆＮＯ３ｓ ｕ ｃ ｎ ｕ ｓａ ｄ ａｓ ｒ ｐ ｓ ｓ ｄ ｉ ｆ ｏ ｎｒ Ｉ ｚ ｏ ｏ ｒ ｅ ｉｐ ｔ ｎ ｌｏ ｐ ｏ ｏ ｅ ｓ ｍｅ ａ ｐ ｃ ｓ ｅ ｅ ｖ ｎ ａ ｅｕ ｔ ｄ ． ｏ ｓ ｅ ｔ ｓ ｒ ｉ ｇｃ ｒ ｆ ｌ ｕ ｙ ｄ ｓ
摘
要： 氮污染特别是地下水硝酸盐污染已成为一个 相当普遍 而重要 的环境 问题 。地下水硝 酸盐 污染与人类健康 和环
境 安全密切相关 。为控制地下水硝酸盐污染 ， 最根本 的解决办法就是找到硝酸盐 的来源 ， 减少硝态氮向地下水的输送 由于不 同来源的硝酸盐具有不 同的氮 、 氧同位素组成 ， 人们利用 Ｎ ； ８ Ｎ和 ８０开展 了硝酸盐污染源识别研究 。 义 Ｏ中 本 综述 了利用 氮 、 同位素识别地下水硝酸盐污染源及定量硝 酸盐 污染 源输入的研究进展及 目前存在的 问题 ， 氧 并提 出儿
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｎｉ ｏ ｅ ｐ ｌ ｔ ｎ ａ ｉｕ ａ ｙ ｉ ａ ｅ ｏｌ ｔ ｎ ｆ ｇ ｏ ｎ ｗａｅ ｈ ｓ ｅ ｏ ａ ｅ ｙ ｏ ｓ ｒ ｃ ： ｔ ｇ ｎ ｏｌ ｉ ｐ ａ ｃ ｌｄ ｎ ｔ ｔ ｐ ｌ ｉ ｏ ｒ ｕ ｄ ｔｒ ａ ｂ ｃ ｍｅ ｖ ｒ ｃ ｍｍｏ ａ ｄ ｉ ｏ ａ ｔ ｒ ｕｏ ｒ ｕ ｏ ｎ ｎ ｍｐ ｒ ｎ ｔ ｅ ｖｒ ｎ ｎ ａ ｓ ｅ ． ｔａｅｐ ｌ ｔ ｎｏ ｒ ｕ ｄ ｔ ｒ ｓ ｌ ｓ ｌ ｎ ｅ ｔ ｕ ｎｈ ａｔ ｎ ｎ ｉ ｎ ｎ ａ ｅ ｕ ｉ ． ｎＯ ｄ ｒ ｏ ｎ ｉ ｍｅ ｔ ｌ ｓ ｕ ｓ Ｎｉ ｔ ｏｌ ｉ ｆ ｏ ｎ ｗａｅ ｏ ｅ ｙｌ ｋ ｄｗｉ ｈ ｍａ ｅ ｌ ａ ｄ ｅ ｖｒ ｍｅ ｔｌ ｃ ｒ ｙ Ｉ ｌ ｅ ｏ ｉ ｒ ｕｏ ｇ ｉｃ ｉ ｈ ｈ ｏ ｓ ｔ ｌ
青岛市地下水中硝酸盐氮的污染及其影响因素分析
中高 铁 血红 素 的含 量 达 ７ ％时 ， 导 致 窒息 而 死ｍ” Ｏ 即 Ｊ 。
低值 为 ０１ｍｇ Ｊ 以 Ｇ ５４ — ３ 定 的 ２ ｇＬ为标 准 ， ３ ３ ．１ ，。 【 Ｎ ７９９ 规 ０ｍ ／ 有 ５
摘 要 ： 文 通 过 对 ２ ０， ０４年 青 岛 市地 下 水 中硝 酸 盐 氮含 量 的分 析 ， 讨 了青 岛 市 地 下 水 中硝 酸 盐 氮 的 污 染 规 律及 本 ００－ ０ － ２ 探
影 响 因素 。 分析 结 果 表 明 ： 下 水 中硝 酸 盐 氮的 污 染 有地 区性 差异 ， 染 区主 要 集 中在 农 业 比较 发 达 的 平度 、 西 等 平 原 地 污 莱
２＿ 硝 酸 盐 氦 含量 的地 区分 布 ２
青 岛 市 以浅 层 地 下水 为主 ， 含水 层 埋 藏 浅 ， 接 受 降水 补 给 。 存 易 现 代 河 床地 带 。 水 与 地 下 水形 成 一 体 ， 河 因此 地 下 水 的污 染 与 地
表 水 的 污染 具 有 紧 密 的联 系 。
地 区， 而属 于 山 区的胶 南地 下水 中的硝 酸 盐 氮 的 舍 量较 低 。 在 平度 、 西地 区 ． 下水 中硝 酸 盐 氮 的含 量 与 氮 肥 施 用 量具 莱 地
有一 定 的 正相 关 ． 应加 强该 区域 含 氮有 机 物 污 染 的 治理
关键 词 ： 酸 盐 氯； 下 水 污 染 ： 硝 地 影响 因素 ： 岛 市 青
硝 酸 盐 含 量 已大 面 积 超 标 ， 长 备 市 地 下 水 巾硝 酸 盐 含 量 高 达 如 ８ ， 标 面 积 为 １６ｋ ２西 安 市 及 市 郊 潜 水 中 最 高 含 量 达 ８ｍ 超 ２ ｍ ； １ ５ ， 均 达 ４ ｇ ， 标 面积 为 １ ８ ｍ １／ ３ ｍ 平 ３ｍ ， 超 ＇ Ｌ ６ ， ｋ ２。 ３ 饮用 水 中硝 酸盐 浓 度 的 提 高会 对 人 体 的健 康造 成 严 重 的 危
地下水硝酸盐污染及修复技术讲解
地下水硝酸盐污染及修复技术摘要：地下水硝酸盐污染是全球所面临的一个日益严重的问题，对于地下水硝酸盐污染的治理及修复方法也成为近些年学者研究的对象。
本文就地下水硝酸盐污染的现状、来源、危害等提出几种修复方法，并针对生物修复技术做了详细的介绍，最后对于地下水硝酸盐污染做了小结及展望。
关键词：地下水污染硝酸盐生物修复技术引言水是人类生命的源泉，随着经济的发展和人类活动的加剧，使得水环境的污染越来越严重，地下水作为水资源的一部分也受到了很大的污染。
地下水由于工业、农业、生活、医疗等废水的大量排放，已导致不同地区出现了不同程度的地下水污染。
影响地下水水质的污染物有很多种，最普遍的无机污染物就是硝酸盐。
硝酸盐最为地下水比较常见的污染物，使其的研究有着重要的意义。
1. 地下水污染现状及分布就全国范围而言，我国地下水质量总体较好。
根据国家地下水质量标准，我国63%地区的地下水可直接饮用，17%经适当处理后可供饮用，12%不宜饮用，剩余8%为天然的咸水和盐水。
在全国第二轮水资源调查评价的197万平方公里的平原区中，选取了pH 值、矿化度、总硬度、氨氮、挥发酚、高锰酸盐指数、硫酸盐、氯化物、氟化物、硝酸盐、亚硝酸盐、铁、锰、砷、铬、镉、大肠杆菌等17 项指标。
评价结果表明，浅层地下水I类和U类水质分布面积仅为 4.98%,川类面积为35.53%,W、V类面积高达59.49%。
太湖、辽河、海河、淮河等流域地下水污染最为严重, 其面积的91.49%、84.55%、76.40%和67.78%地区的地下水超标。
据《中国地质环境公报》（2007）,全国地下水水质呈下降态势的地区主要分布在华北、东北和西北地区, 水质呈好转态势的地区零星分布。
[1]东北地区重工业和油田开发区地下水污染严重。
不同地区有着不同的特点：松嫩平原污染物以亚硝酸盐氮、氨氮、石油类为主；辽河平原污染物则以硝酸盐氮、氨氮、挥发酚类、石油类为主。
华北地区因人类经济活动频繁，从城市到乡村的地下水污染比较严重。
地下水中硝酸盐氮处理技术
于晓梅，李阳，马艳飞(山东理工大学，山东 淄博 255000)
摘要：文章研究了不同种类的改性生物炭吸附地下水中硝酸盐氮的影响因素。通过改性生物炭对地下水中硝酸盐氮的吸附机理和
影响因素的分析，得出改性生物炭吸附地下水中硝酸盐氮的最佳组合条件。结果表明：当铁炭比为 0.28 的改性的椰壳生物炭吸附效
2 结果与讨论
2.1 未改性生物炭的筛选 本实验研究未改性生物炭 (小麦秸秆、木屑和椰壳生物炭)
图2 铁炭比对生物炭去除地下水中硝酸盐氮的影响
2021年06月
| 31环保与节能 Nhomakorabea= ηe
c0 - ce ×100 (1)
ce
式中：ηe 为硝酸盐氮去除率；c0 为吸附前溶液中硝酸盐氮的
(b) 不同反应时间下生物炭对地下水中硝酸盐氮的吸附量 图4 不同反应时间下生物炭对地下水中硝酸盐氮的去除率和吸附量
2.5 地下水温度对改性生物炭吸附硝酸盐氮的影响 投加上述筛选出的生物炭，探究地下水温度分别为 21、
25、30、35、40 ℃时对地下水中硝酸盐氮的吸附效果，具体结果 如图 5 所示。从图中可以明显看出，铁炭比为 0.28 的改性生物
3 结语
3.1 最佳未改性生物炭的筛选
通过研究未改性生物炭 (小麦秸秆、木屑和椰壳生物炭 ) 对地下水中硝酸盐氮的吸附效果，得出椰壳、小麦秸秆和木屑 生物炭吸附地下水中硝酸盐氮后剩余硝酸盐氮含量分别为 9.7、15.28 和 25.62 mg/L。因此，椰壳生物炭对地下水中硝酸盐 氮的吸附效果最佳。
3.2 改性生物炭吸附地下水中硝酸盐氮的最佳组合条件
结果表明：当铁炭比为 0.28 的改性的椰壳生物炭吸附效果 最佳。当水温为 21 ℃时，投加 20 g/L 的改性生物炭与地下水中 硝酸盐氮反应 10 min，对硝酸盐氮去除率达到最佳，为 81.38%。
氮污染在地下水中迁移、转化规律的研究
除 率 。同 时得 出 ， 无论 哪 种 地 下 土质 对 氨 和 硝 酸 盐 的 阻截 能 力都 较 弱 ， 突 发 污 染 恢 复 力 也 同样较 弱 。 对 关 键 词 污 染 河 流 氮 污 染 地下水 渗 透 研 究
，
ａ ｓｒ ｔ Ｎｔ ｇｎ ａｄ ｉ ｍ ｏ ｎ ｓ ａｅｂ ｃｍ ｅ ａ ｒ ｌ ｔ ｔ ｏ ｒ ｃ ａ ｒ ｄｇ ｕ ｄ ａ ｒ Ｉ ｔ ｓ ａ ｅ ，ｕｉ ｆ ｂ ｔ ｃ ｉｏ ｅ ｎ ｓ ｏ ｐ ｕ ｄ ｖ ｅｏ ｅ ｈ ｊ ｌ ａ ｓ ｆ ｕｆ ｅ ｔ ｒ ｎ ｗ ｔ ． ｉ ｐｐ ｒ ｓ ｇ ｉ ａ ｒ ｔｃ ｈ ｔ ｍ ｏｐ ｕ ｎ ｓ ａ ｗ ｅａ ｏ ｎ ｏ ｅ ｎｈ ｎ ｄ－
随着工 业 的发 展 和 人 口的 增 加 ， 流 污 染 日 河
的含水 率 、 隙 率 和渗 透 系数 。所 取 土样 的 位 置 孔
为沈 阳浑南地 区地 铁 ３号 线 浑河 站 与距 离 浑 河 大
桥 约 ｌｍ的浑河 北 岸边 。地铁 ３号 线 浑河 站 取 土 ｋ 深 度 为除表层 植 被外地 下 ２ ０ｍ、３ ｃ ２０ ｍ 和 ０ ｃ ２ ０ ｍ、６ ｃ
氮污 染在地 下水 中迁 移 、 化规 律 的研 究 转
李 晶
氮污染在地下水中迁移、 转化规律的研究
Ｓ ｕ ｙ ｏ ａ ｓｅ ｆＮｉ ｏ ｅ ｏｌｔ ｎ ｉ ｏ ｎ ｗａ ｅ ｔ ｄ ｎ Ｔｒ ｎ ｆ ｒｏ ｔ ｇ ｎ Ｐ ｌ ｉ ｎ Ｇｒ ｕ ｄ ｔ ｒ ｒ ｕｏ
电化学法去除地下水中硝酸盐的机理研究
V ol .37N o.7Jul .2021赤峰学院学报渊自然科学版冤J our nalofChi f eng U ni ver s i t y (N at ur alSci ence Edi t i on)第37卷第7期2021年7月随着工业的迅速发展和人类活动的增加袁水资源的需求量正日益增大遥同时袁迅速发展的社会经济与急剧上升的人口也导致了水环境的持续恶化袁使地表水发生了大面积污染遥由于地表水资源分布不均和水质恶化袁造成我国人均可用水资源严重短缺的现象袁因此袁地下水已被视为可用水资源的重要组成部分遥地下水供水条件较稳定袁且分布非常广泛袁所以常被用作农业灌溉尧工业生产与饮用水的水源遥在我国一些地表水匮乏的干旱地区和北方地区袁地下水甚至是唯一的供水水源[1]遥近年来袁过度施肥尧地下水的过度开采和废水的不合理排放等因素造成了日益严重的地下水污染遥全国范围的地下水水质监测数据显示袁水质总体较差袁主要为郁类(70.7%)和吁类(15.5%)袁而玉-芋类仅占13.8%渊中国生态环保部袁2018冤遥氮渊N 冤元素是生物体构成与生长过程所必需的营养元素袁广泛存在于自然环境中遥氮循环更是维系地球上生命系统得以不断运行的重要自然过程遥但是袁自20世纪起袁全球范围内许多国家与地区的地下水中硝酸盐污染问题日益突出[2]遥地下水环境中硝酸盐的来源主要包括农业生产过程中含氮化肥的施用尧畜禽养殖废水尧垃圾渗滤液的淋滤下渗尧大量含氮生活污水和工业废水的排放等遥已在我国多个地区的地下水中检测出不同程度的硝酸盐污染袁其中袁在农业活动频繁尧城市化进程较快以及干旱的地区污染尤为严重[3]遥2011年袁叶全国地下水污染防治规划(2011-2020年)曳对我国的地下水质量进行了评价袁指出平原地区的浅层地下水水质较差袁北京尧辽宁尧吉林尧上海尧江苏尧海南尧宁夏和广东等8个省渊区尧市冤的主要污染指标包括氨氮尧亚硝酸盐氮及硝酸盐氮等遥虽然硝酸盐本身的毒性较低袁但是长期饮用含有过量硝酸盐的水将会危及人体健康遥硝酸盐进入人体的消化系统后袁经过肠道微生物的作用而转化为亚硝酸盐袁后者可将正常的血红蛋白氧化为不具备输氧功能的高铁血红蛋白袁并进一步引起疲劳尧气短尧脑缺氧甚至死亡袁被称为野高铁血红蛋白症冶[4]遥此外袁当硝酸盐进入人体之后袁经胃中多种还原酶的作用袁将会转化为可致癌尧致畸和致突变的亚硝胺类物质袁具有引发人体胃癌和食道癌等多部位肿瘤的潜在危害[5]遥由于全球范围内地下水中普遍存在硝酸盐污染袁严重影响人们日常生活袁威胁到人体健康与生态环境袁因此袁急需开展针对地下水中硝酸盐污染的有效防治与修复研究袁降低地下水中硝酸盐含量遥针对硝酸盐去除技术的研究袁目前袁生物处理技术尧物理处理技术和化学处理技术等三种常规的硝酸盐处理技术已得到广泛应用遥电化学还原法是指在电化学反应装置内袁采用适当的阴极与阳极组电化学法去除地下水中硝酸盐的机理研究刘恒源袁杨彦韬袁鲍文达袁钱梦然袁朱仙彪渊赤峰学院化学与生命科学学院袁内蒙古赤峰024000冤摘要院随着社会的快速发展袁工业废水和生活污水的不合理排放导致全球范围内广泛存在地下水中N O 3--N 污染的现象遥目前袁电化学法由于操作简便和环境友好性等特点袁被广泛用于N O 3--N 的还原去除遥本研究构建了一个以T i /I r O 2-Pt为阳极的电化学系统袁探究了不同阴极材料尧电流和初始pH 对反应器内硝酸盐还原的影响遥结果表明铁阴极具有较好的还原能力袁硝酸盐还原效率可以达到73.8%遥电流的升高增加了反应器内的电子传递袁从而提高了系统的硝酸盐电化学还原能力遥将电解液初始pH 值调节为7.00的中性环境可获得最高的硝酸盐还原效率袁且无副产物积累遥关键词院电化学曰硝酸盐曰地下水曰副产物中图分类号院X 703.1文献标识码院A文章编号院1673-260X 渊2021冤07-0046-04收稿日期院2021-04-11基金项目院内蒙古自然科学基金项目渊2019B S02006冤曰赤峰学院人才科研启动项目渊Q D J R C Y J 022冤. All Rights Reserved.合袁通过施加电流或电压袁在特定的实验条件渊如pH 尧温度等冤下袁利用电子转移过程袁在阴极表面逐步还原硝酸盐袁生成亚硝酸盐尧氨氮或氮气袁从而去除水中硝酸盐的过程[6]遥电化学法反应器构造简易尧操作简便尧无须外加还原剂尧反应快速高效袁因此作为一种环境友好型处理技术袁近年来得到了广泛的研究与关注遥本实验通过构建一个小型电化学反应器用以去除地下水中的硝酸盐袁并探究不同运行条件对反应器性能的影响遥1实验部分1.1实验用水以合成的硝酸盐污染地下水为实验用水袁每1L 溶液中含有0.304g 硝酸钠渊N aN O 3冤袁使溶液中硝酸盐浓度约为50m g-N /L 袁该浓度与我国大多数农业地区地下水中硝酸盐含量相近遥同时向其中添加1.0g/L 硫酸钠渊N a 2SO 4冤提高溶液导电性袁所有的固态化学药品均用分析天平准确称取渊FA 1604N ,J i nghai ,中国冤袁实验中所用的所有化学试剂均为分析纯渊恒兴试剂,中国冤袁利用去离子水配制实验用水袁排除其他离子干扰遥1.2实验装置本实验反应器主要由电解槽尧直流稳压电源尧阳极和阴极组成遥采用直流稳压电源渊PS-3005D ,兆信,中国冤施加恒电流为反应器供电袁电压范围0-30V 袁电流范围0-5A 遥圆柱形单室电解槽的有效容积为500m L 遥实验中以Ti /I r O 2-Pt为阳极材料袁尺寸为11cm 伊6cm 袁采用相同尺寸的铜板尧铁板和钛板分别为不同条件下的阴极遥1.3实验过程每次向反应器内倒入500m L 合成的硝酸盐污染地下水开始实验袁放入选定的阴阳极袁打开直流稳压电源袁在不同实验条件下渊阴极材料尧电流和初始pH 值冤进行电化学还原反应遥电解时间为120m i n 袁每隔20m i n 从反应器上部液面处取3m L 液体用于检测硝酸盐和亚硝酸盐浓度袁检测之前液体通过0.45滋m 滤膜过滤遥每组实验至少重复3次以保证实验结果的可重复性袁使所得结果的分析误差小于5%遥1.4水质检测和分析方法根据叶水和废水监测分析方法渊第四版冤曳中的标准方法袁采用紫外分光光度计测量渊TU -1901,北京普析,中国冤检测水样中N O 3--N 和N O 2--N 浓度遥具体为院N O 3--N 浓度在双波长220/275nm 处通过紫外分光光度法测定遥N O 2--N 浓度在波长540nm 处通过N -渊1-萘基冤-乙二胺分光光度法测定遥水样pH 值利用pH 计渊PH S-2F,雷磁,中国冤测量遥2实验结果与讨论2.1不同阴极材料对硝酸盐还原的影响图1显示袁分别利用铁尧铜和钛板为阴极在电化学作用下硝酸盐和亚硝酸盐浓度的变化袁在电流为0.5A 袁添加1.0g N a 2SO 4的条件下袁电解后N O 3--N 的浓度由50m g/L 分别降至13.10尧18.02和30.06m g/L 袁N O 3--N 的去除率分别为73.8%尧63.9%和39.9%遥K uang 等[7]也证实利用不同金属材料作为阴极构建电化学系统进行电解过程中袁铁阴极具有较高的硝酸盐去除效率袁这是由于铁阴极将硝酸盐转换为氮气或副产物的负电位值较小袁这一特点有利于硝酸盐的还原遥铜阴极虽然具有对硝酸盐的吸附强的特点袁有利于亚硝酸盐的形成的特点袁但铜阴极长时间电解会使得溶液的pH 升高导致铜板表面钝化袁影响电催化活性[8]遥而与铁电极和铜电极相比袁钛阴极的催化活性较低袁因此对硝酸盐的还原图1不同阴极材料反应器内硝酸盐和亚硝酸盐浓度的变化渊Ti /I r O 2–Pt阳极尧电流0.5A 袁1.0g/L N a 2SO 4冤. All Rights Reserved.作用较小遥此外袁作为一种中间产物袁亚硝酸盐在溶液中不稳定袁易被转化为其它含氮产物[9]袁实验结果发现副产物的积累也有明显差异袁分别以铁尧铜和钛板为阴极的条件下袁N O 2--N 的浓度呈现先增加后减小的趋势袁在实验过程中达到的最大值分别为0.20m g/L 尧0.61m g/L 和1.52m g/L 袁电解反应结束后浓度分别为0.10m g/L 尧0.20m g/L 和0.51m g/L 遥说明铁阴极对于副产物的积累也有较好的抑制效果遥基于以上实验结果袁在后续实验中选取铁板作为阴极进行电化学硝酸盐还原实验遥图2显示不同阴极材料下袁具有初始pH 值相同的溶液电解过程中pH 值变化趋势遥虽然极板材料有所不同袁溶液pH 变化趋势却相似袁120m i n 电解后溶液pH 值均在10至11之间遥之前的研究也表明袁硝酸盐还原过程中产生的O H -与水解过程中产生的H +之间无中和反应[10]袁因此袁溶液中存在大量O H -使得电化学反应进行中pH 逐渐升高遥2.2不同电流对硝酸盐还原的影响图3显示袁以铁板作为阴极袁在电流为0.25A 尧0.50A 和0.75A 的条件下分别进行电化学硝酸盐还原实验遥120m i n 电解后N O 3--N 的浓度由50m g/L分别降至22.05m g/L 尧13.10m g/L 和7.99m g/L 袁N O 3--N 的去除率分别为55.9%尧73.8%和84.0%袁N O 2--N 的浓度仍然呈现先增加后减小的趋势袁在实验过程中达到的最大值分别为0.23m g/L 尧0.20m g/L 和0.12m g/L 袁电解反应结束后浓度分别为0.08m g/L 尧0.10m g/L 和0.03m g/L 遥结果表明袁随着电流的增加袁硝酸盐的去图2不同阴极材料电解过程中溶液pH 值的变化渊Ti/I r O 2–Pt阳极尧电流0.5A 袁1.0g/L N a 2SO 4冤图3不同电流条件下反应器内硝酸盐和亚硝酸盐浓度的变化渊Ti /I r O 2–Pt阳极尧铁板阴极袁1.0g/L N a 2SO 4冤除率随之增加袁副产物亚硝酸盐的浓度也有所降低袁但是袁电流增加会使得电压升高袁在系统相同运行时间内袁能耗也会增大遥因此袁在以后的实验中应该对电流条件进行优化袁使得反应系统获得最大的去除效率遥2.3不同初始pH 值对硝酸盐还原的影响具有不同pH 值的电解液中含有不同的H +和O H -量袁可能会对硝酸盐的电化学还原过程造成影响袁因此袁通过调节电解液的酸碱度袁分别在初始pH 值为3尧7和11时袁进行硝酸盐的还原实验研究袁结果如图4所示遥随着初始pH 值从3逐渐增加至11袁电解反应结束后袁N O 3--N 的浓度由50m g/L分别降低至26.11m g/L 尧13.10m g/L 和15.04m g/L 袁还图4不同初始pH 值下反应器内硝酸盐和亚硝酸盐浓度的变化渊Ti /I r O 2–Pt阳极尧铁板阴极袁1.0g/L N a 2SO 4冤. All Rights Reserved.原效率分别为47.8%尧73.8%和70.0%袁呈现出在中性条件下对硝酸盐的还原性能优于碱性尧酸性条件遥之前的研究也证实了酸碱性条件对硝酸盐还原的轻微抑制作用袁并且酸性条件下较为明显[11]遥这是由于相比于中性和碱性环境袁酸性条件对硝酸盐还原过程随着pH值的降低促进了溶液中析氢反应的进行袁造成析氢反应与硝酸盐还原反应相互竞争袁从而阻碍了硝酸盐的还原袁降低了硝酸盐的还原效率[12]遥3实验结论本实验构建了一个电化学反应装置用于去除模拟地下水中的硝酸盐袁结果显示袁相比于铜和钛这两种阴极材料袁铁板阴极具有最佳硝酸盐电化学还原性能曰电流也是影响反应器运行性能的一个主要因素袁随着电流的增加袁反应器内硝酸盐还原效率随之增大袁但是大的电流也会导致反应器能耗升高袁因此在以后的实验中应对电流进行优化袁在较少的成本下获得最大的效率曰此外袁将电解液初始pH值调节为7.00的中性环境可获得最高的硝酸盐还原效率遥综上所述袁所构建的电化学系统能够有效去除水中的硝酸盐袁可针对不同地区地下水中含有的高浓度硝酸盐进行高效去除遥要要要要要要要要要要要要要要要要要要要参考文献院也1页严冬冬,徐从海,黄永军,崔江.郯城县农村饮用水源地硝酸盐污染及防治对策[J].环境研究与监测,2020,33(03):59-63.也2页M or gane L.M.,C hant al G.O.,A l ai n M.,Y ves S.,A l i x L.,Fl or ent i na M.,A l exa ndr i ne P., Phi l i ppe S.,A l ai n L.,G i l l es P.Eut r ophi cat i on:A new w i ne i n an ol d bot t l e钥[J]Sci ence oft he T ot al Envi r onm ent,2019,651:1-11.也3页Z hang Q.,X u P.,Q i a n H.A s s es s m ent of gr oundw at er qua l i t y and hum an heal t h r i s k(H H R)eval uat i on of ni t r at e i n t he C ent r al-W es t er n G uanzhong B a s i n,C hi na[J].I nt er na鄄t i onal J our nal of Envi r onm ent al R es ea r ch a nd Publ i c H eal t h,2019,16:4246-4262.也4页Li u H.,C hen N.,Feng C.,T ong S.,Li R.I m pact of el ect r o-s t i m ul at i on on deni t r i f yi ngbact er i al gr ow t h and anal ys i s of bact er i al gr ow t h ki net i cs us i ng a m odi f i ed G om per t z m odel i n a bi o-el ect r ochem i ca l deni t r i f i cat i on r eact or[J].B i or es our ce T echnol ogy.2017.232, 344-353.也5页Li u H.,T ong S.,C hen N.,Li u Y.,Feng C.,H u Q.Ef f ect of el ect r o-s t i m ul at i on on act i vi t yof het er ot r ophi c deni t r i f yi ng bact er i a a nd deni鄄t r i f i cat i on per f or m ance[J].B i or es our ce T echnol鄄ogy.2015.196,123-128.也6页M a X.,Li M.,Li u X.,W ang L.,C hen N., Li J.,Feng C.A gr aphene oxi de nanos heet鄄m odi f i ed T i nanocom pos i t e el ect r ode w i t h en鄄hanced el ect r ochem i ca l pr oper t y and s t abi l i t yf or ni t r at e r educt i on[J].C hem i cal Engi neer i ngJ our na l.2018,348:171-179.也7页K uang P.,Feng C.,i M.,C hen N.,H u Q., W ang G.,i R.I m pr ovem ent on el ect r ochem i鄄cal r educt i on of ni t r at e i n s ynt het i c gr oundw a鄄t er by r educi ng a node s ur f ace a r ea[J].J our nal of T he El ect r ochem i cal Soci et y,2017,164: E103-E112.也8页顾雨薇,李雪,陈硕,于洪涛.高盐水中硝酸根的电化学去除方法[J].科学通报,2020,65(26):2880-2894.也9页Li M.,Feng C.,Z hang Z.,Y ang S.,Sugi ur a N.T r eat m ent of ni t r at e cont am i nat ed w at er us i ng an el ect r ochem i cal m et hod[J].B i or es our ce T echnol ogy,2010,101:6553-6557.也10页王乐乐.纳米电极制备及电化学去除地下水中硝酸盐行为与机理[D].中国地质大学(北京)袁2020.也11页Li M.,Feng C.,Z ha ng Z.,ei X.,C hen R., Y ang Y.,Sugi ur a N.Si m ul t aneous r educt i on of ni t r at e and oxi da t i on of by-pr oduct s us i ngel ect r ochem i calm et hod[J].J our nalof H azar dous m at er i al s,2009,171:724-730.也12页匡珮菁.高效电化学还原地下水硝酸盐系统的构建及机理研究[D].中国地质大学(北京)袁2019.. All Rights Reserved.。
分光光度法和离子色谱法测定地下水亚硝酸盐氮比较研究
科学技术创新2021.04随着我国工业化进程加快,人工合成的各种化合物不断投入使用,地下水中化学组分也正在发生变化。
亚硝酸盐氮是地下水质量常规指标的一项主要指标,若含量过高,将会对人体造成一定伤害。
亚硝酸盐氮(N O 2-N )是含氮有机物循环的中间产物,于自然界中广泛存在,其含量在某种程度上能够反映水体中有机物的污染程度。
亚硝酸盐氮可将人体低铁血红蛋白氧化成为高铁血红蛋白,失去血红蛋白在体内输送氧的能力,出现组织缺氧症状,发生高铁血红蛋白症[1]。
因此,为了严格控制水中亚硝酸盐氮的污染,对其进行精准检测具有重要的现实意义。
近年来,国家对地下水监测给予了高度重视,为适应调查评价需要,《地下水质量标准》(G B/T 14848-2017)于2017年5月1日正式实施,正式替代G B/T 14848-1993。
地下水中亚硝酸盐氮最常用的分析方法为分光光度法和离子色谱法,而《地下水质量标准》附录中只推荐了分光光度法。
本文对地下水样品分别采用分光光度法和离子色谱法进行检测,并对结果进行了比较分析。
1适用范围《水质亚硝酸盐氮的测定分光光度法》适用于地下水、地表水、饮用水及废水中亚硝酸盐氮的测定[2]。
《水质无机阴离子(F -、Cl -、N O 2-、Br -、N O 3-、PO 43-、SO 32-、SO 42-)的测定离子色谱法》适用于地下水、地表水、工业废水和生活污水中8种可溶性无机阴离子的测定[3]。
从两种方法的适用范围来看,都可用于地下水亚硝酸盐氮的测定。
2方法原理分光光度法的方法原理:4-氨基苯磺酸酰胺和亚硝酸根离子生成重氮盐,再与N -(1-萘基)-乙二胺二盐酸盐生成红色染料,在540nm 波长处测定吸光度。
当亚硝酸氮浓度≤0.2m g/L 时,其显色同比尔定律一致(使用10m m 光程比色皿)。
离子色谱法原理:水中阴离子经色谱柱交换分离和检测器检测,依据保留时间、峰高或面积进行定性和定量分析。
保护地生产中硝酸盐的淋洗及其对地下水的影响的开题报告
保护地生产中硝酸盐的淋洗及其对地下水的影响的开题报
告
一、研究背景
由于氮肥广泛使用，硝酸盐成为了农田和城市区的主要污染源之一。
硝酸盐具有极高
的水溶性，且能被快速透过土壤进入地下水系统中。
在许多地区，硝酸盐的淋洗引发
了诸如蓝藻爆发等严重环境问题。
因此，保护地生产中硝酸盐的淋洗及其对地下水的
影响是当前环境保护和可持续发展的重要研究课题。
二、研究目的
本研究旨在对保护地中硝酸盐的淋洗进行研究，分析硝酸盐对地下水的影响，为制定
防治方案提供科学依据。
三、研究内容
1. 硝酸盐淋洗的研究。
通过保护地内土壤的取样分析与模拟实验，探究保护地中硝酸
盐的淋洗规律。
2. 硝酸盐对地下水的影响研究。
通过采集并分析地下水样品，探测硝酸盐在地下水中
垂直迁移和水平迁移的程度，并分析硝酸盐污染对地下水的影响。
3. 防治方案的制定。
基于以上两项研究成果，提出针对保护地中硝酸盐淋洗与地下水
污染的防治方案，并评估其可行性。
四、研究方法
1. 野外取样法。
在保护地内采集土壤、地下水样品，并对其进行化学分析。
2. 室内模拟实验法。
通过模拟实验模拟保护地内的土壤和水体环境，并探究硝酸盐的
淋洗规律。
3. 数字模拟法。
基于现有的水文地质数据，利用分析软件进行地下水渗透过程的数字
模拟，分析硝酸盐的垂直和水平迁移情况。
四、研究意义
本研究对于加强对地下水水质保护，推进环境可持续发展具有重要的现实意义。
同时，本研究也将为探索保护地理论与实践提供重要的理论指导和实践经验。
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对地下水硝酸盐氮污染的研究
地下水已成为世界各地饮用水的主要来源。
但随着工农业的迅速发展，生活污水、工业废水的排放及入渗，农药和化肥的过量施用，地下水中硝酸盐污染问题十分严重，对人体健康构成重大威胁。
2013年3月国土部对华北平原地下水的调查显示，华北平原每年施用化肥约658万t，施用农药总量约65 600 t，12.2%的地下水不同程度遭受了“三氮”(NO3--N、NO2--N和NH4+-N)污染。
地下水氮污染的修复成为急需解决的问题，对其修复技术的研究具有现实意义。
地下水污染的治理难度远大于地表水治理。
相比于传统的异位处理法(如抽出处理法)，可渗透反应墙(PRB)因能够长时间持续原位处理，无外加动力、无二次污染、运行费用低、处理效果好等优点受到广泛关注。
PRB技术通常采用阻隔斗门式或连续墙体式，前者适于地下水较浅、面积较大的浅表水层，后者适于地下水埋深较深、羽状较窄的情况。
PRB通常放置于受硝酸盐污染地下水的下游，地下水流垂直穿过墙体与墙体中添加的反应介质发生氧化还原、吸附、沉淀或生物反应，将硝酸盐氮还原成氮气或其他无害的气态氮化物排放到大气中，从而达到去除硝酸盐的目的〔1〕。
PRB技术在欧美国家已进行大量工程及试验研究〔2〕，并开始商业化应用，成为目前地下水修复技术最重要的发展方向之一。
中国关于PRB技术的应用实例仍然较少，目前还处于研究探索阶段。
张胜等〔3〕曾在河北正定县的一口农用机井中进行野外试验，井径50 cm，井深52.5 m，添加碳酸盐岩碎石作为滤料，经过4~10 d的修复试验，地下水中的NO3-从58~72.66 mg/L降到7.38~0.85 mg/L，去除率达到86.5%~98.8%。
1 零价铁还原硝酸盐原位修复技术
目前地下水中硝酸盐氮的原位修复主要采用零价铁为介质的PRB技术〔4, 5〕。
在PRB去除地下水硝酸盐的研究中发现，单独使用零价铁作介质，随着还原反应的进行零价铁表面形成一层钝化膜，阻碍零价铁与NO3-之间的电子转移，并影响PRB的渗透性;另一方面，随着反应的进行，pH不断升高，形成表面为多孔物质的沉淀，能提高对Fe2+的吸附能力〔6〕，有益于降低Fe的次生污染，但会导致PRB墙体堵塞。
李胜业等〔7〕将还原铁粉作为反应介质，研究表明pH越低反应速率越快。
S. H. Choe等〔8〕利用纳米铁粉在无氧条件下还
原硝酸盐，30 min内将所有的硝酸盐完全还原成N2，几乎没有中间产物产生。
纳米级零价铁(nZVI)的胶体特性导致其极易黏结成团，有一定的应用局限性。
为了克服这种缺点将纳米级零价铁负载到强阳离子交换树脂上，同时树脂可吸附零价铁在还原硝酸盐过程中产生的铵〔9〕。
nZVI亦会随着地下水的流动发生迁移或进入土壤，从而无法降解污染物，将nZVI负载到海藻酸钙胶体颗粒中，可使其更加稳定〔10〕。
2 零价铁还原/生物反硝化联合原位修复技术
在以零价铁为主的氧化还原脱氮反应中,反硝化产物往往是NH4+。
而在零价铁PRB中添加活性炭、锯末〔11〕、棉花〔12〕、报纸〔13〕等作为复合介质后NH4+降到4 mg/L以下。
因此，采用生化法将硝态氮转化为N2逸散到大气中来修复地下水硝酸盐污染更为经济有效。
S. Biswas等〔14〕将零价铁和反硝化细菌作为反应介质，模拟修复地下水中的硝酸盐污染。
B. A. Till等〔15〕将铁粉和刚棉的混合物作为反应介质，实验结果表明：氢自养反硝化细菌利用铁粉腐蚀产生的氢气进行反硝化作用，产物中N2比例升高，NH4+浓度减少。
在PRB墙体中，以零价铁和棉花作为反应介质去除地下水中的硝酸盐，其中铁腐蚀提供氢气，同时去除水中溶解氧，异养反硝化细菌利用棉花作为有机碳源、硝酸盐作为电子受体进行反硝化，对硝酸盐的去除效果较好，还原产物NH4+也未超标〔16〕。
当Fe0-玉米秸秆的组合材料作为PRB墙体的反应介质时，系统在去除硝酸盐氮的同时降低了NH4+的积累〔17〕。
张琳〔18〕在模拟生物墙后串联1个模拟沸石墙，实验结果显示串联沸石墙后的反应器处理效果明显优于单一的生物反应器，且NH4+积累明显减少。
3 自养反硝化修复地下水氮污染
强化生物脱氮的另一种方法是营造自养反硝化的条件。
自养反硝化以无机碳为碳源，以氢或硫为电子供体，NO3--N、NO2--N为电子受体进行脱氮。
如前所述可利用负载纳米铁还原去除硝酸盐同时析氢，进行自养反硝化脱氮，也可以采用电极生物膜在阴极电化学作用下析氢作为自养反硝化的电子供体来实现自养脱氮〔19, 20〕。
该方法的特点是：(1)负载铁或阴极上依附的生物膜，可以充分利用化学还原生成的H2作为氢供体;(2)纳米铁促进硝化细菌的细胞活性，提高了生物反硝化脱氮的速率;(3)异养反硝化脱氮过程中产生的CO2可为自养
反硝化菌提供无机碳源。
4 地下水中硝酸盐异养生物反硝化的碳源
根据传统的生物脱氮理论，实现完全反硝化的理论碳氮比为2.86，但实际所需值通常在4.00 以上〔21〕。
因此，地下水原位生物脱氮的核心问题在于碳源。
大多数地下水环境中的溶解性有机碳(DOC)<2mg/L，地下水生化脱氮时需要投加碳源以保证合适的碳氮比，使反硝化脱氮顺利进行。
传统的液态碳源如甲醇、乙醇等微生物利用性好，但在有机基质投加量不足时易产生NO2--N积累，过量时则造成二次污染，且投加过程操作复杂、成本较高。
目前广泛研究的固态碳源如锯末、棉花、稻草等多为天然材料，在实际应用中存在以下问题：(1)天然材料组分和结构复杂，生物利用率低，造成脱氮速率低〔11, 12〕。
(2)天然碳源释碳速率不可控，导致供碳不足或过量。
供碳不足时微生物进入内源呼吸模式，消耗自身机体从而使微生物数量减少并释放NH3，地下水“三氮”污染问题无法彻底解决，供碳过量则引起二次污染。
(3)天然材料力学性能差，机械强度不足，原位修复过程中易破碎成碎片结构，堵塞含水层〔22〕。
而实际应用中保持长期有效的脱氮性能很重要。
在诸多实验研究中，只有释碳速率缓慢的固体碳源能够长期提供反硝化作用所需的有机碳〔23〕。
张大奕等〔24〕以淀粉和聚乙烯醇为原料，制备了高分子缓释碳源材料，释碳性能良好，可用于地下水中原位修复脱氮。
理想的固体碳源需要具备释碳量可控、降解速率慢和脱氮率高等特点。
在目前的生物脱氮原位修复研究中，可控释碳速率的固体碳源制备是一个关键问题。
5 结论
综上所述，PRB作为处理地下水中硝酸盐污染的最新技术，以下方面有待进一步研究。
(1)反应介质的选取。
目前最常用的反应介质为零价铁，但在其去除硝酸盐过程中会产生大量的氨氮，形成二次污染。
因此填充介质及负载基材的选择，以及还原产物的控制是今后的研究方向之一。
(2)便于控制、可减少二次污染、经济高效的有机底物(碳源)的选择和制备。
反硝化细菌大部分为异养、厌氧细菌，在利用反硝化细菌去除地下水中硝酸
盐时需要外加碳源，为其提供能源;当外加碳源不足时，将会抑制反硝化细菌的活性，影响其脱氮速率。
因此需要找出最佳的缓释碳源材料应用到地下水硝酸盐去除过程中。
(3)优化异养-自养协同生物反硝化脱氮及研究微生物种群。
(4)研究环境的局限性。
目前我国PRB技术处理硝酸盐多集中于实验室规模，大部分为模拟地下水。
在实际应用PRB技术去除地下水中硝酸盐时有必要进行实地现场试验，研究地势、水流、温度、墙体厚度、土壤等因素对去除效果的影响。