微生物诱导碳酸钙沉淀对干旱半干旱区铜尾矿污染治理效果

编号：CYYJ02925

篇名：微生物诱导碳酸钙沉淀对干旱半干旱区铜尾矿污染治理效果

作者：常道琴 宋乃平 岳健敏 孟晨 马昀

关键词： MICP 干旱半干旱地区 产脲酶菌 重金属污染

机构： 宁夏大学生态环境学院 宁夏大学西北土地退化与生态系统恢复国家重点实验室培训基地 西北退化生态系统恢复与重建教育部重点实验室

摘要： 为明确微生物诱导碳酸钙沉淀技术(microbial induced calcium carbonate precipitation,MICP)在干旱半干旱高风蚀地区重金属尾矿治理效果,以研究区生境土中筛选的碳酸盐矿化细菌—纺锤型赖氨酸芽孢杆菌(Lysinibacillus fusiformis)为研究对象,通过在尾矿渣中加注纺锤型赖氨酸芽孢杆菌菌液和由1 mol/L的尿素及氯化钙配制成的胶结液进行室内模拟试验,研究MICP处理前后尾矿坡顶、坡中、坡底(坡顶—细颗粒(K1<5 mm)、坡中—中颗粒(5 mm15 mm))不同粒径尾矿渣中重金属元素含量、pH、电导率及酶活性等基础理化性质的变化,利用双因素方差分析和相关性热图比较分析揭示基于生境微生物的MICP修复技术对区域不同粒径尾矿渣污染物治理的效果及确定MICP技术对不同粒径尾矿渣修复的菌剂用量。结果表明,采用MICP技术对尾矿渣中重金属含量、pH、电导率及酶活性等基础理化性质有显著影响。MICP处理下细颗粒(K1<5 mm)尾矿渣中As降低21%,中颗粒(5 mm15 mm)中Pb降低22%。K1、K3中的pH降低5%,K2降低4%。K1中全钾、脲酶均升高33%(p<0.05),K2中全碳升高39%(p<0.05),K3中蔗糖酶升高7%(p<0.05),微生物碳氮在K1、K2、K3中显著升高(p<0.05)。同时MICP处理下Ni与Pb、As与Cu、电导率与Pb等呈极显著正相关(p<0.01),pH与Pb呈极显著负相关(p<0.01),在MICP技术处理后,全碳、全氮、全钾、全磷及有机质和重金属元素含量间的相关性增强。综上所述基于生境微生物的MICP修复技术能够降低尾矿渣重金属元素含量,调节尾矿渣土体养分状况从而调节污染土体质量,降低由矿产开发导致的环境污染风险。同时,进一步确定不同颗粒尾矿渣达到修复治理水平所需菌剂用量,具有污染土质治理修复应用价值。