贵州凯里煤矿地区水质分析与微生物处理实验研究

收稿日期:2007209207基金项目:贵州省优秀科教人才省长专项基金课题(黔省专合字20052356);国家自然科学基金项目(批准号:40463001);中科院西部行动计划项目(KZCX22XB2208)3通讯作者,E2mail:bin2368@vip.163.com文章编号:100024734(2008)0120071206贵州凯里煤矿地区水质分析与微生物处理实验研究赵海霞1,连宾23,谢作晃1,陈烨1,朱立军3(11贵州大学化学工程学院,贵州贵阳550003;21中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室,贵州贵阳550002;31贵州大学喀斯特环境与地质灾害防治教育部重点实验室)摘要:分析贵州凯里地区煤矿排出废水对周边环境的危害,开展了生物法处理受污染河水的试验研究。对贵州凯里地区从鱼洞到江口的一段河流进行取样分析,通过测定色度、OD、SS、pH值及重金属元素浓度等指标,分析煤矿废水对当地生态环境的污染状况。利用硅酸盐细菌(Bacillusmucilaginosus)GY03菌株所产生的絮凝物质探讨其对煤矿废水的吸附作用和处理效果,结果表明,该絮凝剂对水样的最大絮凝率为97194%,SS去除率达99143%,对总铁、Zn2+和Ti4+的最大去除率分别为91194%,90193%和90%。这说明该絮凝剂能够有效改善受煤矿污染水体的水质。研究结果为微生物絮凝剂在煤矿废水治理中的应用提供了参考资料。关键词:煤矿废水;水质分析;微生物吸附;硅酸盐细菌;胶质芽胞杆菌;絮凝作用中图分类号:Q939199;X142;X172文献标识码:A作者简介:赵海霞,女,1982年生,河北石家庄人,硕士研究生,主要从事环境微生物方面的研究1煤炭产业是目前人类生存和经济社会发展的一个重要能源支柱。我国是世界上最大的煤炭生产国及消费国,在煤炭大量产出的同时,生态环境受到严重破坏,其中以煤矿废水所引发的环境问题最为严重[1]。煤矿废水包括矿坑水、露天采矿废水、洗煤水、矸石场和尾矿堆淋滤水等,主要特点是浊度高,固体悬浮物粒度细,颗粒表面带有较强的负电荷,在水体中保持分散状态[223]。由于煤矿废水中固体颗粒界面之间的相互作用(吸附、溶解和化合等),使煤矿废水的成分和性质相当复杂,不仅具有悬浮液的性质,还具有胶体的性质,因此处理非常困难[425]。贵州省凯里地区是煤矿开采的主要集中地之一,通过对从凯里地区鱼洞村到江口寨一段全长15km河流的河水取样研究,分析了周边煤矿排出废水所引发水质变化的原因以及它给周边生态环境所带来的危害。采用微生物吸附法对凯里地区煤矿废水进行初步处理试验,获得较好的效果。1材料及方法111矿区污染水体水样采集采集水样从贵州省凯里市鱼洞村开始,止于江口寨附近,全长15km。这一地区共有6个煤矿,7个村寨。沿河流走向,分别在河流上游、中游和下游设A、B、C、D、E、F、G和H八个不同的水样采集点(图1),上述八个水样采集点所采水样及各自位置依次为:水样A,河流上游浅滩处;水样B,龙场镇煤矿河岸处;水样C,龙场镇煤矿河中处;水样D,桥头煤矿井口直接外排处;水样E,桥头煤矿桥下乱石堆处;水样F,黑色洗煤废水排出处;水样G,江口桥下煤矿废水处;水样H,江口桥下河水处。112水质分析(1)pH值测定:使用精密酸度计(PHS23C型,上海理达仪器厂),将水样静置15min,自然沉降,取其上清液进行测定[6]。(2)光密度(OD)值测定:使用可见光分光光度计(721型,上海宇隆仪器有限公司),将水样静置15min,自然沉降后,分别测定八种水样在第28卷第1期2008年3月矿物学报ACTAMINERALOGICASINICAVol128,No11Mar1,2008中国城镇水网www.chinacitywater.org560nm下的OD值。图1凯里地区取样线路图Fig111DiagramofsamplingcircuitintheKailiarea1(3)固体悬浮物(SS)含量的测定:按照GB11901289方法进行[7]。(4)色度测定:按照GB11903289方法进行[8]。(5)总铁含量的测定:水样处理前后分别取其上清液按照GB11911289方法进行[9]。(6)Zn2+和Ti4+含量的测定:水样处理前后分别取其上清液,使用电感耦合等离子体发射光谱仪(JY38S型,法国)测定其含量。113絮凝剂的获得及污染水样处理试验采用硅酸盐细菌GY03菌株(学名是胶质芽胞杆菌Bacillusmucilaginosus),该菌种特性和培养方法同以前报道[10212]。当培养液下部出现稳定的絮状沉淀物,即细菌———矿物复合体[11,13214]时,将含此沉淀物的细菌培养液摇匀,取其摇匀液作为下述有关微生物吸附研究的絮凝材料(Floc2culant,