《廢棄礦井地下水中多環芳烴的降解與遷移機理》是依託中國礦業大學，由馮啟言擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：廢棄礦井地下水中多環芳烴的降解與遷移機理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：馮啟言
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著我國煤礦關閉數量日趨增加，由礦井關閉引發的地下水污染問題逐漸凸顯。煤礦關閉後，地下水位回彈，造成串層污染，尤其是廢棄礦井中乳化油、多環芳烴等有機污染物在複雜水文地球化學條件下會發生遷移、降解和轉化。本項目重點研究多環芳烴在礦井封閉條件下的降解轉化機理，揭示不同水文地球化學條件（溫度、pH、無機鹽、有機質和微生物）對多環芳烴的轉化、降解的影響機制，明確多環芳烴在廢棄礦井中降解產物及歸宿；基於廢棄礦井特殊的水文地質結構，通過實驗模擬和數值模擬量化關鍵水文地質參數，構建廢棄礦井地下水有機污染物遷移模型，揭示廢棄礦井地下水中多環芳烴遷移規律。上述研究成果將進一步豐富煤礦水文地球化學理論，並對廢棄礦井地下水有機污染風險評估具有重要的套用價值。
結題摘要
項目通過現場調研、理論分析、實驗模擬和數值模擬，重點研究了廢棄礦井封閉條件下地下水中多環芳烴的遷移轉化機理，以及不同環境因子對多環芳烴降解轉化的影響，在區域廢棄礦井環境管理、地下水污染風險防控方面有一定的指導意義。主要結論包括：（1）研究了徐州、淮南、淄博、峰峰、兗州、陽泉等典型煤礦區環境中多環芳烴的賦存特徵，結果表明煤、井下污泥及礦井水中多環芳烴含量分別為0.388~28.665 μg/g、0.64~24.02 μg/g和0.56~4.61 μg/L，針對礦井水中多環芳烴生態風險進行評估，發現研究區礦井水多環芳烴污染整體為高風險。（2）確定了礦井水、井下污泥中多環芳烴的主要來源於原煤釋放及煤的燃燒，基於原煤-矸石釋放源完成了360天的廢棄礦井模擬實驗，結果表明封閉條件下煤-矸石中低環多環芳烴更易於向水環境中遷移，礦井水中乳化油等有機物會促進多環芳烴的釋放。（3）分析了600-700m深度煤礦井下細菌群落的分布，煤礦井下最豐富的細菌門類為變形菌門(平均占比36.9%)、厚壁菌門(平均占比24.0%)、放線菌門(平均占比20.0%)及綠灣菌門(平均占比6.8%)，主要受pH、C/N等環境因素影響，通過135天的細菌群落演替模擬實驗，發現煤礦關閉後，部分好氧菌群（如節桿菌屬）逐漸被厭氧菌及兼性厭氧菌（如芽孢桿菌）取代，群落多樣性呈先增加後減少的趨勢。（4）篩選了封閉條件下多環芳烴高效降解菌，並利用該菌株開展了菲降解實驗，結果表明該菌株通過鄰苯二甲酸途徑降解菲，符合一級動力學方程，在25~30℃、弱鹼性條件下降解效率較高，可達95%以上，同時，降解過程還受礦井水中鐵、硫酸鹽等因素的影響；此外，研究篩選選了菲的專性降解菌群，結果表明封閉條件下不同降解菌群可通過鄰苯二甲酸途徑或菲醌途徑降解菲。（5）基於GMS模擬軟體的MT3DMS模組及多環芳烴釋放參數，模擬了徐州賈汪礦區閉礦後地下水中多環芳烴的遷移規律。
