单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,课题负责人：陈俊峰,申报单位：资源与环境工程学院,专业名称：环境科学,指导教师：钱晓莉副教授,申报日期：,2011,年,5,月,14,日,SRT申,请案,例书二,报单位：,资源与环境,工程学院,课题负责人：陈俊峰 申报日期：2011年5月14,Simple,Powerful and free,快乐,SRT,Simple,Powerful and free快乐SRT,目录,一、项目研究内容简介,二、项目的研究意义,三、项目研究的目标、,内容和拟解决的关键问题,四、项目研究计划及预期进展,五、项目的特色和创新点,六、研究基础,七、申请者承诺,目录一、项目研究内容简介 二、项目的研究意义三、项目研究的目,Part 1,项目研究内容简介,Part 1项目研究内容简介,砷是有毒、致畸、致癌的非金属元素，,广泛分布在岩石、土壤和天然水体中。,由于砷化物在自然条件下不易分解，易,产生残留积累，这无疑增加了砷对人体健,康的危险。近年来，煤矿开采是导致环境砷,污染的源头之一，煤矸石中的有害元素，也是,环境中使人致癌最普遍、危害性最大的元素之一，,开采过程中砷元素由地层转至地表，形成局部地区,环境中砷浓度升高。砷能通过各种渠道进入人体，在,人体多个部位、特别易于在毛发和指甲种蓄积，引起慢,性中毒。因此砷污染成为一个全球性的问题。,本项目综合运用植物学、生态学、微生物学以及环,境学方面的基本原理和方法，通过野外调查和室内实验,相结合，研究不同基质组合在高砷酸性矿山废水中的,生长情况，通过检测出水中砷的含量及植物的生长情 况，确定基质组合对酸性矿山废水中砷的最佳 去除效果。为煤矿酸性废水中砷的治理提供基础数据和理论方案。,项目研究,内容简介,R,T,S,砷是有毒、致畸、致癌的非金属元素，项目研究 R,Part 2,项目的研究意义,Part 2项目的研究意义,1、立论的背景,众所周知，贵州省是一个煤炭资源十分丰富,的省份，煤炭资源的开发利用对贵州的经济发展和,社会进步具有举足轻重的作用。但由于贵州的煤炭资,源开发存在着结构不合理、增长方式粗放、科技水平低,等问题，不但造成许多煤炭资源的浪费，而且还造成了,许多严重的污染。其中煤炭资源利用后所剩的煤矸石及,其含砷的废水的污染非常严重。砷是煤矸石中的有害元，,也是环境中使人致癌最普遍、危害性最大的元素之一，能,通过各种渠道进入人体，在人体多个部位、特别易于在,毛发和指甲种蓄积，引起慢性中毒。煤矸石中毒砷,如果不及时处理，在一定的条件下就会污染环境，,对自然乃至人体都会造成巨大的伤害。,项目的研究意义,S R T,1、立论的背景项目的研究意义S R,2、项目的研究意义,砷元素（As）及其化合物广泛存在于环,境中。元素形态的砷，因其不溶于水，因此,几乎没有毒性。有毒性的主要是砷的化合物其中,三氧化二砷（As2O3）即砒霜是剧毒物。一般情况,下，土壤、水、空气、植物和人体都含有微量的砷,。,环境中的砷化合物不超过人体负荷时不会对人体健康构,成危害，但如果人体对砷的化合物的摄入量超过排泄量，,如饮水含砷量较高，长期饮用，则会引起慢性中毒。煤,炭中含砷量过高，因烧煤造成污染而使人慢性中毒的事例,在国内也有报道。砷是人体的非必需元素，元素砷的毒性,极低，而砷的化合物均有剧毒，三价砷化合物比其它砷,化合物毒性更强。砷通过呼吸道、消化道和皮肤接触,进入人体，如摄入量超过排泄量，砷就会在人体的,肝、肾、肺、子宫、胎盘、骨骼、肌肉等部位蓄,积，与细胞中的酶系统结合，使酶的生物作用,受到抑制失去活性，特别是在毛发、指甲中,蓄积，从而引起慢性砷中毒，潜伏期可,达几年甚至几十年，慢性中毒有,项目的研究意义,S R T,2、项目的研究意义项目的研究意义S R,消化系统症状、神经系统症状和皮肤,病变等。砷还有致癌作用，能引起皮肤,癌，在一般情况下，土壤、水、空气、植,物和人体都含有微量的砷，对人体不会构成,危害。主要来源于采矿、冶金、化化学制药、,玻璃工业中的脱色剂、各种杀虫剂、杀鼠剂、砷,酸盐药物、化肥、硬质合金、皮革、农药等；危害的,人群有农民、家庭主妇、特殊职业工人群体。地面水中,含砷量因水源和地理条件不同而有很大差异，淡水为0.2,230m/L，平均为0.5m/L，海水为3.7m/L。如果24,小时内尿液中的砷含量大于100微克/升就使中枢神经系,统发生紊乱，并有致癌的可能。而且如果孕妇体内砷超,标还会诱发畸胎。随着冶金和化工等行业发展以及贫矿,的开发，砷伴随主要元素被开发出来，大量砷进入废,水中。含砷废水有酸性和碱性，当中一般也含有其,它重金属离子。砷与铅等共同作用会使废水的毒,性更大。随着冶金、化工等产业的日益,发展,，,以及含砷制品市场的日益拓大，含砷废水的,排放和污染问题，必将影响到人们的生活,水平的提高，影响到人类生存环境的,项目的研究意义,S R T,消化系统症状、神经系统症状和皮肤项目的研究意义S R,改善，所以解决含砷废水的污染问题,已迫在眉睫。然而传统的处理方法都存,在一定的问题。3、立项的依据鉴于以上重,要的课题研究意义，我们选择了该研究项目。,下面将进一步阐述我们选择该项目的依据：该课,题具有很大的研究潜力。正如以上所说，贵州煤炭,资源丰富，因为每年产生的煤矸石的量是非常大的。,据测算煤矸石约占煤炭产量的10-30，按全省已利用,煤炭资源总量约为85亿吨计算，排放的煤矸石的量已超过,10吨。按目前全省每年开采煤炭1亿吨的生产规模，煤矸,石的排放量将以每年1000-3000万吨递增。当煤矸石被雨,水冲刷后将会产生大量的含砷的煤矿酸性废水，煤矸石,的量如此大，那产生的含砷废水就会非常多，因此它,的危害面积也就很大了。处理含砷废水，目前国内,外主要有中和沉淀法、絮凝沉淀法、铁氧化法、,硫化物沉淀法等。,1、,石灰法一般适用于含,砷量较高的酸性废水。投加石灰乳，使其,与砷酸根或亚砷酸根离子发生反应，,项目的研究意义,S R T,改善，所以解决含砷废水的污染问题项目的研究意义S R,生成难溶的砷酸钙或亚砷酸钙的沉淀。,石灰铁盆法：一般用于含砷量较低，ph,值接近中性或碱性的废水处理，利用砷酸盐,、亚砷酸盐能与铁、铝等金属形成稳定络合,物，并被铁、铝等金属的氢氧化物吸附沉淀而除,砷。,2、,转化除砷：用硫化亚铁作转化剂，通过难,溶沉淀的转化，把废水中的五价砷、三价砷转化成硫,化物沉淀而除去。转化法兼有离子交换法，硫化物沉淀,法、铁盐凝聚法和中和法的共同作用。PH值在2-10范围,内转化，含砷废水通过转化处理后，除砷效果能达到外排,标准。并且废水中其他重金属离子亦可同时除去，出水水,质的PH值常常在5=9范围内。,3、,活性污泥法：国内外诸,多研究表明，活性污泥ECP（胞外多聚物）能大量吸附,溶液中的金属离子，尤其是重金属离子，他们与ECP,的络合更为稳定。关于吸附机制，在ECP的复杂成,分中吸附重金属离子的似乎是糖类。Brown和,Lester（1979）指出ECP中的中性糖和阴离子,多糖有着吸附不同金属离子的结合点位，不,同价态或不同电荷的金属离子可以在不同,的点位与 ECP结合，如中性糖的羟基、,阴离子多聚物的羟基都可能是金属的,项目的研究意义,S R T,生成难溶的砷酸钙或亚砷酸钙的沉淀。项目的研究意义S,结位13。Kasan、Lester、Modak和,Natarajam等认为：活性污泥对重金属离,子的吸附有两种机制即表面吸附和胞内吸,收；表面吸附是指活性污泥微生物的胞外多,聚物（甲壳素、壳聚糖等）含有配位基团OH，,COOH，NH2，PO43-和HS等，他们与金,属离子进行沉淀、络合、离子交换和吸附，其特点是,快速、可逆和不需要外加能量，与代谢无关；胞外吸收,通过金属离子和胞内的透膜酶、水解酶相结合而实现，速,度较慢需要能量。以上几种方法虽然能去除废水中大部分,的砷，但还是有其缺点。首先：以上几种方法所耗用的成,本相对较高，同时所采用的除砷原理是把砷转化为含砷的,沉淀而去除，这些沉淀在一定的条件下会转化为一些有,毒物质，造成严重的二次污染。就目前而言，许多除,砷的方法对于废水的要求非常苛刻；例如PH值不能,过低，矿山废水的ph值一般都在2左右，因此目,前国内外的除砷方法还具有很大的局限性。本,实验采用空心莲子草、煤矿酸性废水组合同,时加入一种特殊基质来消除煤矿酸性废水,中的重金属砷。空心莲子草是一种外来,项目的研究意义,S R T,结位13。Kasan、Lester、Modak和项目的研,入侵的水生植物，随处可见根本不需,要成本，同时其生命力比较顽强，可以,在ph=2的水中较好的生长，而且其对像砷,等重金属具有较好的吸附作用，因此通过空心,莲子草可以去除煤矿酸性废水中的神等重金属。,由于煤矿酸性废水的ph=2左右，一般的植物在,里面根本不可能成活，因此选用生命力顽强的空心莲,子草。不同价态的砷对活性污泥的毒性不同。实验表明，,As对脱氢酶的毒性比As平均大53倍。As对蛋白酶活性的,毒性约为As的75倍。还有，As对活性污泥脲酶活性的毒,害作用是As的35倍。所以处理含砷废水时有必要将As氧,化成As。实验还表明，活性污泥对低浓度砷的去除率高于,对高浓度砷的去除率，这是由于污泥的吸附能力有限所,造成的。此外，重金属离子浓度小于5mgL-1时，活性,污泥法对污水中有机物的处理效果不受重金属影响,，当重金属离子浓度大于30mgL-1时，活性污泥,法污水中有机物的处理效果则大大受到影响。,对于我们的实验则没有这样的影响，只需要,保证空心莲子草成活，过一段时间后，将,死亡和枯萎的空心莲子草换掉即可。,项目的研究意义,S R T,入侵的水生植物，随处可见根本不需项目的研究意义S R,Part 3,项目研究的目标、内容,和拟解决的关键问题,Part 3项目研究的目标、内容,1.研究目标,：,通过野外调查和室内实验,相结合，利用不同组合的基质处理煤矿高,砷废水，通过废水中砷含量、植物的搭配组,合生长情况等综合反应除砷效果。2.研究内容,：,通过初步试验研究不同基质对酸性矿山废水中砷,的处理效果，再通过精确实验，确定出那种配方比,对酸性矿山废水中砷的处效果最好。3.研究方案,：,实验,步聚：1、前半个月把各种基质都放在酸性矿山废水中驯化,2、以后每隔一个星期取一次样，每次都分别取各装置中层,液体一杯3、测出在装置中取的液体的Eh、EC、pH。然,后过滤，取其过滤后的液体，用来测其中的含砷量4、把过,滤后的液体拿到地化所测砷的含量5、记录数据、对比,分析数据4.测定指标5.关键问题：（1）不同矿山煤矸,石中砷的含量不同；（2）如果拿到野外的话，雨,水冲刷、淋蓉等不确定因素太多；,（3）实验室不能测砷的含量，每次取样后都,要拿到地化所测定。,解决关键问题,S R T,1.研究目标：通过野外调查和室内实验解决关键问题S,Part 4,项目研究计划及预,期进展,Part 4项目研究计划及预,2011.05文献查阅，基础资料收集。完,成文献综述及材料准备,。,2011.06-2010.07方,案设计，准备实验材料。开始实施实验方案并逐,步优化装置2011.08和老师一起去高砷煤矿区采样。,完成初期样品的分析与实验数据收集,。,2011.09-2011.,12进入实验阶段、测相关指标。按预定方案进行试验201,2.01201202分析处理数据，对实验进行评估。达到预,期效果2012.0404根据相关数据撰写论文。发表处理酸,性矿山废水中砷的论文一篇,。,2012.5进行解题报告，并,申请国家专利。顺利结题、申请到专利,预期研究成果：,酸性矿山废水处理方法论文,：,1、提交酸性矿山废,水对水体碳汇/碳循环的影响研究研究报,告一,份；2、完成本科毕业论文（毕业设计