在自然界水文循环中，地下水系统水循环更替缓慢。由第四纪松散岩石构成的浅层地下水往往水位埋藏深度浅，包气带厚度薄且透水性好，含水层导水性好，因而自身埋藏条件决定了其防污性能差，一旦受到某些物质污染则难以处理，硝酸盐即为其中一种棘手的污染物。由于区域地下水固有脆弱性存在着差异，地下水硝酸盐污染亦显现出地区性差异，对硝酸盐污染程度不同的地区，可有针对性地采取不同的防范与治理措施。

经济而有效的原位修复污染地下水的PRB新技术愈来愈受到人们的青睐。其关键技术之一是反应介质的研制。国外就屏体活性反应介质的研究工作，主要集中在对零价铁去除地下水中的有机物（主要是氯代有机物）和无机污染物（主要是重金属）探究。迄今为止在北美和欧洲已经建立安装了120多座PRB。我国现阶段主要停留在PRB反应介质去除靶污染物的试验研究，未见实际PRB修复工程的报道，采用生物负载介质原位修复硝酸盐污染地下水的研究也尚见报道。

本项研究以此为出发点，针对被硝酸盐污染的地下水，用负载生物介质作为PRB的反应介质，试验所用的条件参数（温度、pH、含水层孔隙率、地下水流速等）依据辽河流域脆弱性强的地下水环境给出，通过设计系列模拟试验进行去除地下水硝酸盐的研究，考察地下水环境条件下影响生物介质修复效果的主要因子，探究采用负载生物介质原位修复被硝酸盐污染地下水的可行性，为实施PRB工程提供技术参数。

1试验装置与方法

1.1合成污水

本试验预处理污水为人工合成，模拟受硝酸盐污染的地下水。其组成如下：KNO3：50mg/L、KH2PO4：3mg/L、K2HPO4：3mg/L、COD：400~600mg/L(葡萄糖为有机碳源)、调节pH在7.2~7.5之间、水温13~15℃。

1.2试验仪器及测试分析方法

1.2.1试验仪器

本项试验采用的仪器包括：UV-9100紫外可见分光光度计、UV-2100可见分光光度计、DHG-9140A型电热恒温鼓风干燥箱、SHP-250型生化培养箱、HJQ-X-100型振荡培养箱、TDL-5-A台式离心机、LDZX-40Ⅱ型立式自动电热压力蒸汽灭菌锅以及SW-CJ-2D型超净工作台、日立S-3400N扫描电子显微镜等。

1.2.2分析方法

分析方法主要包括：硝酸盐采用紫外分光光度法，NO2-N采用N-（1-萘基）-乙二胺光度法、NH3-N采用纳氏试剂光度法、COD采用快速密闭消解法进行测量分析。

1.3试验介质的制备

1.3.1细菌的分离

纯化硝化细菌培养基：NaNO21g、MgSO4·7H2O0.03g、K2HPO40.075g、MnSO4·4H2O0.01g、KH2PO40.25g、Na2CO31g、蒸馏水1000mL、pH=7.2～7.5高温灭菌。反硝化细菌培养基：柠檬酸钠（或葡萄糖）5g、KH2PO41g、KNO32g、K2HPO41g、MgSO4·7H2O0.2g、蒸馏水1000mL、pH=7.2～7.5高温灭菌。污泥（取自沈阳市北部污水处理厂二沉池）的驯化和筛选采用稀释平板涂布法，28℃恒温培养，2周作为一个驯化周期。经过3个周期后筛选出长势良好的硝化与反硝化细菌菌种。

1.3.2负载生物介质制作方法

1.3.2.1菌泥分离：将培养成熟的硝化与反硝化细菌培养液在3000r/min下离心5min，得到硝化与反硝化细菌的混合菌泥。