促進(jìn)厭氧微生物共代謝分解六氯苯的反應(yīng)條件.pdf

1、持久性有機(jī)污染物(POPs)由于具有長(zhǎng)期殘留性、生物蓄積性、半揮發(fā)性、高毒性和遠(yuǎn)距離遷移能力，并且在全球范圍內(nèi)發(fā)生過(guò)多次重大污染事故，故其污染控制是目前全球關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。六氯苯(HCB)是聯(lián)合國(guó)環(huán)境保護(hù)署(UNEP)首批加以禁用或限制的12種POPs之一，雖然已經(jīng)受到大力控制，但是我國(guó)歷史上曾經(jīng)生產(chǎn)超過(guò)300,000噸含：HCB的產(chǎn)品，且目前仍未完全停止生產(chǎn)。六氯苯幾乎不溶于水，進(jìn)入環(huán)境水體后容易蓄積在沉積物中，天然水沉積物經(jīng)常處于厭

2、氧狀態(tài)。因此，研究六氯苯在天然水體及其沉積物中的厭氧生物降解非常有必要。 首先，本文概述了POPs的性質(zhì)、來(lái)源、污染和危害，國(guó)際上和我國(guó)對(duì)POPs所采取的控制措施；概述了氯苯類化合物(CBs)的性質(zhì)與危害、污染與控制，歸納介紹了CBs的去除方法，重點(diǎn)介紹了CBs的生物降解方法和途徑；概述了六氯苯的性質(zhì)、來(lái)源、危害及污染狀況、以及厭氧生物降解處理。 然后，本文分別進(jìn)行了添加不同量碳源物質(zhì)葡萄糖、添加葡萄糖和微量元素Fe<'

3、2+>/Fe<'3+>、添加維生素B12(VB12)以及同時(shí)添加葡萄糖和VB12、微生物厭氧降解HCB及其同系物1，2,4,5-TeCB和1，2,4-TCB的一系列血清瓶實(shí)驗(yàn)，考察了經(jīng)HCB馴化的混合微生物對(duì)HCB、TeCB和TCB的厭氧降解情況，主要得出以下結(jié)論： (1)添加葡萄糖能促進(jìn)HCB的厭氧生物降解，且HCB的降解符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)；當(dāng)添加500mg/L葡萄糖時(shí)，促進(jìn)效果最明顯，HCB的降解速率常數(shù)為0.0468(1

4、/d)，半衰期為14.81天，降解速率為251.5μg HCB/(d·g VSS)，降解率為88.67﹪；而沒(méi)有添加葡萄糖時(shí)，HCB的降解速率常數(shù)為0.0339(1/d)，半衰期為20.45天，降解速率為169.13/μg HCB/(d·g VSS)，降解率為65.71﹪。 (2)有研究認(rèn)為，在無(wú)外加碳源的情況下，F(xiàn)eSO<,4>·7H<,2>O對(duì)沉積物中HCB的缺氧生物降解起抑制作用，外加碳源葡萄糖時(shí)，F(xiàn)eSO<,4>·7H<

5、,2>O對(duì)HCB的缺氧降解影響不大；添加Fe<'3+>能促進(jìn)廢水中難降解有機(jī)物的共代謝降解。本研究結(jié)果表明：微量元素Fe<'2+>和Fe<'3+>的存在能促進(jìn)HCB的厭氧生物降解，HCB的降解符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，并且都是5mg/L的量時(shí)促進(jìn)效果最好；單獨(dú)存在Fe<'3+>時(shí)的效果優(yōu)于單獨(dú)存在Fe<'2+>時(shí)，同時(shí)存在Fe<'2+>和Fe<'3+>時(shí)的效果又優(yōu)于單獨(dú)存在Fe<'2+>或Fe<'3+>時(shí)的效果。 (3)只添加葡萄糖

6、而不添加Fe<'2+>和Fe<'3+>時(shí)，HCB的降解速率常數(shù)為0.0099(1/d)，半衰期為70.01天，降解速率只有54.61/μg HCB/(d·g VSS)，降解率只有23.08﹪；在添加葡萄糖的情況下，單獨(dú)添加5mg/L Fe<'2+>時(shí)，HCB的降解速率常數(shù)為0.0866(1/d)，半衰期為8.00天，降解速率為212.72μg HCB/(d·g VSS)，是沒(méi)有添加Fe<'2+>時(shí)的4倍，降解率高達(dá)91.66﹪，比沒(méi)有添

7、加Fe<'2+>時(shí)提高了68.58﹪；單獨(dú)添加5mg/L Fe<'3+>時(shí)，HCB的降解速率常數(shù)為0.0945(1/d)，半衰期為7.33天，降解速率為218.44μg HCB/(d·g VSS)，是沒(méi)有添加Fe<'3+>時(shí)的4倍，降解率高達(dá)96.00﹪，比沒(méi)有添加Fe<'3+>時(shí)提高了72.92﹪。 (4)有研究表明，維生素B12(VB12)以及VB12和碳源物質(zhì)的加入均不能促進(jìn)HCB在沉積物中的厭氧脫氯降解。本研究結(jié)果表明：

8、微量元素VB12的存在能促進(jìn)HCB的厭氧生物降解，同時(shí)添加葡萄糖和VB12時(shí)促進(jìn)效果更好，且HCB的降解符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。同時(shí)添加1，000mg/L葡萄糖和0.66mg/L VB12后，HCB的降解速率常數(shù)為0.0415(1/d)，半衰期為16.70天，降解速率為254.30μg HCB/(d·g VSS)--比不添加葡萄糖和VBl2時(shí)加快了1倍，降解率為70.02﹪--是不添加葡萄糖和VB12時(shí)的2倍。 (5)經(jīng)HCB馴化

9、的該混合菌群，對(duì)其同系物1,2，4，5-TeCB和1,2，4-TCB均具有良好的降解活性，，且HCB的降解符合準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，降解速率常數(shù)的大小依次為K<,1TeCB>=0.0813(1/d)>K<,1TCB>=0.0352(1/d)>K<,1HCB>=0.0290(1/d)，半衰期依次為t<,1/2CB>=23.90d>t<,1/2TCB>=19.69d>t<,1/2TeCB>=8.53d，降解率依次為TeCB(92.44﹪)>TC