厭氧馴化污泥降解2,4,6-TCP特性及脫氯微生物群落研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，人類向自然環(huán)境中排放大量難降解有毒有機(jī)物。如氯酚類化合物，給生態(tài)環(huán)境帶來巨大的危害。因此，如何去除環(huán)境中的酚類物質(zhì)是當(dāng)下比較關(guān)注的課題，利用厭氧微生物降解氯酚類物質(zhì)是一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。本文利用馴化厭氧污泥降解2，4，6-三氯苯酚(2，4，6-TCP)，研究其降解規(guī)律、代謝特性以及環(huán)境因子對降解效果的影響并利用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)——高通量測序技術(shù)對脫氯微生物的種屬等生物信息進(jìn)行測定和分析，揭示氯酚厭氧還原脫氯規(guī)律

2、，深入脫氯機(jī)理，為加速還原脫氯的方法、實(shí)現(xiàn)多氯酚的徹底礦化及實(shí)際應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。本論文取得了如下研究成果。
　　利用可密封厭氧反應(yīng)裝置，接種活性污泥，以乳酸鈉為電子供體2，4，6-TCP為電子受體，成功獲得可快速降解2，4，6-TCP的厭氧污泥，說明通過馴化的方法能夠富集具有脫氯能力的厭氧菌群。馴化污泥可快速脫除氯酚的鄰位氯，對對位氯的脫除十分有限，表現(xiàn)出明顯的底物專一性。對代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，2，4，6-TCP厭氧降解的中間

3、產(chǎn)物有2，4-DCP、4-氯酚(4-CP)、苯酚，且2,4-DCP的檢出率很低，因此推測可能有2種代謝途徑，即直接一步脫除兩個氯原子生成4-CP或者先脫除一個氯原子生成2，4-DCP再進(jìn)一步脫氯生成4-CP。
　　通過掃描電子顯微鏡觀察馴化污泥的微觀形態(tài)，與接種污泥比較發(fā)現(xiàn)，馴化污泥球菌數(shù)量增多，推測厭氧污泥馴化出較多脫氯球菌。通過高通量測序分析馴化污泥的種群結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)，馴化污泥富集了大量的產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌，是馴化污泥的優(yōu)勢種群，說明

4、這類菌的存在對脫氯有重要意義。雖然產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌并不具有脫氯功能，但可與脫氯菌互營共生，起到釋氫作用。此外，馴化污泥中還含有一定數(shù)量的硫還原細(xì)菌，此類微生物一直被認(rèn)為與脫氯現(xiàn)象密切相關(guān)，有的種屬具有脫氯功能，這個發(fā)現(xiàn)對認(rèn)識脫氯現(xiàn)象有重要的意義。
　　通過厭氧間歇實(shí)驗(yàn)考察電子受體對厭氧污泥脫氯降解影響。結(jié)果表明，馴化污泥可進(jìn)行硫酸鹽還原，硫酸鹽的存在抑制2，4，6-TCP的降解，濃度越高，抑制越明顯，明顯抑制濃度為5mM。同時，系統(tǒng)內(nèi)

5、亦存在硝酸鹽還原作用，且硝酸鹽對2，4，6-TCP的抑制作用較硫酸鹽顯著，當(dāng)加入1mM硝酸鹽時，便可明顯抑制2，4，6-TCP的脫氯速率。
　　利用亨蓋特厭氧技術(shù)研究各種環(huán)境因素對馴化污泥脫氯的影響，發(fā)現(xiàn)，一定濃度的電子供體對實(shí)現(xiàn)馴化污泥快速脫氯是必要的。乳酸鈉濃度在0-10mM時，其濃度和脫氯速度成正比。以甲酸鈉、乙酸鈉、乳酸鈉和葡萄糖作為馴化厭氧污泥的電子供體，同摩爾加入時，其降解效率依次為:乳酸鈉＞乙酸鈉＞甲酸鈉≥葡萄糖，與