促進厭氧微生物共代謝分解六氯苯的反應條件.pdf

1、持久性有機污染物(POPs)由于具有長期殘留性、生物蓄積性、半揮發(fā)性、高毒性和遠距離遷移能力，并且在全球范圍內(nèi)發(fā)生過多次重大污染事故，故其污染控制是目前全球關注的熱點問題。六氯苯(HCB)是聯(lián)合國環(huán)境保護署(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，但是我國歷史上曾經(jīng)生產(chǎn)超過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)、來源、污染和危害，國際上和我國對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的一系列血清瓶實驗，考察了經(jīng)HCB馴化的混合微生物對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HCB的厭氧生物降解，且HCB的降解符合準一級反應動力學；當添加500mg/L葡萄糖時，促進效果最明顯，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﹪；而沒有添加葡萄糖時，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)有研究認為，在無外加碳源的情況下，F(xiàn)eSO<,4>·7H<,2>O對沉積物中HCB的缺氧生物降解起抑制作用，外加碳源葡萄糖時，F(xiàn)eSO<,4>·7H<

5、,2>O對HCB的缺氧降解影響不大；添加Fe<'3+>能促進廢水中難降解有機物的共代謝降解。本研究結(jié)果表明：微量元素Fe<'2+>和Fe<'3+>的存在能促進HCB的厭氧生物降解，HCB的降解符合準一級反應動力學，并且都是5mg/L的量時促進效果最好；單獨存在Fe<'3+>時的效果優(yōu)于單獨存在Fe<'2+>時，同時存在Fe<'2+>和Fe<'3+>時的效果又優(yōu)于單獨存在Fe<'2+>或Fe<'3+>時的效果。 (3)只添加葡萄糖

6、而不添加Fe<'2+>和Fe<'3+>時，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，單獨添加5mg/L Fe<'2+>時，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)，是沒有添加Fe<'2+>時的4倍，降解率高達91.66﹪，比沒有添

7、加Fe<'2+>時提高了68.58﹪；單獨添加5mg/L Fe<'3+>時，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)，是沒有添加Fe<'3+>時的4倍，降解率高達96.00﹪，比沒有添加Fe<'3+>時提高了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HCB的厭氧生物降解，同時添加葡萄糖和VB12時促進效果更好，且HCB的降解符合準一級反應動力學。同時添加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時加快了1倍，降解率為70.02﹪--是不添加葡萄糖和VB12時的2倍。 (5)經(jīng)HCB馴化

9、的該混合菌群，對其同系物1,2，4，5-TeCB和1,2，4-TCB均具有良好的降解活性，，且HCB的降解符合準一級反應動力學，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