厭氧條件下鐵-硫還原耦合影響五氯酚脫氯消減的作用研究.pdf

1、隨著人類活動的頻繁和現(xiàn)代科學技術及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的大規(guī)模發(fā)展，氯代有機污染物大量的進入環(huán)境當中，而土壤作為多種污染物的載體，其污染修復越來越受到人們的重視。生物修復方法是近幾年來發(fā)展起來的一種有效的用于修復和治理污染土壤的方法，低氯代有機污染物一般通過好氧氧化降解得以完全礦化，而高氯代有機污染物則一般需要先通過厭氧還原進行脫氯降解成低氯代中間產(chǎn)物后，再好氧氧化才能得以完全礦化。五氯酚(PCP, C6Cl5OH)是氯取代基最多、毒性最強、也是

2、最難以被降解的氯酚類化合物，因此厭氧生物降解是PCP脫氯降解的最好辦法。
　　本論文通過控制不同鐵/硫比條件(Fe/S分別為8/1、3/1、2/1、1/1、1/2和1/3)進行土壤懸液厭氧培養(yǎng)批次試驗，研究了鐵還原和硫酸鹽還原之間競爭作用耦合影響PCP還原脫氯的效應，采用qPCR技術分析了硫酸鹽還原菌、脫氯菌(Dehalococcoides)和鐵還原菌地桿菌屬(Geobacter)的群落結(jié)構(gòu)變化和定量表達，主要研究結(jié)果如下:

3、>　　(1)在土壤懸液厭氧培養(yǎng)的112天期間內(nèi)，PCP總體上消減程度很低，PCP的消減雖受到所添加的SO42-的抑制作用，但影響效果并不顯著，可能原因在于在此過程中，體系中PCP的生物轉(zhuǎn)化作用微弱。而在添加礦質(zhì)培養(yǎng)基和碳源之后，PCP濃度迅速降低，這可能是因為厭氧微生物經(jīng)長時間的馴化已適應并產(chǎn)生了降解氯代有機污染物的能力，進而表現(xiàn)為充足的碳源和氮源的存在促進了脫氯菌的生長以及脫氯呼吸作用的進行，同時通過鐵氧化還原反應循環(huán)中的電子傳遞過程

4、耦合促進PCP的得電子還原脫氯消減。
　　(2)含氮礦質(zhì)培養(yǎng)基的添加與否對土壤懸液體系的影響較大。添加氮源能顯著提高硫酸鹽反應強度，并因滿足了微生物對C/N的需求從而增強了微生物的活性，間接影響了PCP生物脫氯效應。
　　(3)在追加氮源后40天的厭氧培養(yǎng)過程中，在既定的鐵濃度條件下，添加七個梯度濃度的SO42-對PCP消減的影響作用有所不同。與對照處理相比，2/1、3/1和8/1的鐵硫比處理中促進了PCP的消減，而其余Fe

5、/S比較低的處理則對PCP的消減產(chǎn)生了抑制作用。這說明SO42-的存在對PCP消減的影響與其濃度有較大的關系，當Fe/S在8/1-2/1之間時，SO42-能夠促進PCP的消減，而這可能是因為此時Fe(Ⅱ)對PCP消減的促進作用大于SO42-對PCP消減的抑制作用;并且鐵氧化物可以沉淀S2-，從而抵消S2-對微生物活性造成的負面影響;同時某些硫酸鹽還原菌可以促進氯代有機污染物的分解?？傮w來說，鐵還原、硫還原和PCP脫氯三種過程存在著復雜的

6、耦合關系，在一定濃度范圍內(nèi)，添加SO42-濃度越高越有利于PCP的消減，而超過這個濃度范圍則濃度越高的SO42-對PCP消減的抑制作用越大。這主要與鐵還原、硫還原、PCP脫氯三種過程共存體系中鐵還原與硫還原的相互作用關系和結(jié)果有關。
　　(4)本研究的土壤懸液培養(yǎng)中所含有的鐵還原菌可能是一類多樣性功能微生物種群，不僅能夠還原Fe(Ⅲ)，還具有還原SO42-和脫氯降解的功能。在土壤懸液厭氧培養(yǎng)時，F(xiàn)e(Ⅱ)濃度迅速累積而硫酸鹽濃度變