多氯聯(lián)苯污染土壤生物泥漿修復(fù)技術(shù)研究.pdf

1、多氯聯(lián)苯(Polychlorinated biphcnyls，PCBs)是一類(lèi)典型的持久性有機(jī)污染物，具有“三致效應(yīng)”、長(zhǎng)期殘留性及生物蓄積性。雖早已禁用，但目前在全球土壤、沉積物、水體、大氣及生物體內(nèi)均可檢測(cè)到PCBs，其生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)不可忽視。生物修復(fù)技術(shù)是當(dāng)前有機(jī)物污染土壤修復(fù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，但修復(fù)效率偏低是限制其發(fā)展與應(yīng)用的瓶頸。其中，生物泥漿修復(fù)技術(shù)可控性較強(qiáng)、修復(fù)效率較高，具有較好的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用前景。因此，本研究以提高生物泥漿法降解

2、PCBs的效率為目的，分析影響泥漿體系中PCBs降解的主次因素，揭示生物泥漿法修復(fù)PCBs污染土壤的潛力與瓶頸。主要研究結(jié)果與結(jié)論如下：
　　(1)篩選獲得2株P(guān)CBs好氧降解菌Rhodococcus ruber SS1（赤紅球菌）和Rhodococcuspyridinivorans SS2（嗜吡啶紅球菌）以及1種富集培養(yǎng)體MH1。菌株SS1、SS2以及課題組先前篩得的菌株Sphingobium fuliginis HC3均可降解

3、一氯至三氯代PCBs。而且菌株SS1和HC3還可降解PCBs代謝產(chǎn)物苯甲酸及單氯代苯甲酸。
　　(2)在人工添加了PCBs的好氧生物泥漿體系中，土著微生物的PCBs降解能力極弱，揮發(fā)是體系中PCBs削減的主要原因。PCBs污染土壤中存在一定數(shù)量的PCBs降解菌及其中間代謝產(chǎn)物氯代苯甲酸的降解菌，僅占可培養(yǎng)細(xì)菌總數(shù)的0.1％左右，這可能是制約實(shí)際環(huán)境中PCBs好氧降解的一個(gè)重要因素。
　　(3)在高濃度實(shí)際PCBs污染土壤或好

4、氧泥漿中，土著菌的PCBs降解能力以及PCBs的生物有效性均影響PCBs的生物降解。將土壤體系轉(zhuǎn)變?yōu)槟酀{體系，添加任意甲基化-β-環(huán)糊精(RAMEB)并輔助機(jī)械攪拌，可顯著提高三氯代PCBs的生物有效性，但卻難以改變四氯代及其它高氯代PCBs(Cl＞4)的生物有效性。土壤與泥漿好氧降解體系運(yùn)行100 d，三氯代PCBs去除率均達(dá)到44％，但其它PCBs的含量均未顯著下降，說(shuō)明土著菌對(duì)高氯代PCBs的好氧降解能力非常有限。通過(guò)細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)

5、分析，發(fā)現(xiàn)土壤和泥漿體系中細(xì)菌菌群的豐度與多樣性隨時(shí)間呈整體下降趨勢(shì)，但泥漿體系更利于一些PCBs降解菌生存。
　　(4)通過(guò)正交試驗(yàn)考察了五個(gè)因素（A-葡萄糖、B-聯(lián)苯、C-RAMEB、D-土水比、E-降解菌）對(duì)泥漿體系中PCBs好氧降解的影響。在最佳降解條件下(A-0.5 g/kg、B-0 g/kg、C-20g/kg、 D-1∶6、 E-15×108個(gè)/mL)，20 d內(nèi)三氯代PCBs去除率達(dá)42.1％，但四氯及高氯代PCBs

6、(Cl＞4)含量未顯著降低。這五個(gè)因素的主次順序依次為D＞C＞A＞E＞B，而且繼續(xù)提高因素C、D和E的水平，或降低因素A的水平，均能進(jìn)一步促進(jìn)泥漿體系中三氯代PCBs的好氧降解。
　　(5)采用厭氧-好氧生物泥漿法處理PCBs污染土壤，實(shí)現(xiàn)了高氯代PCBs的厭氧脫氯與低氯代PCBs的好氧降解。在厭氧階段，通過(guò)接種外源PCBs脫氯培養(yǎng)體可啟動(dòng)PCBs厭氧脫氯反應(yīng)，而且PCBs單體的脫氯特征因脫氯培養(yǎng)體而異。厭氧階段持續(xù)100d，添加

7、外源脫氯培養(yǎng)體的實(shí)驗(yàn)組中部分四氯至七氯代PCBs含量顯著下降，下降量約為8％～15％。在好氧階段，添加PCBs好氧降解菌可顯著提高三、四氯代PCBs的去除率，且外源降解菌SS1、SS2及HC3均能定殖在泥漿體系中。添加好氧降解菌劑的實(shí)驗(yàn)組運(yùn)行30d時(shí)三、四氯代PCBs的去除率分別為59.1％和14.1％。而在單一的好氧泥漿降解體系中，僅三氯代PCBs可顯著降解，降解率分別為43.8％（100 d，第4章）和42.1％（20d，第5章）。