太湖底泥多氯聯(lián)苯厭氧脫氯過程中微生物群落變化研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、多氯聯(lián)苯(Polychlorinated biphenyls,PCBs)是一種典型的有機氯污染物,具有疏水、難降解、遠距離傳輸?shù)忍匦?,容易在土壤和底泥中富集。河湖底泥中的多氯?lián)苯可通過水體中的生物富集作用危害人類健康。在厭氧條件下,一些微生物可以利用多氯聯(lián)苯作為其終端電子受體獲取能量,從而實現(xiàn)多氯聯(lián)苯的脫氯降解。然而,多氯聯(lián)苯的微生物降解具有地點特異性。因此,針對特定底泥沉積物研究自然環(huán)境下脫氯微生物的作用與機理,是實現(xiàn)該地區(qū)多氯聯(lián)苯污

2、染底泥原位修復的關鍵基礎工作之一。
  本文研究了三種地球化學條件下太湖底泥微環(huán)境中多氯聯(lián)苯的微生物脫氯降解行為。三個反應組分別為外加PCBs母體的微環(huán)境(記為T-1實驗組,即產(chǎn)甲烷條件下太湖底泥反應微環(huán)境)、外加PCBs母體以及Na2S04的微環(huán)境(記做T-S實驗組,即硫酸鹽還原條件下太湖底泥反應微環(huán)境)、外加PCBs母體以及FeOOH的微環(huán)境(記做T-Fe實驗組,即三價鐵還原條件下太湖底泥反應微環(huán)境),對多氯聯(lián)苯在各實驗微環(huán)境

3、下的天然微生物降解情況進行為期66周的監(jiān)測,共采集了13個時間點的111個樣品。將泥漿樣品中的多氯聯(lián)苯提取純化后,參照美國環(huán)保署方法(EPA Method8082)進行氣相色譜檢測,對降解產(chǎn)物定量分析;同時提取各樣品的總菌DNA,進行高通量測序及熒光實時定量PCR實驗,考察細菌群落結構隨脫氯進程的變化,并篩選多氯聯(lián)苯降解指示微生物/基因。主要結論如下:
  (1)脫氯速率由快到慢排序為T-1組>T-Fe組>T-S組。競爭性電子受體

4、會抑制多氯聯(lián)苯脫氯,且硫酸鹽的抑制作用強于三價鐵。66周內(nèi),T-1組、T-Fe組、T-S組多氯聯(lián)苯總濃度由49.56±0.38mg/kg分別降至37.21±1.43mg/kg、39.80±0.45mg/kg、43.43±0.63mg/kg。類二嗯英毒性當量分析可知:T-1、T-Fe、T-S組分別在15、36、66周內(nèi)降低了約80%,與脫氯速率的結果吻合。
  (2)高通量測序結果表明,第0、6、24、66周與脫氯相關的綠彎菌門(C

5、hloroflexi),尤其是其中的Dehalococcoides有增長趨勢。但已知的多氯聯(lián)苯脫氯菌只占微環(huán)境體系中的少數(shù),Dehalococcoides菌最高占細菌總數(shù)的4.13%,各實驗組中更多的是不具備多氯聯(lián)苯脫氯功能的細菌,如厚壁菌門梭菌目(Clostridiales)、δ變形菌亞門(δ-Proteobacteria)等微生物。
  (3)脫氯相關菌Chloroflexi、Dehalococcoides16S rRNA基因

6、、還原脫鹵酶基因ardA、rdh12均能指示T-1組和T-Fe組底泥微環(huán)境脫氯反應的發(fā)生,但無法指示T-S組反應的發(fā)生,Chloroflexi16S rRNA基因、ardA、rdh12可以指示T-S組脫氯反應的加快,且ardA、rdh12基因的所有指示均更加靈敏。
  (4)多氯聯(lián)苯單體測定結果表明底泥微環(huán)境中存在多氯聯(lián)苯鄰位脫氯現(xiàn)象,但qPCR實驗卻發(fā)現(xiàn)已知的鄰位脫氯菌o-17/DF-116S rRNA基因濃度很低,推測太湖底泥

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