论文部分内容阅读
持久性有机污染物(POPs)由于具有长期残留性、生物蓄积性、半挥发性、高毒性和远距离迁移能力,并且在全球范围内发生过多次重大污染事故,故其污染控制是目前全球关注的热点问题。六氯苯(HCB)是联合国环境保护署(UNEP)首批加以禁用或限制的12种POPs之一,虽然已经受到大力控制,但是我国历史上曾经生产超过300,000吨含:HCB的产品,且目前仍未完全停止生产。六氯苯几乎不溶于水,进入环境水体后容易蓄积在沉积物中,天然水沉积物经常处于厌氧状态。因此,研究六氯苯在天然水体及其沉积物中的厌氧生物降解非常有必要。
首先,本文概述了POPs的性质、来源、污染和危害,国际上和我国对POPs所采取的控制措施;概述了氯苯类化合物(CBs)的性质与危害、污染与控制,归纳介绍了CBs的去除方法,重点介绍了CBs的生物降解方法和途径;概述了六氯苯的性质、来源、危害及污染状况、以及厌氧生物降解处理。
然后,本文分别进行了添加不同量碳源物质葡萄糖、添加葡萄糖和微量元素Fe<2+>/Fe<3+>、添加维生素B12(VB12)以及同时添加葡萄糖和VB12、微生物厌氧降解HCB及其同系物1,2,4,5-TeCB和1,2,4-TCB的一系列血清瓶实验,考察了经HCB驯化的混合微生物对HCB、TeCB和TCB的厌氧降解情况,主要得出以下结论:
(1)添加葡萄糖能促进HCB的厌氧生物降解,且HCB的降解符合准一级反应动力学;当添加500mg/L葡萄糖时,促进效果最明显,HCB的降解速率常数为0.0468(1/d),半衰期为14.81天,降解速率为251.5μg HCB/(d·g VSS),降解率为88.67﹪;而没有添加葡萄糖时,HCB的降解速率常数为0.0339(1/d),半衰期为20.45天,降解速率为169.13/μg HCB/(d·g VSS),降解率为65.71﹪。
(2)有研究认为,在无外加碳源的情况下,FeSO<,4>·7H<,2>O对沉积物中HCB的缺氧生物降解起抑制作用,外加碳源葡萄糖时,FeSO<,4>·7H<,2>O对HCB的缺氧降解影响不大;添加Fe<3+>能促进废水中难降解有机物的共代谢降解。本研究结果表明:微量元素Fe<2+>和Fe<3+>的存在能促进HCB的厌氧生物降解,HCB的降解符合准一级反应动力学,并且都是5mg/L的量时促进效果最好;单独存在Fe<3+>时的效果优于单独存在Fe<2+>时,同时存在Fe<2+>和Fe<3+>时的效果又优于单独存在Fe<2+>或Fe<3+>时的效果。
(3)只添加葡萄糖而不添加Fe<2+>和Fe<3+>时,HCB的降解速率常数为0.0099(1/d),半衰期为70.01天,降解速率只有54.61/μg HCB/(d·g VSS),降解率只有23.08﹪;在添加葡萄糖的情况下,单独添加5mg/L Fe<2+>时,HCB的降解速率常数为0.0866(1/d),半衰期为8.00天,降解速率为212.72μg HCB/(d·g VSS),是没有添加Fe<2+>时的4倍,降解率高达91.66﹪,比没有添加Fe<2+>时提高了68.58﹪;单独添加5mg/L Fe<3+>时,HCB的降解速率常数为0.0945(1/d),半衰期为7.33天,降解速率为218.44μg HCB/(d·g VSS),是没有添加Fe<3+>时的4倍,降解率高达96.00﹪,比没有添加Fe<3+>时提高了72.92﹪。
(4)有研究表明,维生素B12(VB12)以及VB12和碳源物质的加入均不能促进HCB在沉积物中的厌氧脱氯降解。本研究结果表明:微量元素VB12的存在能促进HCB的厌氧生物降解,同时添加葡萄糖和VB12时促进效果更好,且HCB的降解符合准一级反应动力学。同时添加1,000mg/L葡萄糖和0.66mg/L VB12后,HCB的降解速率常数为0.0415(1/d),半衰期为16.70天,降解速率为254.30μg HCB/(d·g VSS)--比不添加葡萄糖和VBl2时加快了1倍,降解率为70.02﹪--是不添加葡萄糖和VB12时的2倍。
(5)经HCB驯化的该混合菌群,对其同系物1,2,4,5-TeCB和1,2,4-TCB均具有良好的降解活性,,且HCB的降解符合准一级反应动力学,降解速率常数的大小依次为K<,1TeCB>=0.0813(1/d)>K<,1TCB>=0.0352(1/d)>K<,1HCB>=0.0290(1/d),半衰期依次为t<,1/2CB>=23.90d>t<,1/2TCB>=19.69d>t<,1/2TeCB>=8.53d,降解率依次为TeCB(92.44﹪)>TCB(66.30﹪)>HCB(64.40﹪),HCB、TeCB和TCB的降解速率分别为272.65μg HCB/(d·g VSS)、191.8μg TeCB/(d·g VSS)和1414.70μg TCB/(d·g VSS)。