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

1、多氯聯(lián)苯(Polychlorinated biphenyls，PCBs)是一種典型的有機(jī)氯污染物，具有疏水、難降解、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)忍匦裕菀自谕寥篮偷啄嘀懈患?。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(shí)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(diǎn)特異性。因此，針對(duì)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(jī)理，是實(shí)現(xiàn)該地區(qū)多氯聯(lián)苯污

2、染底泥原位修復(fù)的關(guān)鍵基礎(chǔ)工作之一。
　　本文研究了三種地球化學(xué)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(gè)反應(yīng)組分別為外加PCBs母體的微環(huán)境（記為T-1實(shí)驗(yàn)組，即產(chǎn)甲烷條件下太湖底泥反應(yīng)微環(huán)境）、外加PCBs母體以及Na2S04的微環(huán)境（記做T-S實(shí)驗(yàn)組，即硫酸鹽還原條件下太湖底泥反應(yīng)微環(huán)境）、外加PCBs母體以及FeOOH的微環(huán)境（記做T-Fe實(shí)驗(yàn)組，即三價(jià)鐵還原條件下太湖底泥反應(yīng)微環(huán)境），對(duì)多氯聯(lián)苯在各實(shí)驗(yàn)微環(huán)境

3、下的天然微生物降解情況進(jìn)行為期66周的監(jiān)測(cè)，共采集了13個(gè)時(shí)間點(diǎn)的111個(gè)樣品。將泥漿樣品中的多氯聯(lián)苯提取純化后，參照美國(guó)環(huán)保署方法(EPA Method8082)進(jìn)行氣相色譜檢測(cè)，對(duì)降解產(chǎn)物定量分析;同時(shí)提取各樣品的總菌DNA，進(jìn)行高通量測(cè)序及熒光實(shí)時(shí)定量PCR實(shí)驗(yàn)，考察細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)隨脫氯進(jìn)程的變化，并篩選多氯聯(lián)苯降解指示微生物/基因。主要結(jié)論如下:
　　(1)脫氯速率由快到慢排序?yàn)門-1組＞T-Fe組＞T-S組。競(jìng)爭(zhēng)性電子受體

4、會(huì)抑制多氯聯(lián)苯脫氯，且硫酸鹽的抑制作用強(qiáng)于三價(jià)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(dāng)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(jié)果吻合。
　　(2)高通量測(cè)序結(jié)果表明，第0、6、24、66周與脫氯相關(guān)的綠彎菌門（C

5、hloroflexi），尤其是其中的Dehalococcoides有增長(zhǎng)趨勢(shì)。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(xì)菌總數(shù)的4.13％，各實(shí)驗(yàn)組中更多的是不具備多氯聯(lián)苯脫氯功能的細(xì)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(guān)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(yīng)的發(fā)生，但無法指示T-S組反應(yīng)的發(fā)生，Chloroflexi16S rRNA基因、ardA、rdh12可以指示T-S組脫氯反應(yīng)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(cè)定結(jié)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(shí)驗(yàn)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(cè)太湖底泥