納米Feo-Fe3O4協(xié)同微生物對(duì)PCB77的降解研究.pdf

1、多氯聯(lián)苯（Polychlorinated Biphenyls，PCBs）是一類典型的、分布廣泛的持久性有機(jī)氯代污染物，組成復(fù)雜，理論上有209種同類物和異構(gòu)體。鑒于它們?cè)诘叵滤h(huán)境和土壤中的長(zhǎng)期滯留性、慢性毒性和潛在的致癌作用，迫使人們亟待從污染環(huán)境中去除這些污染物。本文研究了納米Fe0/Fe3O4與微生物聯(lián)合體系降解水溶液和土壤中的PCBs。利用納米Fe0的還原作用脫去聯(lián)苯環(huán)上的氯原子，使其毒性降低或消除；再利用微生物的共代謝作用，引

2、入多氯聯(lián)苯降解菌，協(xié)同降解PCBs。通過(guò)分析納米Fe0 /Fe3O4與微生物之間的相互關(guān)系，揭示納米Fe0/Fe3O4與微生物降解的協(xié)同作用機(jī)理。研究結(jié)果將為地下水的修復(fù)提供理論基礎(chǔ)，也為土壤殘留PCBs快速降解提供新途徑。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下：
　　 1．從污染土樣中分離出一株多氯聯(lián)苯降解菌，利用細(xì)菌通用引物擴(kuò)增降解菌的16S rDNA，得到~1500 bp的片段。經(jīng)純化，測(cè)序后在Genbank上進(jìn)行同源性比較分析及系統(tǒng)發(fā)育

3、樹(shù)構(gòu)建，初步鑒定該菌株為Pseudomonas sp.。從微生物的生長(zhǎng)曲線和對(duì)PCBs的降解曲線實(shí)驗(yàn)表明，降解菌共代謝降解PCBs，并以PCBs為碳源；PCBs的存在，為微生物的生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)，促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)。反應(yīng)7 d，降解菌對(duì)PCB9、PCB28、PCB77的降解率分別為69.72、63.17％、58.63％。
　　 2．當(dāng)培養(yǎng)溫度為30℃、培養(yǎng)基pH為7.0、接種量為109 cfu·mL-1、PCB77初始濃度為1.0 m

4、g·L-1時(shí)，降解菌對(duì)PCB77的降解率為58.63％。PCB77的降解率隨著接種量的增大而逐漸增大；而降解率隨著PCB77初始濃度的不斷增大而減??；培養(yǎng)基pH在5-9之間時(shí)，pH為7時(shí)PCB77降解率最大；外加蔗糖濃度為2 g·L-1時(shí)，PCB77的降解率最大。
　　 3．利用納米零價(jià)鐵還原降解PCB77，結(jié)果表明：反應(yīng)7 d時(shí)，納米零價(jià)鐵對(duì)PCB77的降解率可達(dá)82.99％，并且水溶液中氯離子的濃度隨著時(shí)間的推移而增大，從反

5、應(yīng)初期的18 μmol·L-1增加到47 μmol·L-1，由此推斷并證實(shí)，溶液中的PCB77是通過(guò)還原脫氯實(shí)現(xiàn)的，納米Fe0對(duì)PCB77有比較明顯的降解效果。
　　 4．采用納米Fe0/微生物、納米Fe3O4/微生物聯(lián)合體系降解水溶液中的PCB77。結(jié)果表明聯(lián)合體系的降解效果要優(yōu)于相對(duì)應(yīng)的納米材料、微生物單一體系，納米Fe0/微生物7 d時(shí)對(duì)PCB77的降解率可達(dá)93.30％。納米材料/微生物協(xié)同作用機(jī)理是：納米Fe0、納米F

6、e3O4在對(duì)PCB77的還原脫氯過(guò)程中產(chǎn)生了Fe2+、Fe3+，能為微生物生長(zhǎng)提供營(yíng)養(yǎng)，還原過(guò)程中產(chǎn)生的電子為微生物生長(zhǎng)提供能量，中間產(chǎn)物聯(lián)苯比多氯聯(lián)苯更容易被微生物降解。聯(lián)合體系的微生物生長(zhǎng)量高于單一的微生物體系。
　　 5．采用納米Fe0/微生物、納米Fe3O4/微生物聯(lián)合體系降解土壤中PCB77。結(jié)果表明：PCB77在土壤中的降解符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，不同類型土壤中的降解速率不同。PCB77在紅壤、砂姜黑土、黃褐土中的降解半