外源電子受體對五氯酚還原脫氯的影響研究.pdf

1、五氯酚(PCP)在我國被廣泛的用作為除草劑、殺蟲劑、殺真菌劑以及木材反腐劑。它具有相對持久性、高毒害性，在自然環(huán)境下半衰期較長，所以對環(huán)境仍產(chǎn)生深遠(yuǎn)地影響。在長期的淹水條件下，PCP的微生物厭氧脫氯過程是PCP降解最主要的方式。三價鐵、硫酸鹽和硝酸鹽作為自然土壤中重要的競爭性電子受體，其還原過程可與PCP脫氯還原同時發(fā)生，這使得厭氧PCP降解過程更加復(fù)雜。
　　本論文以PCP作為目標(biāo)氯代有機污染物，基于泥漿培養(yǎng)和富集硫酸鹽還原菌群

2、體系，研究了外源電子受體（硫酸鹽和硝酸鹽）對PCP還原脫氯的影響以及微生物調(diào)控作用機制。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)水稻土中PCP在40天完成完全脫氯，相比于不添加硫酸鹽和硝酸鹽的對照處理，外源添加的硫酸鹽和硝酸鹽都抑制PCP的還原脫氯，且隨著硫酸鹽和硝酸鹽添加濃度的提高，PCP的還原率依次降低。但因外源補充了電子供體，足夠完成培養(yǎng)體系中所有還原過程的電子消耗量，因此，與對照相比，硫酸鹽和硝酸鹽添加濃度的增加只會抑制培養(yǎng)前期的脫

3、氯速率，至培養(yǎng)末期時還原脫氯無差異。試驗中PCP脫氯途徑從鄰位脫氯開始，再通過鄰位、對位和間位脫氯最后形成3-MCP作為最終產(chǎn)物。通過高通量測序水稻土中檢測到的主要的屬有:Desulfobacca、Syntrophomonas、Pelotomaculum、Geobacter、Pesudomonas、Desulfitobacterium、Desulfovibrio、Clostridium、Sedimentibacter和Caloramat

4、or。其中，Desulfitobacterium屬最可能是本試驗中的脫氯菌。細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)除了具有相似的主要菌屬，在硝酸鹽和硫酸鹽處理中分別具有一些特有的菌屬，如硝酸鹽處理中的Caldicoprobacter和硫酸鹽處理中的Desulfovibrio。
　　(2)硫酸鹽土壤中PCP在培養(yǎng)到60天時才發(fā)生還原脫氯，至培養(yǎng)90天時，所有處理中20 mM Na2MoO4處理的PCP脫氯轉(zhuǎn)化率最大，為22.5％，20 mMNaNO3處理的轉(zhuǎn)

5、化率最小，為7.5％。PCP在不同硝酸鈉處理中的殘留量排序為20mM＞10mM＞1 mM＞5 mM。并且，PCP通過鄰位脫氯產(chǎn)生唯一的產(chǎn)物2，3，4，5-TeCP。跟不添加硫酸鹽和硝酸鹽的對照處理相比，硝酸鹽的添加對PCP降解的影響表現(xiàn)出:低濃度的硝酸鹽處理（1 mM和5 mM硝酸鹽）促進(jìn)了PCP的還原脫氯;而高濃度的硝酸鹽處理（10 mM和20 mM硝酸鹽）則抑制了PCP的還原脫氯。硫酸鹽土壤微生物主要以Clostridia、Alph

6、aproteobacteria、Gammaproteobacteria和Deltaproteobacteria綱組成;硫酸鹽土壤由于其高鹽度等特性，所以Dethiobacter和Alkaliphilus兩個嗜堿性的屬的相對豐富度較高。此外，硫酸鹽土中還檢測到可能具有還原脫氯功能的脫氯菌Anaeromyxobacter、Geobacter、Dehalobacter屬。
　　(3)通過富集培養(yǎng)并馴化的方式得到硫酸鹽還原菌群，發(fā)現(xiàn)SRB

7、菌群能夠耐受PCP，但不能夠降解轉(zhuǎn)化PCP。隨著PCP濃度的增加，SRB菌群的硫酸鹽還原率下降，可見高濃度的PCP的存在對SRB菌群具有毒害作用，抑制了硫酸鹽還原。
　　本論文通過研究兩種性質(zhì)完全不同的土壤（水稻土和硫酸鹽土）中PCP的還原脫氯情況，發(fā)現(xiàn):通過補充充足的電子供體，則會降低因SO42-和NO3-還原對電子競爭而導(dǎo)致的PCP還原脫氯的抑制效應(yīng);此外，通過抑制硫酸鹽還原以及施加適量的硝酸鹽，則會調(diào)控富含硫酸鹽、且缺氮的厭