厌氧微生物修复多氯联苯污染：美国到中国的污染修复成果

甲烷在哈德逊河和格拉斯河添加多氯联苯的微环境和未添加多氯联苯的对照组（Live controls）中均有检出，在经过高压灭菌的沉积物微环境（Killed controls）中则无检出。图3.3 展示了各组沉积物微环境中产甲烷量随反应时间的变化。其中哈德逊河沉积物微环境中，添加PCB Mixture 1 的组以H-1表示；添加PCB Mixture 2 的组以H-2 表示；不添加PCB 的对照组以H 表示。格拉斯河沉积物微环境中，添加PCB Mixture 1 的组以G-1 表示；添加PCB Mixture 2 的组以G-2 表示；不添加PCB 的对照组以G 表示（本书后面章节同此表示方式）。分析结果显示，格拉斯河沉积物微环境中的甲烷产量普遍高于哈德逊河沉积物。而多氯联苯的添加可以显著影响甲烷的产量，且影响的程度和添加的多氯联苯组成有关。当反应进行了51 周后，H-1 共产生了4.6 ±0.3 mmol/kg 泥浆的甲烷，比不添加多氯联苯的H 组高出了约1.0 mmol/kg。与此同时，H-2 的甲烷产量在3.0 ±0.1 mmol/kg，显著低于H-1 和H 组。而对于格拉斯河沉积物微环境，G-1 和G-2 组在51 周中分别产生了（14.4 ±0.4）mmol/kg 和（15.3 ±0.4）mmol/kg 的甲烷，均高于格拉斯河的无多氯联苯对照组G（12.6 ±1.0 mmol/kg）。我们可以发现，PCB Mixture 2 的添加在哈德逊河表现出对产甲烷的抑制，而在格拉斯河中则显著增强了产甲烷作用。然而，从影响程度的大小来看，多氯联苯的组成对产甲烷的影响要远远小于沉积物类型不同对产甲烷的影响。此前的研究中也发现产甲烷作用对多氯联苯脱氯的影响呈现沉积物特异性并与多氯联苯的选择有关［35，63，67，93，96，127］。其中一些显示产甲烷菌直接参与了多氯联苯单体或者Aroclor 1242 在巴尔的摩港、哈德逊河和基隆河的脱氯反应［35，67，96］。另一些则发现哈德逊河沉积物微环境中PCB 21（234-CB）或Aroclor 1242 的脱氯和产甲烷作用并无联系［63，93］。上述有争议的研究结果是由于参与脱氯活动的微生物不同造成的。例如，o-17/DF-1 是两种多氯联苯脱氯菌，前者脱去邻位氯原子，后者脱掉双侧氯取代的氯原子，这两种菌都不需要产甲烷菌作为共生菌［34，67］。

图3.3 沉积物微环境中甲烷产量随时间的变化(www.xing528.com)

H：哈德逊河无多氯联苯对照；G：格拉斯河无多氯联苯对照；H-1：哈德逊河添加PCB Mixture 1；H-2：哈德逊河添加PCB Mixture 2；G-1：格拉斯河添加PCB Mixture 1；G-2：格拉斯河添加PCB Mixture 2；数据点为微环境样品的平均值（n=3）；误差棒代表标准方差

本研究中甲烷产量的变化与沉积物类型关系密切。如图3.3所示，使用哈德逊河沉积物的组（H-1，H-2，H）中甲烷生成速率随反应时间的延长而减慢。最高速率出现在9 周之前。随后，甲烷的生成速率在无多氯联苯的H 对照组中几乎降到了零。而在H-1 和H-2 组中，甲烷量在9 周到21 周中仍有缓慢增长，21 周后则无明显上升。相比之下，使用格拉斯河沉积物的组（G-1，G-2，G）在长达51 周的反应中始终保持较高的产甲烷活性。这可能是由于两个河流沉积物中的有机碳含量不同。格拉斯河沉积物处于富碳环境，哈德逊河沉积物则处于贫碳环境（见表3.3）。哈德逊河中产甲烷菌的生长受到有机碳的限制。