多氯联苯修复技术:美国到中国

多氯联苯质量浓度随时间的变化如图3.4所示。从图中可以看出，所有添加多氯联苯的实验组均发生了深度脱氯反应。对比各组的反应滞后期、反应51 周后的多氯联苯残留情况等发现，多氯联苯总质量的降低与沉积物类型的关系更为密切（表3.6）。无论添加的是哪种多氯联苯混合物，多氯联苯总量在同一沉积物中水平非常相近。在哈德逊河沉积物微环境中，多氯联苯总量降低了约25%；而在格拉斯河沉积物微环境中，多氯联苯减少了约35%。格拉斯河沉积物较哈德逊河沉积物脱氯更显著。然而，脱氯反应的滞后期长短和脱氯随时间的变化趋势和沉积物类型、添加多氯联苯的组成均有关联。H-1 组的滞后期为3 到6 周，H-2 组的滞后期为6 到9 周。与之对应，G-1 组的滞后期在3 周左右，G-2 组的滞后期则小于3 周。换句话说，格拉斯河沉积物比哈德逊河沉积物滞后期要短，相对于PCB Mixture 2，PCB Mixture 1 的添加延长了格拉斯河沉积物的滞后期，缩短了哈德逊河沉积物的滞后期。进一步分析发现两种沉积物的脱氯速率（多氯联苯总量降低速率）在9 周到24 周的时间范围内基本持平，但在24 周之后哈德逊河沉积物中的脱氯反应明显放缓，而格拉斯河沉积物则仍保持较高的脱氯速率。必须指出的是，沉积物微环境中的脱氯速率不能直接等同于原位修复中的脱氯速率。实验室微环境中补充了营养元素、维生素并保持了微生物生长适宜的反应温度。

图3.4 H-1、G-1、H-2、G-2 组中多氯联苯总量随时间变化趋势图

数据点为微环境样品的平均值（n=3）；误差棒代表标准方差

表3.6 H-1、G-1、H-2、G-2 组脱氯情况对比

*平均值±标准差（n=3）(www.xing528.com)

理论上说，除非所有氯原子都被取代，多氯联苯脱氯程度都是有限的，即分子总数不变仅氯原子数减少。排除实验误差，微环境体系中多氯联苯总摩尔数的降低则是由于一部分多氯联苯分子完全脱氯到联苯造成的。本研究中，多氯联苯摩尔浓度随时间的变化如图3.5所示。所有实验组H-1、G-1、H-2、G-2 中多氯联苯摩尔浓度均有显著性降低（p ＜0.001）。单体分析发现，多氯联苯摩尔数的降低主要是由于PCB 12（34-CB）的完全脱氯。G-1 组51周后的摩尔数降低最多，这是由于除了PCB 12 完全脱氯之外，有一个邻位氯原子的多氯联苯PCB 5（23-CB）、PCB 105（234-34-CB）和PCB 114（2345-4-CB）在36 周后也存在一定的完全脱氯。然而，哈德逊河沉积物中并没有检测到邻位脱氯，格拉斯河沉积物中也没有观察到两个或两个以上邻位氯原子的多氯联苯存在邻位脱氯。

图3.5 H-1、G-1、H-2、G-2 组中多氯联苯摩尔浓度随时间的变化

数据点为微环境样品的平均值（n=3）；误差棒代表标准方差

完全脱氯的产物只有联苯一种。在厌氧封闭的沉积物微环境中，联苯无法挥发或氧化，因此联苯的存在是多氯联苯完全脱氯的有力证据。我们随机选择微环境样品送至北达科他大学能源环境研究中心进行检测，结果显示联苯在哈德逊河和格拉斯河添加了多氯联苯的微环境样品中均有存在，而在未添加多氯联苯的样品中则少有检出。由于在这两种沉积物中缺乏其他可能的联苯来源（如多环芳烃），因此我们可以认定联苯来源于多氯联苯的完全脱氯。