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厌氧微生物修复多氯联苯污染:三价铁的有效影响

时间:2023-11-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5.6 为母体多氯联苯总量随时间的变化。51 周的反应期结束时,超过96%的母体多氯联苯被降解了。这说明,添加FeOOH 后对多氯联苯脱氯所产生的抑制作用并非由于缺乏对母体多氯联苯的第一步脱氯能力而导致的。进而需要具体分析每一种母体多氯联苯对FeOOH 的响应。也就是说,本研究中所有13 个母体多氯联苯中有10 个第一步脱氯速率并没有受到FeOOH 的影响减慢,甚至出现了加速现象。这种可能性可以被铁还原条件下存在快速脱氯的母体多氯联苯所支持。

厌氧微生物修复多氯联苯污染:三价铁的有效影响

尽管总体上看,FeOOH 对格拉斯河沉积物中多氯联苯的脱氯起到中等程度的抑制作用,但其对所添加的母体多氯联苯第一步脱氯的影响却较为复杂。图5.6 为母体多氯联苯总量随时间的变化。如图所示,添加FeOOH 的组中仅有反应的滞后期变长,而母体多氯联苯的减少速率并没有比未添加FeOOH 的组有所减慢。51 周的反应期结束时,超过96%的母体多氯联苯被降解了。这说明,添加FeOOH 后对多氯联苯脱氯所产生的抑制作用并非由于缺乏对母体多氯联苯的第一步脱氯能力而导致的。进而需要具体分析每一种母体多氯联苯对FeOOH 的响应。

格拉斯河沉积物微环境中每个母体多氯联苯浓度随时间的变化分别如图5.7、5.8、5.9 和5.10所示。通过对比产甲烷条件下和铁还原条件下各个母体多氯联苯的浓度随时间的变化趋势,我们把13 个母体分成三类。第一类包含PCB 5(23-CB)、PCB 12(34-CB)和PCB 71(26-34-CB),这一类的母体多氯联苯在产甲烷条件下(G-1 和G-2)的浓度始终比铁还原条件下(G-1-Fe 和G-2-Fe)的浓度要低;第二类包含PCB 64(236-4-CB)、PCB 82(234-23-CB)、PCB 97(245-23-CB)和PCB 99(245-24-CB),这一类的母体多氯联苯15 周后基本保持相同的脱氯速率和浓度;第三类包含PCB 105(234-34-CB)、PCB 114(2345-4-CB)、PCB 144(2346-25-CB)、PCB 149(236-245-CB)、PCB 153(245-245-CB)和PCB 170(2345-234-CB),这一类中的母体多氯联苯在铁还原条件下的脱氯启动后速率比产甲烷条件下要更快。也就是说,本研究中所有13 个母体多氯联苯中有10 个第一步脱氯速率并没有受到FeOOH 的影响减慢,甚至出现了加速现象。FeOOH 尤其是新鲜的FeOOH 有较大的比较面积能够吸附沉积物中大量的有机污染物[152]。本研究中向沉积物微环境中添加的是新鲜配制的FeOOH,原本吸附在沉积物有机物和沉积物颗粒表面的多氯联苯倾向于聚集在FeOOH 上。近来也有研究发现铁还原菌本身有富集FeOOH 颗粒,起到促进其生长的作用[153]。因而,FeOOH 的添加,很可能形成了一些Fe(III)浓度高、多氯联苯生物可利用性高的生态位,这些生态位有利于铁还原菌和多氯联苯脱氯菌的生长。这种可能性可以被铁还原条件下存在快速脱氯的母体多氯联苯所支持。疏水性更强的母体多氯联苯(高氯代的PCB 144、149、153 和170 以及共面多氯联苯PCB 105 和PCB 114),在没有添加FeOOH 的沉积物微环境泥浆中生物利用性低,降解慢,而在添加了FeOOH后降解速率明显提高。

图5.6 G-1、G-1-Fe、G-2、G-2-Fe 组中母体多氯联苯总量随时间的变化

数据点为微环境样品的平均值(n=3);误差棒代表标准方差

图5.7 G-1、G-1-Fe、G-2、G-2-Fe 组中母体PCB 5 和PCB 12 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

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图5.8 G-1、G-1-Fe、G-2、G-2-Fe 组中母体PCB 64 和PCB 71 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

图5.9 G-1、G-1-Fe 组中母体PCB 105、PCB 114、PCB 149、PCB 153 和PCB 170 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

图5.10 G-2、G-2-Fe 组中母体PCB 82、PCB 97、PCB 99、PCB 144 和PCB 170 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

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