厌氧微生物修复：美国到中国的多氯联苯污染案例

沉积物微环境中所添加的母体多氯联苯总量的变化可以直观地反应多氯联苯厌氧脱氯反应启动的情况。在为期24 周的实验中，所有实验组T-1、T-1-S、T-1-Fe 中均发现母体多氯联苯的减少，其总量随时间的变化见图6.3。三种不同实验条件下，多氯联苯脱氯反应均存在滞后期。其中T-1 组的滞后期约为3 周，T-1-Fe 的滞后期在12 到15 周之间，T-1-S 的滞后期则长达18 周，在第18 周之后其脱氯反应才启动。母体多氯联苯减少的相对速率为T-1 ＞T-1-Fe ＞T-1-S。具体到各实验组中每个母体多氯联苯，其脱氯反应开始的时间和降解速率则不尽相同。

以添加了PCB Mixture 1 的T-1 组为例，二氯联苯PCB 5（23-CB）和PCB 12（34-CB）、类二英五氯联苯PCB 105（234-34-CB）和PCB 114（2345-4-CB）、七氯联苯PCB 170（2345-234-CB）均在培养3 周后即开始逐步降解；四氯联苯PCB 64（236-4-CB）、六氯联苯PCB 149（236-245-CB）和PCB 153（245-245-CB）的含量分别在9 周、15 周和6 周之后开始下降，而四氯联苯PCB 71（26-34-CB）在培养12 周后才开始缓慢降解，到第24 周结束时，仍有约90%的PCB 71 母体存在。而第24 周时，PCB 170 的含量平均降低了55.7%；PCB 153 和PCB 149 的含量分别降低了65.1%和18.1%；类二英PCB 114 和PCB 105 的含量分别降低了93.3%和94.2%；PCB 64 的含量降低了44.5%。同时，还发现PCB 12 和PCB 5 的脱氯也较快，截止到第24 周，PCB 12 的浓度从18.96 ±0.11 nmol/g 降至0.97 ±0.03 nmol/g，平均降低了94.9%；PCB 5的浓度从25.87 ±0.10 nmol/g 降低至0.65 ±0.02 nmol/g，平均降低了97.5%。相对而言，PCB 71 的降解速率最慢，24 周内降解约10%，这与美国哈德逊河和格拉斯河中PCB 71 快速降解的现象完全不同，具体原因还有待进一步探究。

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图6.3 T-1、T-1-S 和T-1-Fe 组中多氯联苯母体浓度随时间变化

添加了PCB Mixture 1 和FeOOH 的T-1-Fe 组中，PCB 5、PCB 105、PCB 114 和PCB 170 均在12 周之后逐步降低，而其他五种多氯联苯单体的浓度则基本没有变化；添加了PCB Mixture 1 和的T-1-S 组中，PCB 5 和PCB 105的浓度在18 周之后逐步降低，而其他七种多氯联苯单体的含量基本没有变化。在同一组沉积物微环境中，各个多氯联苯单体脱氯反应启动时间的差异表明沉积物中的脱氯微生物对脱氯底物多氯联苯具有选择性；不同组沉积物微环境中，同一多氯联苯单体脱氯反应开始的时间也不尽相同，表明太湖沉积物中微生物厌氧脱氯反应受到所处地球化学环境的影响。然而，三组微环境中都观察到了PCB 5 和PCB 105 首先开始脱氯反应，说明这两种多氯联苯单体在太湖沉积物中更容易被微生物降解。FeOOH 和的添加均抑制了母体多氯联苯的脱氯，且FeOOH 的抑制作用要弱于，这和同样重金属含量较高的美国格拉斯河沉积物微环境中所观察到的抑制规律类似。