六六六厭氧微生物降解技術(shù)研究.pdf

1、六六六即六氯環(huán)己烷(hexachlorocyclohexane，HCH)是一種典型的有機(jī)氯農(nóng)藥，因其具有高效的殺蟲效果曾在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。由于其具有持久性、半揮發(fā)性、生物富集性和高毒性等特點(diǎn)，一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。六六六能夠長期殘留在環(huán)境中，并可通過土壤、大氣、水的環(huán)境介質(zhì)進(jìn)入糧食、蔬菜等農(nóng)作物以及動(dòng)物體內(nèi)，繼而通過食物鏈進(jìn)入人體并積累，極大的危害動(dòng)植物及人類健康。六六六溶解度低，進(jìn)入水環(huán)境中容易蓄積在水底沉積物中。因此，進(jìn)一步

2、研究水中六六六厭氧微生物的降解技術(shù)非常有必要。
　　 首先，本文在詳細(xì)查閱和系統(tǒng)分析國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，概述了持久性有機(jī)污染物的污染、危害以及現(xiàn)有去除技術(shù);重點(diǎn)總結(jié)分析了六六六的性質(zhì)與危害、環(huán)境行為以及生物降解研究現(xiàn)狀與不足;討論了生命周期評(píng)價(jià)方法目前在污染修復(fù)中的應(yīng)用現(xiàn)狀。
　　 本文選取六六六四種主要異構(gòu)體(α-、β-、γ-、δ-HCH)作為目標(biāo)污染物，培養(yǎng)馴化出能夠高效降解六六六的厭氧污泥。分別進(jìn)行了在厭氧污泥降解

3、目標(biāo)污染物過程中添加不同種類的電子供體、不同濃度的硝酸鹽、不同濃度的氯化鈉的一系列標(biāo)準(zhǔn)血清瓶實(shí)驗(yàn)，考察了經(jīng)過六六六馴化的微生物在上述環(huán)境中對(duì)六六六的厭氧降解情況。此外，本文采用生命周期評(píng)價(jià)的方法(IMPACT2002+)，結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)了在六六六厭氧降解過程中添加不同電子供體對(duì)環(huán)境的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)添加葡萄糖加甲醇、單獨(dú)的葡萄糖，單獨(dú)的甲醇、醋酸鈉、乙醇作為電子供體，HCH的生物降解均符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)

4、力學(xué)反應(yīng)。經(jīng)過28天的厭氧降解，通過比較降解效果及降解速率得出五種電子供體的效果順序如下:乙醇≈甲醇＞葡萄糖加甲醇＞葡萄糖＞醋酸鹽。乙醇系列，α-、β-、γ-、δ-四種異構(gòu)體的半衰期依次為:1.81天、6.29天、6.01天、4.13天;甲醇系列，四種異構(gòu)體的半衰期依次為:2.67天、9.14天、5.04天、4.65天;葡萄糖加甲醇系列，四種異構(gòu)體的半衰期依次為:4.82天、5.94天、8.80天、9.58天;葡萄糖系列，四種異構(gòu)體的半

5、衰期依次為:4.21天、6.37天、4.49天、7.24天;醋酸鹽系列，四種異構(gòu)體的半衰期依次為:14.62天、46.74天、15.15天、34.68天。乙醇、甲醇做電子供體時(shí)四種異構(gòu)體28天降解率在90％至100％之間，醋酸鹽系列，降解率僅在30％-77％之間。葡萄糖經(jīng)過4-8天的遲滯期，才開始被微生物利用，之后降解的促進(jìn)作用明顯。
　　 (2)在HCH厭氧降解過程中加入硝酸鈉，HCH的厭氧降解過程仍滿足準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。不同

6、濃度硝酸根(25mM以下)影響下，四種HCH異構(gòu)體的厭氧生物降解速率大小關(guān)系均為:K0mM＞K5mM＞K0mM＞K25mM。說明硝酸根的加入對(duì)降解有抑制作用，并且隨著硝酸根濃度的加大，可降解HCH的厭氧污泥的活性越來越弱，25mM硝酸根下，α-、β-、γ-、δ-HCH的半衰期分別為:45.90天、77.45天、68.36天、71.31天。當(dāng)150ml混合液體中的硝酸根含量達(dá)到50mM時(shí)，HCH在35天的馴化時(shí)間內(nèi)沒有發(fā)生降解。
　

7、　 (3)在不同濃度氯化鈉影響下HCH厭氧生物降解符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。α-HCH降解速率常數(shù)大小為:K0g/L=4.006d-1＞K5g/L=0.4540d-1＞K3g/L=0.4284d-1＞K10g/L=0.2757d-1＞K15g/L=0.0882d-1;β-HCH降解速率常數(shù)大小為:K3g/L=0.3569d-1＞K5g/L=0.3473d-1＞K0g/L=0.2832d-1＞K10g/L=0.1941d-1＞K15g/=0.

8、1429d-1;δ-HCH降解速率常數(shù)大小為:K5g/L=0.3334d-1＞K3g/L=0.2705d-1＞K0g/L=0.2029d-1＞K15g/L=0.1469d-1＞K10g/L=0.1098d-1。從一級(jí)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)看出，適當(dāng)增加氯化鈉濃度對(duì)HCH厭氧降解有促進(jìn)作用，氯化鈉濃度超過10g/L，對(duì)厭氧污泥出現(xiàn)抑制作用。
　　 (4)LCA評(píng)分結(jié)果表明甲醇在HCH生物降解過程中最適合的電子供體;所有的電子供體在可吸入無