不同厌氧环境中四氯乙烯生物降解研究

发布时间：2020-03-31 04:17

【摘要】：四氯乙烯(PCE)是一种广泛用于干洗和脱脂的有机溶剂,是地下水中常见的污染物。关于PCE的处理引起了广泛关注,目前有物理、化学和生物三种处理方法。生物法最大的优点是可以实现无害化,无二次污染,处理成本低,是一种较经济的污染处理措施。PCE只能在厌氧条件下发生共代谢降解,本文主要对较弱的还原环境,包括硫酸盐还原、铁还原、反硝化、混和电子受体和天然地下水环境的PCE脱氯性能进行研究。本实验采用的是室内培养微生物的方式,当系统中的微生物活性较高时,以醋酸为共代谢基质,进行驯化实验,为了消除地下水中硝酸根和硫酸根的干扰,同时以实验配水和天然地下水为基础培养液,加入相应的电子受体营造不同的还原环境。当所营造的还原环境已经形成,而且微生物可以适应浓度为120.0μg/L的PCE之后,对PCE在不同厌氧条件下的降解情况进行研究。研究结果表明,铁还原环境比天然地下水环境的PCE脱氯效果要好,到实验的第13天,去除率分别为90.00%以上和84.71%。在这两个环境中,可以使PCE很快转化为三氯乙烯(TCE),并可以进一步转化为二氯乙烯(DCEs)。根据实验结果进行拟合,PCE的降解和TCE的产生均符合准一级反应动力学方程。在混和电子受体环境、硫酸盐还原环境和反硝化环境,PCE的去除率主要都以挥发为主,降解只占很小的比例,而且最终的降解产物只有TCE。根据实验第13天PCE的去除率来衡量其它各个环境的PCE降解性能,反硝化环境PCE的降解能力最差;混和电子受体环境次之;硫酸盐还原环境最好。相比较而言,硫酸盐初始浓度低的微环境比硫酸盐初始浓度高的微环境,PCE的降解效果好一些。在以实验配水营造的铁还原环境PCE的降解性能最好,选择该环境作PCE的影响因素分析,结果表明,PCE在脱氯过程中受温度、pH值、电子受体的影响。温度为20℃时脱氯能力较强,半衰期为2.78天,温度为12℃时PCE仍可以脱氯,半衰期为6.45天;到实验结束时,初始pH值在6.00～8.00之间的微环境,PCE的去除率达到90.00%以上;pH值在5.00左右,铁还原作用较强烈,产生的Fe(Ⅱ)浓度为67.71mg/L,PCE的去除率为34.52%;而当pH值9.00时,铁还原作用不明显,产生的Fe(Ⅱ)浓度为4.52mg/L,而且PCE的去除率不足20.00%。加入硝酸盐和硫酸盐后,会使PCE的脱氯受到抑制,而且抑制作用与加入的硝酸盐和硫酸盐浓度成正比。实验结束时,未加N__3~-的微环境中,PCE的反应速率常数是NO_3~-浓度为500.0mg/L的环境中的5.12倍;未加入SO_4~(2-)的微环境中,PCE去除率达到了100.0%,而在SO_4~(2-)初始浓度为100.0mg/L的微环境中,PCE的去除率仅为47.79%。
【图文】：

菌落形态,优势菌种,微生物,短杆

不同厌氧环境中四氯乙烯生物降解研究采用肉汤平板分离并培养样品中的微生物，得到三种具有不同菌落形态的微生物，见图3一sa。肉汤培养基上总菌数大于1护m/L。(a)浅黄色大菌落d(>3~)，平贴培养基生长，G一，，菌体短杆和近球菌(0.30~0.50xl.00~2.00林m);(b)浅黄色半透明小菌落(d<2.oomm);G’，菌体短杆o.soxl.oo~2.00林m;(e)透明小菌落(d<2.00nun);G一，菌体短杆和小球菌0.5oxl.00林m。采用PDA平板分离并培养样品中的微生物，主要得到具有不同菌落形态的两种微生物，见图3一sb。PDA培养基上总菌数大于l护m/L。(a)黄色大菌落(d>3.00mm)，有黄绿色晕圈，G一
【学位授予单位】：中国地质大学（北京）
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：X132

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