羟基氧化铁对太湖底泥中多氯联苯微生物厌氧脱氯的影响
Effects of Ferric Oxyhydroxide on Anaerobic Microbial Dechlorination of Polychlorinated Biphenyls in Taihu Lake Sediments
摘要 多氯联苯(PCBs)的微生物厌氧脱氯过程与底泥的理化性质密切相关.三价铁是底泥中常见的竞争性电子受体,在太湖底泥微环境中添加羟基氧化铁(FeOOH),探究其对PCBs厌氧脱氯的影响.结果表明:①两种微环境(未添加FeOOH的对照组和添加了FeOOH的试验组)中的脱氯启动均存在滞后期,对照组的脱氯滞后期为21~42 d,而添加了40 mmol∕kg(以泥浆计)FeOOH的试验组中,脱氯于42~63 d启动.脱氯启动后,对照组和FeOOH试验组的脱氯速率分别为0.035和0.014 mg∕(kg·d).第210天时,对照组内54.09%的PCBs母体被降解,而FeOOH试验组中仅去除了20.81%.因此,FeOOH对PCBs的还原脱氯具有显著的抑制作用,不仅延长了脱氯滞后期,还降低了脱氯程度和脱氯速率.②FeOOH显著抑制了间位(meta-)和对位(para-)氯的脱除(P<0.05).第210天时,对照组和FeOOH试验组中间位(meta-)氯原子的降解率分别为27.2%和8.9%,对位(para-)氯原子的降解率分别为17.9%和4.9%.但无论在三价铁〔Fe(Ⅲ)〕还原条件下还是无FeOOH添加的对照条件下,脱氯偏好均显示为间位(meta-)>对位(para-)>邻位(ortho-).邻位脱氯路径仅存在于对照组中,说明FeOOH还原完全抑制了邻位脱氯进程.③脱氯过程中,对照组和FeOOH试验组的生物多样性(Shannon-Wiener指数和Simpson指数)从0天到210天逐渐降低,且Fe(Ⅲ)还原条件下的生物多样性低于对照组.随着脱氯反应的进行,厚壁菌门(Firmicutes)在两个体系中占比最高,而变形菌门(Proteobacteria)的优势地位下降,绿弯菌门(Chloroflexi)的占比有一定程度的提高.对照组和FeOOH试验组中脱氯菌Dehalococcoides均出现富集,Dehalococcoides可能对太湖底泥微环境中PCBs的厌氧脱氯具有重要作用.研究显示,FeOOH对太湖底泥中PCBs的厌氧脱氯具有抑制作用,并使微环境中的微生物群落发生了一定变化.
Author: HAN Xuexin LIN Nana LIU Sha XU Yan
作者单位: 东南大学土木工程学院,江苏 南京 210096
刊 名 环境科学研究 ISTICEIPKUCSSCI
年,卷(期): 2021, 34(6)
分类号: X835
在线出版日期: 2021年6月29日
基金项目: 国家自然科学基金项目,江苏高校"青蓝工程",中国科学院科技服务网络计划(STS计划)区域重点项目