0引言

HCB是典型的持久性环境污染物,是斯德哥尔摩公约首批控制的12种污染物之一。国内各种水体和沉积物及土壤中均检测到HCB。HCB化学性质稳定,不易被生物降解,还会通过食物链的传递和富积作用进入其他生物体内,对人体健康有着很大的潜在危害。有研究表明,在厌氧条件下微生物能对HCB进行还原性脱氯。国外学者对HCB的厌氧降解进行了一些研究,表明多种因素影响HCB的厌氧降解活性。

国内对HCB生物降解的研究报道较少,不同反应条件下HCB降解活性的变化还不十分明确。在前期研究中得出了HCB厌氧降解过程中共代谢发挥重要作用的结论。共代谢降解中,生长基质浓度、营养物质的存在与否和微量元素的补充等均影响目标污染物的降解活性。

本研究根据受HCB污染的水体及沉积物的具体情况,针对长期厌氧驯化培养获得的HCB降解微生物,考察了生长基质浓度(葡萄糖)、氮营养和微量元素(Fe3+)、氯苯类(CBs)同系物共存等反应条件下其对HCB降解活性的变化。本研究结果可以为进行相应的HCB污染控制技术提供科学依据。

1材料与方法

降解HCB的厌氧微生物采用取自广州大坦沙污水处理厂一级厌氧消化污泥为种泥,长期HCB驯化培养获得的、对HCB有较好降解能力的厌氧微生物,进行血清瓶实验。

112血清瓶实验为了探讨及分析不同反应条件下,厌氧微生物降解HCB活性的变化,分别进行了一系列的标准血清瓶实验。向100mL血清瓶和数个20mL顶空瓶内通入高纯氮气,使瓶内处于厌氧状态后,瓶口盖上内表面为聚四氟乙烯的橡胶塞,用封口钳加上铝盖密封待用。然后在厌氧条件下,用无菌注射器将一定体积的驯化培养物分别注入到这些20mL无氧顶空瓶中,在4000r/min的条件下离心10min后移去上清液,再加入同样量的新鲜营养液,摇匀后,用无菌注射器移入充氮气的血清瓶中。血清瓶实验的前期准备完成后,根据如下研究要求分别进行相关的调节。

11211生长基质浓度对HCB降解活性的影响实验中血清瓶内微生物浓度控制在300mg/L,HCB初始浓度为015mg/L,加入葡萄糖为生长基质,葡萄糖最终浓度分别为0,50,100,250,500,1000mg/L,在35℃、150r/min的条件下进行恒温振荡培养。定期取样测定OD600、葡萄糖和HCB的浓度。

11212氮营养对HCB降解活性的影响实验中血清瓶内微生物浓度控制在300mg/L,HCB初始浓度为015mg/L,葡萄糖浓度为1000mg/L,加入氯化铵(氮营养),其最终浓度分别为2160,0130,0106和0103g/L。在35℃、150r/min的条件下进行恒温振荡培养。定期取样测定HCB的浓度。

11213Fe3+对HCB降解活性的影响实验中血清瓶内微生物浓度控制在400mg/L,加入葡萄糖(1000mg/L)为外加碳源,HCB初始浓度为014mg/L,调节氯化铁的投加量使血清瓶内Fe3+浓度分别为0,5,10,26,52,104mg/L;在35℃、150r/min的条件下进行恒温振荡培养,定期取样测定HCB的浓度。

11214共存污染物对HCB降解活性的影响实验中血清瓶内微生物浓度控制在300mg/L,进行两组实验,第1组为1,2,42三氯苯(1,2,42TCB)、1,2,4,52四氯苯(1,2,4,52TeCB)和HCB单独存在时HCB驯化微生物对其的降解;第2组为1,2,42TCB、1,2,4,52TeCB和HCB3种CBs共存时HCB驯化微生物对其的降解。两组实验中1,2,42TCB、1,2,4,52TeCB和HCB的浓度分别为5,015,015mg/L,葡萄糖浓度为1000mg/L,在35℃、150r/min的条件下进行恒温振荡培养。定期取样测定各CBs的浓度。同时,对上述的每组实验分别进行了灭菌对照实验。其结果显示:采用灭菌污泥的血清瓶中,微生物丧失活性,HCB浓度基本保持不变,排除了非生物导致HCB浓度改变的可能性。