多氯联苯污染及其生物降解途径.ppt

环境生物学 环境科学专业，陈军，092100091 2、实验思路 （1）芳烃降解微生物的分离； （2）分离菌株降解酶系分析； （3）纯菌株降解性能定量测试； （4）菌株降解能力生态组合设计； （5）混合菌群降解性能优化； （6）共代谢对生物降解性能促进影响； （7）复合菌系的反应器运行； （8）芳烃降解动力学分析。 * “环境生物学”课程专题总结 环境科学专业092100091 陈 军 * * * 一、多氯联苯的概述 * PCB分为三氯联苯(PCB3)、四氯联苯(PCB4)、五氯联苯(PCB5)、六氯联苯(PCB6)。 分子式：C12H10-xClx。分子量：PCB3：266.5；PCB4：299.5；PCB5：328.4；PCB6：375.7 多氯联苯(Polychlorinated Biphenyls ，PCBs) 1 2 3 4 5 6 6 5 4 3 2 1 1、PCBs的用途 PCBs 是一种无色或淡黄色的黏稠液体； 1881年首次在实验室合成，具有化学性质稳定，隔热和润湿性能好，阻燃和绝缘性能优良； 广泛应用于电力变压器、电容器等设备中；在润滑油、油漆、墨水、泡沫乳胶、玻璃纤维和防水化合物等工业产品中有一定含量。 1929年大规模生产；1970-1980年间虽被多国禁用，但据估计现在仍有120万吨的PCBs在环境中存在。 * * 2、PCBs的全球分布 3、PCBs的不良性能 PCBs 属半挥发或不挥发物质，具有一定的腐蚀性； 具有难降解性、生物蓄积性和远距离迁移性； 具有免疫学毒性、神经毒性、致畸、致突变和致癌性，对人类健康危害极大。 * PCBs其毒性主要表现为：影响皮肤、神经、肝脏，破坏钙的代谢，并有慢性致癌和致遗传变异等的可能性。 eg: 1968年，日本“米糠油中毒事件”造成1000多人中毒，l6人死亡，几十万只鸡病死； PCBs对脂肪具有很强的亲和性，易在脂肪层和脏器累积而几乎不被排出或降解。含氯原子愈多，愈易在人和动物体中蓄积，愈不易排泄，毒性就愈大。进而通过食物链浓缩产生积累性中毒。 eg:在鱼类体内浓度累积到几万甚至几十万倍。 2001年5月23日签署的瑞典斯德哥尔摩“控制持久性有机污染物”国际公约中，PCBs成为首批被控制的12种持久性有机污染物 (Persistent Organic Pollutants，POPs)之一，因此,PCBs近10年来一直是环境科学研究的热点之一。 * 4、全球对PCBs的关注 艾氏剂、氯丹、DDT、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、毒杀芬、六氯代苯、多氯联二苯、二恶英和呋喃。 二、多氯联苯的处理方法 1、封存法 将已生产和使用的含PCBs的废变压器油封存在专门的仓库里，深埋在水泥池子里或储藏在偏僻的山洞中，以待集中处理。 缺点：不能从根本上解决PCBs的污染问题，而且由于外壳腐蚀出现的渗漏现象，环保隐患依然存在。 * 2 、高温处理法 分为简单焚烧法、熔融介质法、等离子体法等。 （1）简单焚烧法 通过加入大量的燃料和溶剂几秒钟内升温至1200～1600℃进行焚烧转化为其他化台物。 缺点：焚烧条件极为苛刻，设备造价高，要消耗大量的燃料和电能，尾气要求净化或进行二次焚烧；只适用于处理大量、高浓度的PCBs，易造成二次污染（270～400℃极易生成二恶英）。 （2）熔融介质法 用金属、无机盐等介质代替普通焚烧中的空气作为传热及反应介质来焚烧废物的方法，由于反应在还原条件下进行，不产生二恶英等物质，排出气体比简单焚烧好。 缺点：大量尾气或废渣需处理，费用较高，难推广使用。 * （3）等离子体降解 利用等离子体作为热源在高达5000～15000℃的高温下使有机物彻底分解为原子态，冷却后，最终产物为水、二氧化碳以及一些水溶性的无机盐，降解率可达99.99％ 以上。 缺点：复杂的设备及高达每吨4000～8000美元的昂贵费用限制了它的推广应用。 * 3、化学脱除法 一定条件下，将试剂与PCBs反应、使之脱氯生成联苯化合物或其他无毒、低毒的物质。 主要包括金属还原法、氢化法、硫化还原法以及氧化氯化法等。 优势：可以彻底处理废物，而且设备简单。 缺点：工艺复杂、处理效率低。 4 、生物处置法 (1)植物根际修复法 利用植物与根际微生物的相互作用来降解PCBs，具有成本低、无二次污染、可大面积推广应用等独特优点是目前最具潜力的土壤修复技术之一。 两种策略：直接植物修复与体外植物修复。 直接植物修复——通过植物对土壤中PCBs进行直接吸收； 体外植物修复——植物可释放一些酶等物质到土壤中降解PCBs。 （2）好氧微生物降解法 1973年自Ahmed和Foeht于首先发现了可以降解单氯和双氯联苯的菌株以来，至今已筛选到上百种