多氯联苯污染土壤的微生物修复
土层中多氯联苯(PCBs)的生物降解机制
土层中多氯联苯（PCBs）的生物降解机制陆玉梅（环境科学与工程系，北京，2010220151）摘要：本文详细论述了PCBs的厌氧和好氧降解机制，并对表面活化剂在生物降解中的作用进行了总结。
关键词：多氯联苯；生物降解；降解机制。
BIODEGRADATION MECHANISM OF POLYCHLORPBIPHENYL IN SOILLU Yu-mei(Environmental Science and Engineering Department, Beijing,2010220151) Abstract：In this paper, the anaerobic and aerobic biodegradation mechanism of PCBs was discussed in detail. In addition, effects of surfactant inbiodegradation were summarized.Key words：polychlorp biphenyl, biodegradation, biodegradation mechanism.1 引言多氯联苯（polychlorp biphenyl，简称PCBs）是一类以苯为原料，在金属催化作用下，高温氯化成的氯代芳烃，分子式为（C10H10）Cln，根据氯原子取代数和取代位置的不同，理论上共有209种同类物，结构式可表示为：PCBs是一种无色或淡黄色的油状物质，难溶于水，因其具有良好的化学惰性、抗热性、不可燃性、低蒸汽压和高介电常数等优点，被用于作为热交换剂、润滑剂、变压器和电容器内的绝缘截止、增塑剂、石蜡扩充剂、粘合剂、有机稀释剂等重要的化工产品，广泛应用于电力工业、塑料加工业、化工和印刷领域[1]。
PCBs并非自然存在的物质，而是由人工合成的化合物。
人类从1930年开始商业性生产PCBs，主要生产和销售国是美国和日本，我国也有小量生产。
土壤污染 多氯联苯
土壤污染多氯联苯
多氯联苯，又称氯化联苯，是一类以联苯为原料在金属催化剂作用下高温氯化生成的氯代烃类化合物，由于多氯联苯性质稳定，不易燃烧，绝缘性能优良，广泛应用于热介质、特殊润滑油、可塑剂、涂料、防尘剂、油墨添加剂、杀虫剂及复写纸等的制造和用于电容器、变压器等电力设备中作为绝缘油。
当前，虽然多氯联苯已被禁止生产和使用，但自其生产以来，由于消费过程中渗漏或有意、无意的废物排放已造成了大范围污染，并且通过食物链对生物体产生影响。
此外，因其具致癌性、生殖毒性、神经毒性和干扰内分泌系统等，已成为我国、美国、日本等许多国家重点监控和优先控制的有毒污染物之一。
多氯联苯物质具有半挥发性，能够从水体或土壤中以蒸气形式进入大气环境或被大气颗粒物吸附，通过大气环流远距离迁移。
在较冷的地方或者受到海拔高度影响时会重新沉降到地球上。
而后在温度升高时，它们会再次挥发进入大气，进行迁移，使得PCBS可沉积到地球偏远的极地地区，导致全球范围的污染传播。
多氯联苯进入土壤后纵向迁移和消失都十分缓慢,也很难通过生物降解和可逆吸附使其含量明显减少，而挥发过程最有可能是多氯联苯流失的主要途径。
此外，多氯联苯随废
油、渣浆、涂料等形式进入水系，可以在水体中缓慢迁移，但由于PCBS不易溶于水，最终沉积于水底沉积物中。
污染土壤微生物修复技术_刘张
18生物技术世界 ＢＩＯＴＥＣＨＷＯＲＬＤ微生物土壤修复是利用土著或者外源微生物群,在适宜的环境条件下,促进或强化微生物降解功能,从而达到降低有毒污染物活性或降解成无毒物质的生物修复技术[1]。
与物理化学和植物土壤修复技术相比,因具有:(1)经过修复的土壤环境的物理、化学和生物学性质基本保持不变,甚至会优于原有土壤的性质;(2)最大限度地降低污染物的浓度;(3)处理形式多样,可就地处理;(4)环境影响小;(5)修复成本费用低;(6)应用限制较小等优点,微生物修复技术广泛地应用于污染土壤的修复中。
１ 土壤微生物修复技术的原理1.1 土壤环境的自净作用土壤环境的自净作用是指在自然因素作用下,污染物的数量、浓度或毒性通过土壤自身的净化机制降低的过程。
根据自净作用机理不同,土壤的自净作用分为物理、物理化学、化学和生物净化作用四种。
1.2 土壤环境的污染过程物质和能量输入土壤体系后,在土壤中发生迁移、转化和积累,从而影响着土壤环境的组成、结构、性质和功能;同时土壤也向环境中输出物质和能量,并不断地影响环境的状态、性质和使用功能。
正常情况下,两者之间处于一种稳定的动平衡状态。
但当生产和生活中产生的污染物质通过各种途径进入到土壤中,污染物的数量及进入土壤的速度超过了土壤环境自身的净化能力,土壤的自净作用无法完成,就会造成污染物的积累,从而引起土壤正常功能的紊乱和土壤质量的下降。
由于土壤环境中污染物质还会发生迁移和转化,还会引起大气、水体和生物污染。
图1 污染物在土壤中的迁移和转化1.3 影响微生物土壤修复的因素(1)受体土壤特性:土壤是由固、液、气三相组成的分散体系,土壤的孔隙度和质地、土壤酸碱度、化学平衡、氧化还原等物化性质都影响着土壤的微生物修复技术。
(2)污染物的特性：污染物的理化特性决定了污染物的溶解性、分子排列、空间结构和化学功能团等特征,这些特征决定了土壤污染物的微生物可利用性及生物降解的难易程度。
多氯联苯在电子垃圾拆解地周边农田土壤中的分布及其对土壤微生物数量的影响
多氯联苯在电子垃圾拆解地周边农田土壤中的分布及其对土壤微生物数量的影响丁疆峰;张金莲;党志;卢桂宁;易筱筠【摘要】电子垃圾回收活动产生的环境污染和生态风险已经引起了人们广泛的关注.对广东省清远市典型电子垃圾拆解区周边农田土壤PCBs污染现状进行调查;并研究了PCBs污染对农田土壤微生物种群数量的影响.结果表明,电子垃圾拆解区周边农田表层0～ 20 cm土壤中PCBs浓度范围为2.09～1 335.80 μg-kg-1,平均值162.92μg· kg-1,存在严重污染的点位.拆解作坊围墙外表层土壤样品中PCBs含量平均值为2 576.17μg· kg-1,严重高于拆解作坊附近农田污染程度.电子垃圾是PCBs等有毒污染物的一个重要的释放源.10个采样点中除8号外,其余各采样点20 ～ 40 cm土层PCBs含量减少,大部分PCBs残留在表层土壤中,纵向迁移能力较弱.土壤中细菌、放线菌和真菌数量空间变化明显;但是不同采样点三种微生物数量与PCBs含量之间无显著相关性.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2015(015)019【总页数】6页(P48-53)【关键词】电子垃圾;多氯联苯;细菌;放线菌;真菌【作者】丁疆峰;张金莲;党志;卢桂宁;易筱筠【作者单位】广西大学环境学院,南宁530004;广西大学环境学院,南宁530004;华南理工大学环境与能源学院;工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室,广州510006;华南理工大学环境与能源学院;工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室,广州510006;华南理工大学环境与能源学院;工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室,广州510006;华南理工大学环境与能源学院;工业聚集区污染控制与生态修复教育部重点实验室,广州510006【正文语种】中文【中图分类】X825当前，电子垃圾已成为世界上增长速度最快的固体废弃物。
多氯联苯复合污染土壤的微生物群落结构多样性变化
生态环境２００７，ｌ６（６）：１６８８—１６９３ Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｈｔｔｐ：Ｐｗｗｗ．ｊｅｅｓｃｉ．ｃｏｍ
Ｅ—ｍａｉｌ：ｅｄｉｔｏｒ＠ｊｅｅｓｃｉ．ｃｏｍ
多氯联苯复合污染土壤的微生物群落结构多样性变化 滕 应 ，徐 莉Ｌ ，邹德勋 ，李振高Ｌ ，骆永明Ｌ １．中国科学院南京土壤研究所土壤与环境生物修复研究中心，江苏南京２１０００８； ２．土壤与农业可持续发展国家重点实验室，中国科学院南京土壤研究所，江苏南京２１０００８
摘要：土壤微生物群落结构多样性是指示土壤生态系统稳定性及其功能的重要传感器。采用磷脂脂肪酸（Ｐｈｏｓｐｈｏｌｉｐｉｄ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄｓ，ＰＬＦＡｓ）方法，对长江三角洲地区某ＰＯＰｓ高风险区ＰＣＢｓ长期复合污染土壤的微生物群落结构多样性进行了初步研究。 结果表明，ＰＣＢｓ重度污染土壤中格兰氏阴性菌（１６：１ｗ９、ｃｙｌ７：０等）和厌氧微生物（１８：１ｗ７）的ＰＬＦＡｓ组分含量较多，而 格兰氏阳性菌（如ｉ１５：０、ｉ１７：０等）、放线菌（１６：０（１０Ｍｅ））及真菌（１８：２ｍ６，９）和好氧性微生物的ＰＬＦＡｓ含量较低，表明 ＰＣＢｓ污染土壤中微生物群落结构与组成发生了明显变化。这一结果为ＰＣＢｓ降解微生物资源的定向筛选提供了科学依据。 关键词：多氯联苯；污染土壤；土壤微生物；磷脂脂肪酸；群落结构多样性 中图分类号：Ｓ１５４．３６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—２１７５（２００７）０６—１６８８—０６
多氯联苯（Ｐｏｌｙｃｈｌｏｒｉｎａｔｅｄ ｂｉｐｈｅｎｙｌｓ，ＰＣＢｓ）是 一类多氯代芳烃族化合物，存在２０９种异构体，成 为《斯德哥尔摩国际公约》首批关注的持久性有机 污染物（Ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔ ｏｒｇａｎｉｃ ｐｏｌｌｕｔａｎｔｓ，ＰＯＰｓ）之一。 这类有毒化合物在环境中广泛分布，其中土壤被认 为是ＰＣＢｓ最大的汇…。因此，ＰＣＢｓ污染土壤的生 态风险评估引起了多国政府和学术界的高度重视。 目前有关这方面的研究，人们主要集中于生物富 集、食物链传递及农产品安全性评价，却很少涉及 ＰＣＢｓ污染土壤的微生物生态风险特征。土壤微生 物是土壤的重要生命体，是土壤污染的敏感指示物 】，其区系组成、代谢活性及微生物多样性是反映 土壤环境质量变化的主要生物学指标 Ｊ。近年来， 本课题组在我国经济快速发展的长江三角洲地区 发现又一典型ＰＯＰｓ污染高风险区，该区有较长历 史的露天拆卸废旧变压器、电子洋垃圾及焚烧废弃 电缆电线现象，并通过同位素稀释高分辨率气相色 谱一质谱方法（ＨＲＧＣ／ＨＲＭＳ）检测出局部农田土壤 中多氯联苯（ＰＣＢｓ）总量高达７００ ｎｇ・ｇ～，存在同 分异构体多达ｌ３ １种，已在当地农作物及可食部位 有较高的积累，对农产品安全构成了极大的潜在威 胁 。但是这些ＰＣＢｓ多组分的复合污染是否会影 响到农田土壤微生物生态系统，尤其是微生物多样 性？目前尚不清楚。据此，本文拟以长三角ＰＣＢｓ 复合污染农田土壤为研究对象，研究土壤微生物群 落结构多样性变化，探讨ＰＣＢｓ复合污染程度与土 壤微生物群落演变之间的内在关系，为典型ＰＯＰｓ 污染高风险区土壤环境质量的生物学风险评价提 供科学依据。 １材料与方法 １．１ 土壤采集及样品处理 供试土壤采自浙江省台州市某调查区，该区地 处我国东南沿海，属典型亚热带季风气候特征，冬 夏长，春秋短，四季分明，年平均气温１６．９℃～１７．３ ℃，无霜期２４１～２７０ｄ，年平均降水量１ ４８０～１ ５３０ ｍｉｌｌ。丘陵地貌，主要土壤类型有（富铝湿润富铁 土）红壤、水稻土（铁聚水耕人为土）和潮土（淡 色潮润雏形土），农业以水稻种植为主，盛产水果 及水产品。自２Ｏ世纪８Ｏ年代开始，调查区居民私 自回收、拆卸含多氯联苯的变压器，使该区成为典 型的多氯联苯污染现场Ｉ５＿６Ｊ。至今，该地区此种现象 仍然存在，而且于２Ｏ世纪９Ｏ年代后期开始回收大 量废旧电力容器、电缆电线及电子洋垃圾等，并在 田间、路旁进行拆卸和焚烧，随处可见。２００４年９ 月，采用ＧＰＳ定位系统在研究区共采集了表层土壤 样品（０～１５ ｃｍ）３００多个，每个土样均为５点０～ １ ５ ｃｍ的表层土壤混合而成。新鲜土样采集后拣去 植物残体，一部分于室内自然阴干后研磨过筛，供 土壤基本理化性质和有机污染物含量测定；另一部 分过２ ｍｍ尼龙网筛后，装入无菌自封袋于４℃冰 箱保留，以供土壤微生物指标分析。 根据上述３００多个土样的ＰＣＢｓ污染程度，从中 选择利用方式一致（均种植水稻）的ｌＯ个土样，以 供土壤微生物群落多样性研究。供试土样基本理化性