铁氧化物与丙酸促进土壤中六氯苯还原脱氯效应研究开题报告
2022-01-04 21:20:13
全文总字数:3526字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
六氯苯(hexachlorobenzene ,简称hcb) 是《斯德哥尔摩公约》中要求采取国际行动的首批12种持久性有机污染物(persistent organic po llutants,简称pops)之一,由于hcb具有“憎水亲脂”性,使其主要贮存在土壤中,所以土壤是 hcb 的“汇”。累积在土壤中的hcb可通过挥发作用污染大气;在土壤-作物系统中迁移,影响农产品安全,危及生态系统和人类健康;或被土壤吸附固定暂时失去生物活性,但在环境条件改变后,可导致其再次释放,像“化学定时炸弹”一样对生物圈造成潜在威胁。因此,研究hcb在土壤中的还原脱氯效应能够为氯代pops污染的预防、控制和治理提供科学依据。
多个氯取代基使hcb很难进行好氧降解,而在厌氧条件下,如淹水土壤、沉积物和污泥中,hcb能够进行厌氧脱氯,其脱氯产物低氯苯较易进行好氧降解直至完全矿化。由于我国大面积红壤中含有丰富的铁氧化物,水稻土长期处于淹水还原条件,且研究发现,厌氧条件下铁氧化物对氯代有机物的还原脱氯降解有促进作用。然而,关于铁氧化物与有机物交互作用对红壤性水稻土中hcb的还原脱氯的影响鲜有报道,因此铁氧化物与丙酸促进土壤中hcb还原脱氯效应的研究具有一定的现实意义。
国内外研究现状
微生物厌氧降解已经成为当前hcb环境污染治理研究的重点和前沿。颜克亮等的研究表明,不同白腐菌均能降解hcb,其中白腐菌trametes sp .tr对hcb降解率最高,达90.21%;hirano等对于日本鸭川河河底淤泥中的氯丹和hcb厌氧微生物降解的研究表明,经过20周的连续培养,hcb的最大降解率达到59.4%; 陈朱蕾等对于某化工厂排水沟底泥中hcb的厌氧降解的研究表明,在最适实验条件下,混合菌群对hcb的平均降解率达到71.7%。
2. 研究的基本内容
本研究厌氧土壤培养试验,选择红壤性水稻土作为供试土壤,研究铁氧化物和丙酸及其交互作用对土壤中HCB还原脱氯降解的作用;通过分析土壤中HCB及其脱氯产物浓度变化以及Fe(Ⅲ)还原生成具有脱氯功能的Fe(Ⅱ)动态、CH4生成动态、土壤pH/Eh变化动态,建立各要素与HCB还原脱氯降解之间的量化消长关系,揭示铁氧化物与丙酸及其交互作用对HCB还原脱氯降解的影响及机理。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
实施方案:
本研究采用厌氧土壤培养实验,反应器为1000 ml配有密封垫的棕色储液瓶。设以下5个处理:①灭菌土对照(灭菌对照);②土壤 hcb(对照/ck);③土壤 hcb 丙酸(丙酸,10 mmol kg-1 );④土壤 hcb 针铁矿(针铁矿,2 0g kg-1);⑤土壤 hcb 丙酸 针铁矿(丙酸 针铁矿;10 mmolkg-1 20gkg-1)。实验设3个重复。向培养瓶中通入氮气30 min后拧紧瓶塞,使得培养瓶达到严格密封厌氧条件,随后将培养瓶于25℃的震荡培养箱中避光培养。培养40天,分别于第4、8、12、16、24、32、40天采样。测定其中的hcb及其降解产物含量,并测定土壤中二价铁/fe(Ⅱ)含量;分析每周ch4释放量;每次取样时测土壤ph和氧化还原电位(eh)。每次取样完毕后,向培养瓶中通入氮气30 min后拧紧瓶塞,继续培养。
4. 参考文献
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li x m, li y t, li f b, zhou s g and feng c h. interactively interfacial reaction of iron-reducing bacterium and goethite for reductive dechlorination of chlorinated organic compounds. chinese science bulletin, 2009a, 54(16): 2800-2804.
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