[發明專利]一種強化多氯聯苯微生物厭氧脫氯的方法

有效

• 申請號: 202110958627.8
• 申請日: 2021-08-20
• 公開（公告）號: CN113582328B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 張冬冬;李新凱;陳友華;章春芳;鄭剛;肖金星
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/34;C02F3/28;C02F101/36
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 戴嵩瑋

本發明提供了一種強化多氯聯苯微生物厭氧脫氯的方法，屬于電化學技術領域，本發明將負電能極化的電化學石墨電極(?0.3～?0.5V vs.SHE)與PCBs脫氯菌結合，進行高氯代多氯聯苯脫氯，能夠顯著促進高氯代商業多氯聯苯混合物的微生物脫氯速率(從8.6μM·Cl^?·d^?1提高到11.6μM·Cl^?·d^?1)，相比于開路系統(23.7％～25.1％)，電能系統中擁有更高比例的(43.2％～46.6％)四氯代多氯聯苯作為脫氯產物。

技術領域

本發明涉及電化學技術領域，尤其涉及一種強化多氯聯苯微生物厭氧脫氯的方法。

背景技術

多氯聯苯(polychlorinated biphenyls，PCBs)是最具有代表性的一類持久性有機污染物(persistent organic pollutants，POPs)，也屬于環境荷爾蒙(Environmentalhormones)、環境激素或內分泌干擾物(Endocrine disrupters)，2001年5月被列入聯合國環境規劃署12種POPs之列。多氯聯苯屬于致癌物質，具有疏水性，容易累積在脂肪組織，造成腦部、皮膚及內臟的疾病，并影響神經、生殖及免疫系統。

高氯代PCBs(至少五氯代)由于其氯代程度高，相比低氯代PCBs具有更強的毒性，通過各種方法對其進行脫氯，則毒性大為減小。目前，PCBs脫氯減毒的主要方法包括：零價金屬還原脫氯、輻射降解脫氯、微生物還原脫氯和化學催化脫氯。其中，微生物對PCBs的脫氯作用具有綠色、環境友好等特性，并且普遍存在于厭氧沉積物環境中。

微生物厭氧還原代謝減少了高氯代PCBs氯取代的數量和位點，降低了PCBs的毒性并使之更易被好氧微生物利用進行礦化降解，厭氧還原脫氯是高氯代PCBs進行生物降解的先決條件。高氯代PCBs經過微生物的厭氧脫氯降解，從兩方面降低了其環境毒性：一是從高氯轉化為低氯代PCBs，可進一步被好氧菌代謝徹底降解；二是脫氯過程把高氯同系物轉化為不易被富集到食物鏈的低氯聯苯，降低了生物富集力。Chen等報道，通過更替調控水稻田厭氧-好氧環境，結合微生物厭氧-好氧代謝過程，從而達到對水稻田環境中40％以上總PCBs污染的修復，尤其是針對高氯代PCBs的減少(Chen C,Yu C,Shen C,et al.Paddyfield–A natural sequential anaerobic–aerobic bioreactor for polychlorinatedbiphenyls transformation[J].Environmental Pollution,2014,190:43-50)。但是，微生物還原脫氯緩慢，往往需要數月甚至更久。

發明內容

本發明的目的在于提供一種強化多氯聯苯微生物厭氧脫氯的方法，本發明的方法具有高的脫氯速率。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種強化多氯聯苯微生物厭氧脫氯的方法，包括以下步驟：

1)將石墨電極和Ag/AgCl飽和電極置于陰極室內，將鉑絲電極置于陽極室內，所述陰極室和所述陽極室通過質子交換膜進行分隔；

所述陰極室和所述陽極室內放置有厭氧培養基；

所述陰極室的厭氧培養基中還含有待處理高氯代多氯聯苯和低電勢的有機碳源，所述低電勢的有機碳源包括乳酸、甲酸、乙酸和葡萄糖中的一種或幾種；所述陰極室的厭氧培養基中還接種有PCBs脫氯菌；

2)在石墨電極上施加-0.3～-0.5V的電勢，進行脫氯反應；

所述高氯代多氯聯苯為至少五氯代多氯聯苯。