金属对催化还原DDT的降解产物及其反应机制的研究

本报告介绍DDT经金属对处理后降解产物的分析鉴定和有关反应机制的初步研究。 降解产物主要是用气相色谱—质谱联用分析鉴定的。水溶液中的DDT用Cu-Zn金属对还原其降解产物经鉴定是DDD、DDMS、DDE_t,它们是DDT分子脱去烷基碳原子上不同数目的氯原子的产物。而在Cu-Fe金属对作用下,水溶液中的DDT的还原则是同时得到四种不同类型的产物。它们是DDT脱去烷基碳原子上的1个和3个氯原子的DDD和DDE_t;DDT脱氯、氧化产物DBP和DBH;DDT脱去HCI生成的DDE;两个DDT分子二聚脱氯的产物TTTB和TTDB。 实验证明金属对对DDT的作用是催化还原反应,金属对起着催化剂和还原剂双重作用。通过实验结果对DDT在金属对作用下的反应机制进行了初步探讨。     

低温条件下硝基苯降解菌的分离及降解特性

低温条件下,从东北制药总厂的曝气池与氯霉素生产废水集水池污泥中分离、筛选得到6株以硝基苯为唯一碳源的降解菌,对6株菌进行降解能力研究得知,菌株cc-2为低温高效硝基苯降解菌。经形态特征和生理生化特征分析,初步鉴定属于不动杆菌属(Acinetobacter sp.)。菌株cc-2降解性能研究结果表明:菌株最佳条件为生长温度15℃、培养基pH值为7、摇床转速为140 r/min。最佳降解条件下,当硝基苯初始浓度为200 mg/L时菌株48h降解率达66.84%。外加葡萄糖和乙酸钠促进了菌株cc-2对硝基苯的生物降解,降解率分别为80.44%和78.57%,该菌株的生长降解性能研究为低温环境中硝基苯的修复提供了技术支撑。     

1株镰刀菌属KY123915的分离及其对17β-雌二醇的降解特性

以西安市某污水处理厂A~2/O工艺的好氧池活性污泥为雌二醇降解菌菌源,以MYE为筛选培养基,利用富集培养和平板划线分离法筛选出1株可以利用17β-雌二醇(E2)为唯一碳源和能源进行生长代谢的菌株Wu-SP1.该菌株经鉴定为镰刀菌属(Fusarium sp.),菌株的序列号为KY123915,该菌株降解E2的最适温度为30℃,最适pH值为6,在弱酸性范围内(pH4~6),菌株对E2呈现较好的降解活性.在最佳温度和pH条件下对浓度为2 mg·L~(-1)的雌二醇48 h降解率可达92.5%.对浓度为10、100、500 mg·L~(-1)雌二醇的降解过程符合一级动力学反应.利用紫外光谱法对代谢中间产物进行测定发现,与雌二醇单体相比,代谢产物的最大吸收峰强度减弱,并在230nm和350nm处出现了较大吸收峰.中间产物可能为雌酮(E1).     

红霉素降解菌的筛分及其降解特性的研究

抗生素药物在不同环境介质中被频繁检出,其迁移分布特征和污染危害影响已引起相关研究人员的广泛关注。该研究从活性污泥中筛分出一株能够有效降解红霉素的菌株Ery-E,并对其降解特性和影响因素进行了分析讨论。根据菌株的菌落形态结构、生理生化特性,及其16S rDNA基因序列对比分析鉴定,菌株Ery-E属于恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)。该菌株能够以红霉素作为唯一碳源生存,最佳反应条件为:温度30℃、pH 7.0⁷.5、初始红霉素投加浓度30 mg/L。在此条件下,菌株Ery-E对红霉素的5 d降解率可达76.6%。研究发现,红霉素的生物降解属于共代谢机制,外加碳源能够提高菌株Ery-E对红霉素的降解效果,当加入10 mg/L酵母粉时,菌株Ery-E对红霉素的5 d降解率可达83.9%。     

喹啉降解菌Rhodococcus sp.QL2的分离鉴定及降解特性

从某焦化厂生物处理系统的活性污泥中驯化、分离出1株能以喹啉为唯一碳、氮、能源生长代谢的菌株QL2.经过对其形态特征、生理生化特征和16S rRNA序列分析鉴定该菌株为红球菌属(Rhodococcus sp.).研究表明,菌株QL2利用喹啉生长的适宜温度为35～42℃,培养基初始pH为8～9,摇床转速为150 r/min.外加氮源能促进菌株的生长,其中无机氮比有机氮、铵态氮比硝态氮更利于细菌的生长.在喹啉初始浓度为60～680 mg/L范围内菌株QL2降解喹啉符合零级动力学方程.喹啉初始浓度为150 mg/L时在8 h内完全降解,TOC去除率14 h内可达到70%.降解过程中产生有颜色的物质,且杂环上的氮原子以氨氮的形式被释放.通过HPLC及GC/MS分析出喹啉降解过程中的主要中间产物为2-羟基喹啉.该菌底物利用范围广,能降解苯酚、萘、吡啶等多种芳香族化合物.     

β-Proteobacteria菌降解甲基叔丁基醚的条件及中间代谢产物研究

采用可利用甲基叔丁基醚(methyl tert-butyl ether,MTBE)为唯一碳源和能源生长的1株β-Proteobacteria菌进行MTBE在密闭系统中的降解试验,确定了该菌降解MTBE的最适条件为:培养液初始pH值7.2,初始细胞浓度107 cells/mL,初始MTBE浓度为25mg/L.考察了密封培养系统内培养液溶解氧对降解效果的影响,结果表明,在培养系统密闭前充入氧气可提高菌体对MTBE的降解速率.以气相色谱-质谱联用法检测到MTBE降解主要中间代谢产物是叔丁基醇、异丙醇、丙酮.在选择离子扫描模式下定量分析,得到降解过程中主要中间代谢产物的浓度变化曲线,据此推断MTBE的降解途径属于"丙酮途径".     

纳米四氧化三铁/过碳酸钠降解DDTs及降解产物

以滴滴涕(DDTs)为降解对象,采用基于纳米Fe_3O_4/过碳酸钠的新型非均相类芬顿试剂进行处理,考察了纳米Fe_3O_4投加量、过碳酸钠投加量和初始pH值对水中DDE、DDD、o,p′-DDT和p,p′-DDT4种DDTs去除率的影响.同时,采用响应面法进行多因素实验设计,利用二次多项式和逐步回归法拟合了DDTs降解率与实验条件之间的关系,并对实验条件进行了优化.结果表明,纳米Fe_3O_4和过碳酸钠单独处理对DDTs降解率的最大值均小于60%,两者联合处理可大幅度提高DDTs降解率,表明两者对于DDTs降解存在较好的协同作用,纳米Fe_3O_4/过碳酸钠体系在碱性条件下可以有效降解水样中的DDTs.在纳米Fe_3O_4投加量为8.0 g·L~(-1)、过碳酸钠投加量为1.5 g·L~(-1)、溶液初始pH值为11的条件下,DDE、DDD、o,p′-DDT和p,p′-DDT的降解率分别为95.5%、84.3%、96.8%和87.5%,与模型预测值接近.自由基猝灭实验结果表明,羟基自由基是降解过程中主要的活性物质.GC/MS检测结果表明,DDTs脱氯生成DDE和DDD,随后DDE和DDD进一步降解生成DDMU、o,p′-TDE、DDNU、DDMS及DBP等物质.     

纳米四氧化三铁对2,4-D的脱氯降解

采用纳米四氧化三铁(Fe3O4)降解水溶液中的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D),考察了2,4-D初始浓度、纳米Fe3O4投加量、溶液pH和温度等因素对2,4-D降解率的影响.结果表明,纳米Fe3O4对2,4-D有显著的降解效果,初始浓度为10 mg/L的2,4-D, 48 h内降解率可达48%.纳米Fe3O4对2,4-D的降解是一个还原脱氯过程,反应体系中氯离子浓度随2,4-D浓度降低而升高.LC/MS分析表明,2,4-D降解的主要产物是苯酚,其他中间产物是2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)、4-氯苯酚(4-CP)和2-氯苯酚(2-CP).溶液中2,4-D的降解符合准一级反应动力学,产物4-CP、2,4-DCP和苯酚的反应速率常数K分别为0.0043、0.0026和0.0032 h -1.环境条件对降解效率有显著影响,2,4-D初始浓度在0～10 mg/L、纳米Fe3O4投加量0～300 mg/L的范围内,2,4-D降解率随初始浓度和纳米Fe3O4投加量的增加而增大;pH对2,4-D的脱氯降解有显著影响,在pH为3.0时,纳米Fe3O4对2,4-D的还原脱氯效果最好;温度升高,可以提高脱氯反应速率.     

多环芳烃蒽高效降解菌的筛选及其降解中间产物分析

采用选择性富集培养方法,从海洋沉积物中分离到能以高浓度蒽为唯一碳源且生长良好的优势菌,经形态学观察和生化检验初步鉴定此菌为黄杆菌属(Flavobacterium)。根据GC/MS方法测定了蒽的含量,经过5 d的优势菌培养对初始浓度为50 mg/L蒽的降解率可达77.6%。在萘、蒽和菲的混合物浓度分别为15 mg/L的情况下,该菌对菲的降解效率明显低于对蒽的降解效率,表现出对多环芳烃的酶降解具有很强的选择性。经对萃取中间代谢产物的质谱分析表明降解蒽的中间代谢产物主要有phthalic acid diisobutyl ester(邻苯二甲酸二异丁酯),9,10-anthracenedione(9,10-蒽醌)和dibutylphthalate(邻苯二甲酸二丁酯),说明它可能通过邻苯二甲酸途径来降解蒽。     

白腐菌对氯丹的降解性能及降解途径研究

 研究了2株多氯代二苯并二噁英高效降解白腐菌Phlebia lindtneri及Phlebia brevispora对氯丹的降解能力.在2个不同的液体培养体系中,2菌株对于高浓度(25μmol/L)的反式氯丹展现了较高的代谢能力,经6周培养后其降解率均达到50%以上.用GC/MS对其降解产物分析表明,氯丹的降解存在脱氢,脱氯化氢,羟基化以及氯原子的羟基置换4条不同的初始降解途径,除七氯,环氧七氯及氧化氯丹等常见初始代谢产物外,还发现3-羟基氯丹,氯代六氯醇,七氯二醇,羟基六氯,二羟基六氯等大量的羟基化代谢产物.尤其是P. lindtneri可以将曾被认为是终端代谢产物的氧化氯丹进行降解,并通过氯原子的羟基置换作用将其转化成羟基化代谢产物.     

旱地和淹水土壤中DDT的降解及DDMU和DDMS的形成趋势

在水稻和黑麦草2种栽培条件下,研究了新施入土壤中的工业DDT及微量老化残留DDT的降解,以及二级降解物DDMS和DDMU的形成动态.结果表明,DDT在旱地土壤中降解缓慢,其一级降解物DDE和DDD检出量略有增加,二级降解物DDMU和DDMS的形成极为有限,到试验终止时(黑麦草生长128 d)二者检出量仅为20 ng·g^-1.DDT在淹水土壤中可迅速降解,84 d后DDT残留量仅为施入量的2％左右,维持在70～80 ng·g^-1的水平;随DDT的降解,其一级降解物DDD检出量增加,在第84 d达峰值,DDD检出量的峰值与DDT的谷值时间基本吻合;同时DDMS和DDMU检出量也明显增加,在84 d时达到峰值,分别为28和115 ng·g^-1.未发现不同土壤条件对微量老化残留DDT降解动态或降解物形成产生影响.因此,淹水条件极利于新施入DDT在土壤中的降解并形成DDMS,但不能通过改变土壤水分条件来促进老化残留DDT降解.     

小分子有机碳源对滴滴涕污染沉积物生物修复作用的基础研究

考察了辽河沉积物p,p'-DDT在无外加碳源和外加乳酸钠或丙酸钠情况下的缺氧生的降解行为，降解过程中体系的pH变化，并测定了p,p'-DDT的主要缺氧降解产物及其浓度变化，结果表现，p,p'-DDT的缺氧脱氯行为符合准一级反应动力学，无外加碳源，DDT的缺氧脱氯降解有近一个月的滞后期，降解速率为k（无碳源）＝0.0082d^-1，而外加碳源物质，大大缩短了DDT缺氧脱氯降解的滞后，降解速率分别为k(乳酸钠）＝0.0917d^-1,k(丙酸钠）＝0.1023d^-1，而且，p,p'-DDT的缺氧还原脱氯行为主要发生在体系中pH上升的阶段，p-p'-DDT缺氧生物降解的主要产物是p,p'-DDD，并有少量的p,p'-DDE产生；p,p'-DDD主要发生在体系中pH上升的阶段，p,p'-DDT缺氧生物降解的主要产物是p,p'-DDD，并有少量的p,p'-DDE产生，p,p'-DDD在后期有降解。     

黄曲霉A5p1对偶氮染料的降解特性和降解途径

以黄曲霉菌株A5p1为生物材料,研究其脱色染料的广谱性,并选择偶氮染料直接蓝71（DB71）为模型底物,探讨脱色特性及降解产物.该菌株对15种染料的脱色测试结果表明,染料浓度为100mg/L时脱色效率为61.7%~100%.该菌对偶氮染料DB71具有生物吸附和生物降解的双重作用,在pH值7.0,温度30℃,染料浓度300mg/L,蔗糖为碳源时对DB71 脱色率为100%.酶分析显示葡萄糖氧化酶和锰过氧化物酶参与染料的降解.FTIR、GC-MS和LC-MS分析确定代谢终产物为萘胺、叠氮萘、2-羟基-6-草酰-苯甲酸和1-萘酚.     

Organochlorine pesticides in soils under different land usage in the Taihu Lake region, China

A field study was conducted in the Taihu Lake region, China in 2004 to reveal the organochlorine pesticide concentrations in soils after the ban of these substances in the year 1983. Thirteen organochlorine pesticides (OCPs) were analyzed in soils from paddy field, tree land and fallow land. Total organochlorine pesticide residues were higher in agricultural soils than in uncultivated fallow land soils. Among all the pesticides, ΣDDX (DDD, DDE and DDT) had the highest concentration for all the soil samples, ranging from 3.10 ng/g to 166.55 ng/g with a mean value of 57.04 ng/g and followed by ΣHCH, ranging from 0.73 ng/g to 60.97 ng/g with a mean value of 24.06 ng/g. Dieldrin, endrin, HCB and α-endosulfan were also found in soils with less than 15 ng/g. Ratios of p,p'-(DDD DDE)/DDT in soils under three land usages were: paddy field ＞ tree land ＞ fallow land, indicating that land usage inlfuenced the degradation of DDT in soils. Ratios of p,p'-(DDD DDE)/DDT ＞1, showing aged residues of DDTs in soils of the Taihu Lake region. The results were discussed with data from a former study that showed very low actual concentrations of HCH and DDT in soils in the Taihu Lake region, but according to the chemical half-lives and their concentrations in soils in 1980s, the concentration of DDT in soils seemed to be underestimated. In any case our data show that the ban on the use of HCH and DDT resulted in a tremendous reduction of these pesticide residues in soils, but there are still high amounts of pesticide residues in soils, which need more remediation processes.     

滴滴涕在我国典型POPs污染场地中的空间分布研究

在多年生产滴滴涕(DDT)的企业厂区内及周围布设采样点,采取不同深度的土壤进行分析,研究了POPs污染场地中DDT的空间分布规律.结果表明,生产厂区污染严重,在土壤表层,生产车间周围DDT的含量高达104mg·kg-1以上,离车间边界300m远处仍能检测到DDT,污染扩散范围与风向呈现一定相关性;在土壤深层,浓度随深度增加迅速降低,含量梯度变化最大为0.2～3m,3m以下土壤中浓度较小,10m深处浓度最高不超过8.89mg·kg-1.DDT的降解产物DDD和DDE在各个采样点均能检出,其降解率与含水率没有相关性.不同类型土壤中DDT的降解率存在很大差异,降解程度为粉砂(或粉土)＞黏土(或粉质黏土)＞杂填土.深层土壤中降解为DDD较为明显.(DDD DDE)/DDT比值显示,土壤中DDT为新输入的.     

一株萘降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

从某焦化厂活性污泥曝气池中筛选出1株能够以萘为唯一碳源生长的优势降解菌株ZJ2H.通过形态学观察、生理生化试验、16S rDNA序列及系统发育学分析,确定菌株ZJ2H为解甘露醇罗尔斯顿菌(Ralstonia mannitolilytica).考察了初始底物质量浓度、投菌量、pH值、温度、盐质量浓度和转速等因素对该菌降解...     

Study of DDT and its derivatives DDD, DDE adsorption and degradation over Fe-SBA-15 at low temperature

Mesoporous SBA-15 with different Fe₂O₃ loading were synthesized by an in-situ coating progress for removals of dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) and its derivatives, i.e., 1,1-dichloro-2,2-bis-(p-chlorophenyl)ethane (DDD) and 1,1-dichloro-2,2-bis-(4-chloro -phenyl) ethane (DDE). The results from XRD (X-ray diffractometer), TEM (transmission electron microscopy) indicated that the iron could be well dispersed on SBA-15 within 6 wt.% Fe₂O₃ loading. Nitrogen adsorption-desorption tests indicated that the synthesized materials were characterized by ordered meso-structure, high surface area and large pore volume. DDTs were removed from aqueous media in 12-hr treatment and high removal efficiency of DDTs was achieved at over 94%. DDTs could be completely degraded at 350℃ under the existence of SBA-15 with 4 wt.% Fe₂O₃ loading. The final degradation products of DDT were dichlorobenzophenone (DCB) and bis-(4-chloro-phenyl) methane (DDM), suggesting a complete dechlorination from trichloromethyl.     

Rhodococcus sp. T3-1菌株降解乙草胺的特性

以乙草胺为唯一碳源,通过摇瓶培养研究了Rhodococcus sp.T3-1对乙草胺的降解特性.结果表明,菌株T3-1降解乙草胺的最适温度为37℃,且其在pH值6~10的范围内对100mg/L乙草胺的降解率均在96%~97%之间.该菌株在接种量为5%条件下,14h内可将200mg/L的乙草胺降解95.5%;乙草胺的降解速率与乙草胺初始浓度呈负相关,与菌株T3-1的初始接种量呈正相关.菌株T3-1还可以降解丁草胺,但不能降解丙草胺、异丙草胺和吡草胺.