铜绿假单胞菌对水/沉积物体系BDE209-Cd2+/Pb2+复合污染的去除研究

• 作 者: 尹东高
• 出 处: 华南理工大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 十溴联苯醚 重金属 复合污染 水/沉积物 生物修复

多溴联苯醚（PBDEs）与重金属构成的复合污染是电子垃圾拆解地环境中普遍存在的一种污染形式。由于这两类污染物能够在环境中长期存在,随着其在环境中不断累积已造成全球性的环境污染,严重危害生态系统及人体健康。十溴联苯醚（BDE209）是环境中含量最多的一种PBDEs同系物,Cd²⁺、Pb²⁺是电子垃圾拆解地较为典型的两种重金属。本研究以水/沉积物体系中BDE209与Cd²⁺、Pb²⁺复合污染为研究对象,系统地考察了BDE209、Cd²⁺、Pb²⁺在水/沉积物体系中的分配行为,采用课题组筛选得到的铜绿假单胞菌（P.aeruginosa）对复合污染体系中的BDE209进行降解,从污染物与沉积物、菌体相互作用的角度,分析了各因素对菌体降解BDE209过程的影响机制。研究结果对于PBDEs与重金属复合污染水体环境的生态风险控制具有重要的意义。以沉积物为吸附剂,BDE209、Cd²⁺、Pb²⁺为吸附质,开展了一系列的吸附实验。吸附结果表明,准二级动力学方程能够较好地模拟BDE209在水/沉积物体系中的吸附过程;对于Cd²⁺、Pb²⁺,准一级动力学方程与准二级动力学方程均能够较好地模拟其吸附过程。沉积物对1 mg/L BDE209的最大吸附量为16.15μg/g,对20μM Cd²⁺、Pb²⁺的最大吸附率分别为85%、73%。腐殖质是影响BDE209与Cd²⁺、Pb²⁺在水/沉积物体系分配的重要因素。研究发现,腐殖质能够使BDE209、Cd²⁺、Pb²⁺倾向于从沉积物迁移至水相,且腐殖质对Cd²⁺分配行为的影响比Pb²⁺更显著,BDE209在水/沉积物的分配则主要受水溶性腐殖质的影响。通过开展P.aeruginosa对复合污染体系中BDE209的降解实验发现,P.aeruginosa对1 mg/L BDE209的降解率在第6⁸ d时达到最大值,其最大降解率为38.8%。葡萄糖、腐殖质、苯酚、表面活性剂对降解过程有一定程度的影响。其中葡萄糖主要能够为菌体提供碳源,其投加量为200 mg/L时对降解过程有较佳的促进作用;体系中腐殖质能够与BDE209结合从而对降解产生抑制作用;苯酚则主要是通过共代谢作用促进BDE209的降解;而表面活性剂主要通过改变菌体生长量、BDE209溶解性、菌体表面疏水性来影响菌体对BDE209的降解。通过菌体微观形态及生物多样性实验发现,BDE209、Cd²⁺、Pb²⁺对菌体均表现出不同程度的毒性作用,其对菌体毒性顺序为:20μM Cd²⁺>20μM Pb²⁺>1 mg/L BDE209。