多氯联苯污染及其生物降解途径

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1、PCBs的用途
PCBs 是一种无色或淡黄色的黏稠液体； 1881年首次在实验室合成，具有化学性质稳定，隔热和润
湿性能好，阻燃和绝缘性能优良； 广泛应用于电力变压器、电容器等设备中；在润滑油、油
漆、墨水、泡沫乳胶、玻璃纤维和防水化合物等工业产品 中有一定含量。 1929年大规模生产；1970-1980年间虽被多国禁用，但据 估计现在仍有120万吨的PCBs在环境中存在。
主要包括金属还原法、氢化法、硫化还原法以及氧化 氯化法等。
优势：可以彻底处理废物，而且设பைடு நூலகம்简单。 缺点：工艺复杂、处理效率低。
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4 、生物处置法
(1)植物根际修复法
利用植物与根际微生物的相互作用来降解PCBs，具 有成本低、无二次污染、可大面积推广应用等独特优点 是目前最具潜力的土壤修复技术之一。
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2 、高温处理法
分为简单焚烧法、熔融介质法、等离子体法等。 （1）简单焚烧法
通过加入大量的燃料和溶剂几秒钟内升温至1200～1600℃进行焚 烧转化为其他化台物。
缺点：焚烧条件极为苛刻，设备造价高，要消耗大量的燃料和电 能，尾气要求净化或进行二次焚烧；只适用于处理大量、高浓度 的PCBs，易造成二次污染（270～400℃极易生成二恶英）。
“环境生物学”课程专题总结
环境科学专业 092100091 陈军
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一、多氯联苯的概述
多氯联苯(Polychlorinated Biphenyls ，PCBs)
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PCB分为三氯联苯(PCB3)、四氯联苯(PCB4)、五氯联苯(PCB5)、六氯 联苯(PCB6)。 分子式：C12H10-xClx。分子量：PCB3：266.5；PCB4：299.5；PCB5： 328.4；PCB6：375.7
温下使有机物彻底分解为原子态，冷却后，最终产物 为水、二氧化碳以及一些水溶性的无机盐，降解率可 达99.99％ 以上。
缺点：复杂的设备及高达每吨4000～8000美元的昂贵 费用限制了它的推广应用。
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3、化学脱除法
一定条件下，将试剂与PCBs反应、使之脱氯生成 联苯化合物或其他无毒、低毒的物质。
目前已经分离到的厌氧菌株： Desulfomonile tiedjei， Desulfitobacterium，Dehalobacter restrictus，Dehalospirillum multivoram，Desulforomonas chloroethenica，Dehalococcodes etrtenogenes．Enterobacter MS一1和Enterobacteragglomerans。
PCBs，而且只能将5个氯以下的低氯含量的PCBs氧化为
氯代苯甲酸。
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（3）厌氧微生物降解法
通过催化还原反应把PCBs从高氯转化为低氯或无 氯的物质，进而降解。厌氧降解速率与氯化程度成正 比。
厌氧脱氯共性特点：①脱氯过程需要诱导酶催化；② 诱导酶具有底物专一性；③脱氯微生物在共生群落中 执行脱氯功能并依赖于群落；④脱氯微生物在从还原 脱氯过程中获得代谢能量。
PCBs其毒性主要表现为：影响 皮肤、神经、肝脏，破坏钙的代 谢，并有慢性致癌和致遗传变异 等的可能性。 eg: 1968年，日本“米糠油中 毒事件”造成1000多人中毒，l6 人死亡，几十万只鸡病死；
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4、全球对PCBs的关注
2001年5月23日签署的瑞典斯德哥尔摩“控制持久性有机污 染物”国际公约中，PCBs成为首批被控制的12种持久性有 机污染物 (Persistent Organic Pollutants，POPs)之一，因此,PCBs 近10年来一直是环境科学研究的热点之一。
（2）熔融介质法
用金属、无机盐等介质代替普通焚烧中的空气作为传热及反应介 质来焚烧废物的方法，由于反应在还原条件下进行，不产生二恶 英等物质，排出气体比简单焚烧好。
缺点：大量尾气或废渣需处理，费用较高，难推广使用。
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（3）等离子体降解 利用等离子体作为热源在高达5000～15000℃的高
艾氏剂、氯丹、DDT、 狄氏剂、异狄氏剂、 七氯、灭蚁灵、毒杀 芬、六氯代苯、多氯 联二苯、二恶英和呋 喃。
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二、多氯联苯的处理方法
1、封存法
将已生产和使用的含PCBs的废变压器油封存在专门的 仓库里，深埋在水泥池子里或储藏在偏僻的山洞中，以 待集中处理。
缺点：不能从根本上解决PCBs的污染问题，而且由于外 壳腐蚀出现的渗漏现象，环保隐患依然存在。
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2、PCBs的全球分布
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3、PCBs的不良性能
PCBs 属半挥发或不挥发物质，具有一定的腐蚀性； 具有难降解性、生物蓄积性和远距离迁移性； 具有免疫学毒性、神经毒性、致畸、致突变和致癌性，
对人类健康危害极大。
PCBs对脂肪具有很强的亲和性， 易在脂肪层和脏器累积而几乎 不被排出或降解。含氯原子愈 多，愈易在人和动物体中蓄积， 愈不易排泄，毒性就愈大。进 而通过食物链浓缩产生积累性 中毒。 eg:在鱼类体内浓度累积到几 万甚至几十万倍。
（5）厌氧-好氧的联合降解 由于还原脱氯难度随氯原子取代数目的下降而增
两种策略：直接植物修复与体外植物修复。
直接植物修复——通过植物对土壤中PCBs进行直接吸收；
体外植物修复——植物可释放一些酶等物质到土壤中降解PCBs。
（2）好氧微生物降解法
1973年自Ahmed和Foeht于首先发现了可以降解单氯
和双氯联苯的菌株以来，至今已筛选到上百种多氯联苯
的降解菌。绝大部分的好氧细菌都以共代谢过程降解
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厌氧微生物脱氯反应
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（4）基因工程菌及真菌 从自然界中筛选的PCBs降解菌株有很多缺陷，可
通过基因构建的方法改造已有的降解菌株以提高其修 复效率。
eg：利用假单胞菌LB400中2,3-联苯双氧酶，2,3-二氢双醇脱氢酶， 2,3-二羟联苯-l,2-双加氧酶及2-羟基-6-苯基-2,4-二烯水解酶的基因 构建重组菌株,可降解较宽范围的PCBs同系物。