[发明专利]羧甲基纤维素稳定硫化亚铁/生物炭复合材料与微生物协同降解三氯乙烯的应用

说明书

本发明公开了一种羧甲基纤维素稳定硫化亚铁/生物炭复合材料与微生物协同降解三氯乙烯的应用，在厌氧环境下，将CMC‑FeS@biochar复合材料投入到TCE水溶液中，反应时间为11～24h，反应结束后，移除所述TCE水溶液中的CMC‑FeS@biochar复合材料，再将所述TCE水溶液的pH调至6～9，在加入HRJ4细胞悬浮液后再反应7～24h，其中，CMC‑FeS@biochar复合材料加入到TCE水溶液中的投加量至少为0.015g/L，优选为0.06g/L，所述HRJ4细胞悬浮液的OD600为0.05～0.5，本发明的应用不需要添加共代谢底物，TCE去除率最高达到95％。

技术领域

本发明属于环境功能材料技术领域，具体来说涉及一种羧甲基纤维素稳定硫化亚铁/生物炭复合材料与微生物协同降解三氯乙烯的应用。

背景技术

由于在干洗和汽车行业(清洗和脱脂溶剂)中广泛应用，三氯乙烯(TCE)是地下水，废水和土壤等各种环境基质中最常见的污染物。美国有毒物质和疾病登记处(ATSDR)报道发现，在美国的852个超级基金修复场地中均发现了TCE的存在。由于其毒性，致癌性和抗生物降解性，TCE可能对公众健康和生态系统造成极大的危害。美国环境保护署(EPA)将TCE列为129个优先控制污染物之一，并规定其在饮用水中允许检测到的最大浓度(MCL)为5μg/L。考虑到TCE的常见性和危害的持久性，亟需寻找一种将TCE还原脱氯降解为无害产物的方式。

Chen等研究了零价铁在pH值为1.7-10时对TCE脱氯(0.5mmol/L)的有效性，发现2.5mg/mL的零价铁在pH值为4.9时可以达到最快的脱氯速率。然而，大多数这些方法导致TCE的部分降解和有毒中间体的形成，包括顺式-1,2-二氯乙烯，1,1-二氯乙烯和氯乙烯。这些中间产物不仅具有致癌性，而且容易在食物链累积。因此，开发能够完全降解TCE的高效技术是非常重要的。

细菌对TCE的生物降解被认为是污染地下水和土壤原位修复的有前途的技术。然而，TCE在有氧条件下对生物降解具有高度抗性。因此，有研究通过细菌如Dehalococcoides，Desulfuromonas，Sulfurospirillum，Dehalobacter和Methylobacterium有效厌氧降解TCE。在我们之前的研究中，从中国大港油田分离出的Corynebacterium variabile HRJ4(保藏号CGMCC NO.10134)对多环芳烃(PAHs)和正构烷烃表现出优异的好氧降解能力。微生物生长实验表明，Corynebacterium variabile HRJ4是兼性厌氧细菌。然而，Corynebacterium variabile在厌氧环境中的脱氯能力很少被报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种羧甲基纤维素稳定硫化亚铁/生物炭复合材料与微生物协同降解三氯乙烯的应用。

本发明的另一目的是提供一种羧甲基纤维素稳定硫化亚铁/生物炭复合材料与微生物一步法降解三氯乙烯的应用。

本发明的另一目的是提供一种生物炭与微生物协同降解三氯乙烯的应用。

本发明的目的是通过下述技术方案予以实现的。

一种羧甲基纤维素稳定硫化亚铁/生物炭复合材料与微生物协同降解三氯乙烯的应用，在厌氧环境下，将CMC-FeS@biochar复合材料投入到TCE水溶液中，反应时间为11～24h，反应结束后，移除所述TCE水溶液中的CMC-FeS@biochar复合材料，再将所述TCE水溶液的pH调至6～9，在加入HRJ4细胞悬浮液后再反应7～24h，其中，CMC-FeS@biochar复合材料加入到TCE水溶液中的投加量至少为0.015g/L，优选为0.06g/L，所述HRJ4细胞悬浮液的OD600为0.05～0.5。

在上述技术方案中，投入TCE水溶液中的所述HRJ4细胞悬浮液的体积份数与该TCE水溶液的体积份数的比至少为0.005：1。