[发明专利]一种强化多氯联苯微生物厌氧脱氯的方法

说明书

本发明提供了一种强化多氯联苯微生物厌氧脱氯的方法，属于电化学技术领域，本发明将负电能极化的电化学石墨电极(‑0.3～‑0.5V vs.SHE)与PCBs脱氯菌结合，进行高氯代多氯联苯脱氯，能够显著促进高氯代商业多氯联苯混合物的微生物脱氯速率(从8.6μM·Cl^‑·d^‑1提高到11.6μM·Cl^‑·d^‑1)，相比于开路系统(23.7％～25.1％)，电能系统中拥有更高比例的(43.2％～46.6％)四氯代多氯联苯作为脱氯产物。

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，尤其涉及一种强化多氯联苯微生物厌氧脱氯的方法。

背景技术

多氯联苯(polychlorinated biphenyls，PCBs)是最具有代表性的一类持久性有机污染物(persistent organic pollutants，POPs)，也属于环境荷尔蒙(Environmentalhormones)、环境激素或内分泌干扰物(Endocrine disrupters)，2001年5月被列入联合国环境规划署12种POPs之列。多氯联苯属于致癌物质，具有疏水性，容易累积在脂肪组织，造成脑部、皮肤及内脏的疾病，并影响神经、生殖及免疫系统。

高氯代PCBs(至少五氯代)由于其氯代程度高，相比低氯代PCBs具有更强的毒性，通过各种方法对其进行脱氯，则毒性大为减小。目前，PCBs脱氯减毒的主要方法包括：零价金属还原脱氯、辐射降解脱氯、微生物还原脱氯和化学催化脱氯。其中，微生物对PCBs的脱氯作用具有绿色、环境友好等特性，并且普遍存在于厌氧沉积物环境中。

微生物厌氧还原代谢减少了高氯代PCBs氯取代的数量和位点，降低了PCBs的毒性并使之更易被好氧微生物利用进行矿化降解，厌氧还原脱氯是高氯代PCBs进行生物降解的先决条件。高氯代PCBs经过微生物的厌氧脱氯降解，从两方面降低了其环境毒性：一是从高氯转化为低氯代PCBs，可进一步被好氧菌代谢彻底降解；二是脱氯过程把高氯同系物转化为不易被富集到食物链的低氯联苯，降低了生物富集力。Chen等报道，通过更替调控水稻田厌氧-好氧环境，结合微生物厌氧-好氧代谢过程，从而达到对水稻田环境中40％以上总PCBs污染的修复，尤其是针对高氯代PCBs的减少(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，微生物还原脱氯缓慢，往往需要数月甚至更久。

发明内容

本发明的目的在于提供一种强化多氯联苯微生物厌氧脱氯的方法，本发明的方法具有高的脱氯速率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种强化多氯联苯微生物厌氧脱氯的方法，包括以下步骤：

1)将石墨电极和Ag/AgCl饱和电极置于阴极室内，将铂丝电极置于阳极室内，所述阴极室和所述阳极室通过质子交换膜进行分隔；

所述阴极室和所述阳极室内放置有厌氧培养基；

所述阴极室的厌氧培养基中还含有待处理高氯代多氯联苯和低电势的有机碳源，所述低电势的有机碳源包括乳酸、甲酸、乙酸和葡萄糖中的一种或几种；所述阴极室的厌氧培养基中还接种有PCBs脱氯菌；

2)在石墨电极上施加-0.3～-0.5V的电势，进行脱氯反应；

所述高氯代多氯联苯为至少五氯代多氯联苯。