多氯聯(lián)苯污染及其生物降解途徑.ppt

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1、一、多氯聯(lián)苯的概述PCB分為三氯聯(lián)苯(PCB3)、四氯聯(lián)苯(PCB4)、五氯聯(lián)苯(PCB5)、六氯聯(lián)苯(PCB6)。分子式:C12H10-xClx。分子量:PCB3:266.5;PCB4:299.5;PCB5:328.4;PCB6:375.7多氯聯(lián)苯(PolychlorinatedBiphenyls,PCBs)1234566'5'4'3'2'1'21、PCBs的用途PCBs是一種無(wú)色或淡黃色的黏稠液體;1881年首次在實(shí)驗(yàn)室合成,具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,隔熱和潤(rùn)濕性能好,阻燃和絕緣性能優(yōu)良;廣泛應(yīng)用于電力變壓器、電容器等設(shè)備中;在潤(rùn)滑油、油漆、墨水

2、、泡沫乳膠、玻璃纖維和防水化合物等工業(yè)產(chǎn)品中有一定含量。1929年大規(guī)模生產(chǎn);1970-1980年間雖被多國(guó)禁用,但據(jù)估計(jì)現(xiàn)在仍有120萬(wàn)噸的PCBs在環(huán)境中存在。32、PCBs的全球分布43、PCBs的不良性能PCBs屬半揮發(fā)或不揮發(fā)物質(zhì),具有一定的腐蝕性;具有難降解性、生物蓄積性和遠(yuǎn)距離遷移性;具有免疫學(xué)毒性、神經(jīng)毒性、致畸、致突變和致癌性,對(duì)人類健康危害極大。5PCBs其毒性主要表現(xiàn)為:影響皮膚、神經(jīng)、肝臟,破壞鈣的代謝,并有慢性致癌和致遺傳變異等的可能性。eg:1968年,日本“米糠油中毒事件”造成1000多人中毒,l6人死亡,幾十萬(wàn)

3、只雞病死;PCBs對(duì)脂肪具有很強(qiáng)的親和性,易在脂肪層和臟器累積而幾乎不被排出或降解。含氯原子愈多,愈易在人和動(dòng)物體中蓄積,愈不易排泄,毒性就愈大。進(jìn)而通過(guò)食物鏈濃縮產(chǎn)生積累性中毒。eg:在魚類體內(nèi)濃度累積到幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)倍。2001年5月23日簽署的瑞典斯德哥爾摩“控制持久性有機(jī)污染物”國(guó)際公約中,PCBs成為首批被控制的12種持久性有機(jī)污染物(PersistentOrganicPollutants,POPs)之一,因此,PCBs近10年來(lái)一直是環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。4、全球?qū)CBs的關(guān)注艾氏劑、氯丹、DDT、狄氏劑、異狄氏劑、七氯、滅蟻

4、靈、毒殺芬、六氯代苯、多氯聯(lián)二苯、二惡英和呋喃。6二、多氯聯(lián)苯的處理方法1、封存法將已生產(chǎn)和使用的含PCBs的廢變壓器油封存在專門的倉(cāng)庫(kù)里,深埋在水泥池子里或儲(chǔ)藏在偏僻的山洞中,以待集中處理。缺點(diǎn):不能從根本上解決PCBs的污染問(wèn)題,而且由于外殼腐蝕出現(xiàn)的滲漏現(xiàn)象,環(huán)保隱患依然存在。72、高溫處理法分為簡(jiǎn)單焚燒法、熔融介質(zhì)法、等離子體法等。(1)簡(jiǎn)單焚燒法通過(guò)加入大量的燃料和溶劑幾秒鐘內(nèi)升溫至1200~1600℃進(jìn)行焚燒轉(zhuǎn)化為其他化臺(tái)物。缺點(diǎn):焚燒條件極為苛刻,設(shè)備造價(jià)高,要消耗大量的燃料和電能,尾氣要求凈化或進(jìn)行二次焚燒;只適用于處理大量、

5、高濃度的PCBs,易造成二次污染(270~400℃極易生成二惡英)。(2)熔融介質(zhì)法用金屬、無(wú)機(jī)鹽等介質(zhì)代替普通焚燒中的空氣作為傳熱及反應(yīng)介質(zhì)來(lái)焚燒廢物的方法,由于反應(yīng)在還原條件下進(jìn)行,不產(chǎn)生二惡英等物質(zhì),排出氣體比簡(jiǎn)單焚燒好。缺點(diǎn):大量尾氣或廢渣需處理,費(fèi)用較高,難推廣使用。8(3)等離子體降解利用等離子體作為熱源在高達(dá)5000~15000℃的高溫下使有機(jī)物徹底分解為原子態(tài),冷卻后,最終產(chǎn)物為水、二氧化碳以及一些水溶性的無(wú)機(jī)鹽,降解率可達(dá)99.99%以上。缺點(diǎn):復(fù)雜的設(shè)備及高達(dá)每噸4000~8000美元的昂貴費(fèi)用限制了它的推廣應(yīng)用。93、化

6、學(xué)脫除法一定條件下,將試劑與PCBs反應(yīng)、使之脫氯生成聯(lián)苯化合物或其他無(wú)毒、低毒的物質(zhì)。主要包括金屬還原法、氫化法、硫化還原法以及氧化氯化法等。優(yōu)勢(shì):可以徹底處理廢物,而且設(shè)備簡(jiǎn)單。缺點(diǎn):工藝復(fù)雜、處理效率低。4、生物處置法(1)植物根際修復(fù)法利用植物與根際微生物的相互作用來(lái)降解PCBs,具有成本低、無(wú)二次污染、可大面積推廣應(yīng)用等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)是目前最具潛力的土壤修復(fù)技術(shù)之一。兩種策略:直接植物修復(fù)與體外植物修復(fù)。直接植物修復(fù)——通過(guò)植物對(duì)土壤中PCBs進(jìn)行直接吸收;體外植物修復(fù)——植物可釋放一些酶等物質(zhì)到土壤中降解PCBs。(2)好氧微生物降解法

7、1973年自Ahmed和Foeht于首先發(fā)現(xiàn)了可以降解單氯和雙氯聯(lián)苯的菌株以來(lái),至今已篩選到上百種多氯聯(lián)苯的降解菌。絕大部分的好氧細(xì)菌都以共代謝過(guò)程降解PCBs,而且只能將5個(gè)氯以下的低氯含量的PCBs氧化為氯代苯甲酸。1112(3)厭氧微生物降解法通過(guò)催化還原反應(yīng)把PCBs從高氯轉(zhuǎn)化為低氯或無(wú)氯的物質(zhì),進(jìn)而降解。厭氧降解速率與氯化程度成正比。厭氧脫氯共性特點(diǎn):①脫氯過(guò)程需要誘導(dǎo)酶催化;②誘導(dǎo)酶具有底物專一性;③脫氯微生物在共生群落中執(zhí)行脫氯功能并依賴于群落;④脫氯微生物在從還原脫氯過(guò)程中獲得代謝能量。目前已經(jīng)分離到的厭氧菌株:Desulfo

8、moniletiedjei,Desulfitobacterium,Dehalobacterrestrictus,Dehalospirillummultivoram,

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