22 / 2023-09-28 14:48:16

场地地下水氯代烃微生物修复进展

地下水修复、氯代烃、脱氯群落、高浓度、完全脱氯

氯代烃是场地地下水中检出频率最高的污染物，它们大多数都具有“三致”效应，场地地下水氯代烃污染严重威胁人体健康与人居环境安全。在我国“双碳”目标的背景下，微生物还原脱氯被认为是一种绿色低碳的原位地下水污染修复技术，而菌剂性能是影响修复效果的最关键因素之一。现有菌剂存在耐受污染物浓度范围低、脱氯不完全等缺点，在场地应用中存在一定劣势。通过富集与驯化实验，获得一种能够还原脱氯近饱和浓度TCE菌剂，确定Desulfitobacterium是可耐受近饱和浓度TCE菌剂中功能菌。通过优化实验，得出Desulfitobacterium菌剂最佳脱氯温度范围是25~35℃，乳酸盐是最佳电子供体，最高可脱氯8.0 mM的近饱和浓度TCE，产物为顺-1,2-二氯乙烯（cis-DCE），是已报道脱氯菌耐受极限浓度的2倍。通过功能菌Desulfitobacterium、Dehalogenimonas、Dehalococcoides组合，得到了一种可实现高浓度TCE完全脱氯的复合菌剂。该复合菌剂最佳脱氯温度为30℃，以甲酸盐作为电子供体脱氯效果最佳，可完全脱氯高达近饱和浓度TCE至乙烯，是目前报道的TCE完全脱氯最高浓度。此外，该复合菌剂能够完全脱氯四氯乙烯（PCE）、二氯乙烯（1,1-DCE、顺/反式DCE）、氯乙烯（VC）、1,1,2-三氯乙烷（1,1,2-TCA）和1,2-二氯乙烷（1,2-DCA）。借助高通量测序，阐明菌剂中不同菌株能够实现优势互补的机制，Desulfitobacterium主导高浓度TCE至cis-DCE脱氯过程，Dehalogenimonas主导cis-DCE至VC过程，Dehalococcoides主导VC至乙烯过程，而1,1,2-TCA完全脱氯依赖Dehalogenimonas与Dehalococcoides协作。本研究结果为场地地下水氯代烃微生物修复提供技术支撑与理论指导。