《高氯酸鹽與三氯乙烯複合污染下的微生物同步脫氯機理》是依託浙江大學，由趙和平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高氯酸鹽與三氯乙烯複合污染下的微生物同步脫氯機理
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：趙和平
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
環境水體尤其是地下水的高氯酸鹽與三氯乙烯污染日趨嚴重，且以複合污染為主。現有的高氯酸鹽和三氯乙烯的生物降解脫氯多為單一研究，兩者複合污染下的微生物脫氯機理則尚未探明。因此，本項目擬以高氯酸鹽與三氯乙烯的複合污染物為研究對象，利用離子色譜、氣相色譜、氣質聯用及同位素示蹤等技術研究氧氣、氯乙烯類和電子供體質量影響下的高氯酸鹽與TCE同步脫氯過程及TCE代謝途徑；研究高氯酸鹽與TCE的底物濃度比、電子供體類型、電子受體競爭、氧化還原電位與碳源種類對高氯酸鹽與TCE的厭氧同步還原脫氯過程的影響；並結合環境分子生物技術及高通量基因測序及數據的深度挖掘，分析功能酶、功能基因及微生物生態結構在不同脫氯過程中的回響及調控機制。以期揭示高氯酸鹽與三氯乙烯複合污染下的微生物同步脫氯機理，從而將為環境水體中高氯酸鹽與三氯乙烯複合污染的生物修復提供理論支撐和實踐指導。
結題摘要
環境水體尤其是地下水中的高氯酸鹽與三氯乙烯污染日趨嚴重，且以複合污染為主。現有的高氯酸鹽和三氯乙烯的生物降解脫氯多為單一研究，兩者複合污染下的微生物脫氯機理則尚未探明。因此，本項目以高氯酸鹽與三氯乙烯的複合污染物為研究對象，研究了氧氣、氯乙烯類和電子供體影響下的高氯酸鹽與TCE同步脫氯過程及TCE代謝途徑；研究了高氯酸鹽與TCE的底物濃度比、電子供體類型、電子受體競爭、氧化還原電位與碳源種類對高氯酸鹽與TCE的厭氧同步還原脫氯過程的影響；並結合環境分子生物技術及高通量基因測序及數據的深度挖掘，分析了功能酶、功能基因及微生物生態結構在不同脫氯過程中的回響及調控機制。現有研究表明：（1）不同類型菌群對TCE和高氯酸鹽的還原具有不同的作用機制，低濃度的TCE對高氯酸根降解菌還原速率沒有明顯的抑制作用，且高氯酸根降解菌群可將TCE降解為DCE和VC，經過長時間的富集培養，成功獲得能同時降解高氯酸鹽和TCE的菌群PTRB，高通量測序數據顯示該菌群中Dehalococcoides為優勢菌屬；高氯酸鹽對TCE降解菌群還原脫氯速率沒有影響，且高氯酸鹽不能被TCE降解菌群還原。（2）氧氣抑制實驗表明，不同濃度的氧氣對PTRB菌群的TCE還原脫氯有不同的抑制作用，TCE在不同階段的還原脫氯受氧氣的抑制程度不同，TCE到DCE的還原脫氯階段耐氧，VC到乙烯的還原脫氯階段對氧氣最敏感，低濃度的氧氣暴露下，乙烯的生成速率就會受到影響，在高濃度下，VC到乙烯的還原脫氯受到完全地、不可逆地抑制。（3）高濃度的高氯酸鹽會降低TCE的還原脫氯速率，而抑制的原因是電子供體的競爭而不是高氯酸鹽還原過程產生的氧氣造成的氧毒。（4）在同步還原脫氯過程中，氫氣是最佳的電子供體，硝酸根對其無影響，HCO3-是最佳的碳源。以上的實驗揭示了同步還原脫氯的機制，為複合污染場地的原位修復提供了理論依據。
