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渤海海岸带沉积物中典型拟除虫菊酯缺氧生物降解研究

张冬梅  
【摘要】: 拟除虫菊酯是继有机氯、有机磷和氨基甲酸酯之后的生物活性优异、环境相容性较好的一大类杀虫剂,拟除虫菊酯类农药常在海岸带滩涂养殖场作为消毒剂使用,致使附近海域水环境和沉积环境质量恶化。 本研究选取三种具有代表性的拟除虫菊酯类农药:甲氰菊酯、氯氰菊酯和溴氰菊酯作为研究对象,利用有机污染物衰减法,以气相色谱分析为检测手段,开展了渤海海岸带沉积物中拟除虫菊酯类农药的缺氧生物降解特性研究。 本研究首先观察了三种拟除虫菊酯类农药在渤海海岸带沉积物中的吸附行为,然后比较了土著菌群与培养后的厌氧活性污泥对海岸带沉积物中拟除虫菊酯类农药的缺氧生物降解效果,得到较优菌种。并开展了小分子碳源(葡萄糖、乙酸钠)和重金属(Cu~(2+)、Cd~(2+))对拟除虫菊酯在海岸带沉积物中缺氧生物降解的影响进行了研究。研究结果表明:三种拟除虫菊酯在海岸带沉积物中的吸附行为较为符合Langmuir模型的等温吸附模型,缺氧生物降解动力学符合二级动力学。以海岸带沉积物土著菌为降解菌时,三种拟除虫菊酯的缺氧生物降解动力学常数为k(甲氰菊酯)=0.0129 h~(-1)、k(氯氰菊酯)=0.0067 h~(-1)、k(溴氰菊酯)=0.0052 h~(-1),以厌氧活性污泥为降解菌时,缺氧生物降解动力学常数为k(甲氰菊酯)=0.0057 h~(-1)、k(氯氰菊酯)=0.0027 h~(-1)、k(溴氰菊酯)=0.0025 h~(-1),前者降解效果明显优于后者。外加小分子碳源时,在一定的浓度范围内,葡萄糖和乙酸钠都能有效促进氯氰菊酯和溴氰菊酯的缺氧生物降解,且葡萄糖的促进效果优于乙酸钠。但对于甲氰菊酯,外加碳源对其缺氧生物降解呈现抑制作用。外加重金属离子时,Cu~(2+)和Cd~(2+)均抑制拟除虫菊酯的缺氧生物降解,且Cd~(2+)的抑制作用较Cu~(2+)显著,重金属浓度越大抑制作用愈强。


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