全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 ! 月 第 ∀ 卷 第 # 期
∃% &∋ ( ) ( ∗+, − ∋ . / + 0 . 11 /&( 2 (∃+ /∃义玉3 , +4 5 6 7 , ∀ 8# 9 : # ; 一 # <#
, ; , # 一三氯苯在土壤中的降解 关
何耀武 孙铁琦 区自清 冲国科学院沈阳应用生态研究所沈阳 ‘! ! =9
【摘要】 在好氧和厌氧两种条件下研究了 , ; , # 一三氯苯的降解 6 结果表明 , , ; , # 一三氯苯
的好氧降解和厌氧降解均遵循一级反应动力学 6 在同样水分 、 温度及初始浓度条件下 , ,
; , # 一三氯苯的好氧降解比厌氧降解迅速 , 其半衰期分别为 6 > 一 = 6 >7 和 = 6 !∀ 一 6 !> ? 6
土壤中 ≅ , ; , # 一三氯苯的初始浓度对于其降解也有显著影响 , 在 ! 一 ! 滩 · Α 一 的范围内,
浓度增高时 , 其降解加快 , 说明污染物浓度对降解的影响 Β 在 ! 一 导致降解过程加快 , 归因于温度升高对微生物酶活性的激活作用 6
关键词 , ; , # 一三氯苯 氯苯 降解 半衰期
2 昭Χ ? Δ 5ΕΦ Γ Φ Η Ε , ; , # ·5Η ΕΙ ϑ≅Φ ΗΦ ΚΙ Γ ΛΙ Γ Ι 8Ε , ; , # 一Μ Ι Ν 9 ΕΓ = ! 6 % Ι 3ΔΦ Ο Π , ) Π Γ Μ ΕΙ ϑΙ Γ Α Δ Γ ?
+Π Θ ΕΡ ΕΓ Α 8&ΓΣ 5ΕΗΠ 5Ι ΦΤ . 1 &诫 皿刀人6 , 丫毛,负艺七侧二 ) ΕΓ。 , 从价明叮 ! ! = 9一以ΕΓ 6 ∗ 6八妙; 6 及。; 6 , 7 , ∀ 8# 9 : # ; 一 # < # 6
2Ι Α Η Δ? Δ 5ΕΦ Γ Φ Τ ≅ , ; , # 一Μ ∃Ν &Γ =! Ο Δ Σ Σ 5 Π ? ΕΙ? Π Γ ? Ι Η ΚΦ Ηϑ Δ Ι ΗΦ ΚΕΙ Δ Γ ? Δ Γ Δ Ι ΗΦ Κ≅Ι Ι Φ Γ ? Ε5ΕΦ Γ Σ 6 Μ ϑΙ
Η ΙΣ Π ≅5 Σ ΣϑΦ Ο 一ϑΔ 5 ΚΦ 5ϑ Δ ΙΗ Φ Κ ΕΙ ΔΓ ? Δ Γ Δ Ι川Κ ΕΙ ? Ι Α Η Δ ? Δ 5ΕΦ Γ Φ Τ ≅ , ; , # 一Μ ∃Ν Φ ΚΙ ΥΣ 5ϑΙ ΤΕΗ Σ5 Φ Η ?ΙΗ
?邓Δ Χ ΕΙ Σ 6 , Γ ? Ι Η ΣΔ Χ Ι Ο Δ 5Ι Η 4Φ Γ 5Ι Γ 5 , 5ΙΧ ς Ι Η Δ 5 Π Η Ι ΔΓ ? ΕΓ Ε5一Δ≅ 4Φ Γ ΙΙ Γ 5Η Δ 5ΕΦ Γ , 5ϑΙ Δ Ι ΗΦ ΚΕΙ
? ΙΑ Η Δ ? Δ 5 ≅Φ Γ = Η Δ ς Ε?ΙΗ 5ϑΔ Γ Δ Γ Δ ΙΗΦ ΚΕΙ Φ Γ Ι Ο Ε5ϑ ϑΔ ≅Τ 一 ≅≅Ω ΙΣ Φ Τ 6 > 一 = 6 > 7 Δ Γ ? = 6 !∀ 一 6 !>
? Δ邓 ΗΙΣ ς Ι Ι 5 ΛΩ Ι ≅Υ 6 &Γ Ξ 5ΕΔ≅ Ι Φ Γ Ι Ι Γ 5Η Δ 一ΕΦ Γ Φ Τ ≅ , ; , # 一Μ ∃Ν = , ≅ ΤΕΙ Δ Γ 5≅Υ ΔΤΤΙ Ι一Ι? 5ϑΙ ? Ι盯Δ ? Δ 5ΕΦ Γ
Η Δ 5 Ι , ΟΕ 5ϑ & Γ 一5≅ Δ≅ 4Φ Γ Ι Ι Γ 5 Η Δ 5 ΛΦ Γ Η Δ Γ Α ΕΓ Α ΗΗΦ Χ ! 5Φ ! ! 拜Α · Α 一 ≅ , ϑ ΕΑ ϑ ΙΗ 4ΦΓ Ι Ι Γ 5Η Δ 5ΕΦ Γ ςΗΦ Χ Φ 5ΙΣ5ϑ Ι ? Ι罗 Δ? Δ 5ΕΦ Γ 6 % ΕΑ ϑΙ Η 5ΙΧ 卯 Η Δ 5 Π Η Ι Ο Ξ /≅≅ ΕΓ 5ϑΙ Η Δ Γ Α Ι Φ Τ ! 一 ? Π Ι 5Φ 5ϑ Ι ΔΙ 5≅Ω Δ 5 ΛΦ Γ Φ Τ Χ ≅ΙΗΦ ΚΕΔ ≅ ΙΓ Λ ΥΧ Ι Δ 5 ϑ ΛΑ ϑ 一Ι Χ ς ΙΗ Δ 一Π Η Ι 6
Ψ Ι Υ Ο Φ Η ?Σ ≅ , ; , # 一 5Η ΕΙ ϑ≅Φ ΗΦ ΚΙ Γ Λ Ι Γ Ι , ∃ϑ ≅Φ Η Φ Κ Ι Γ Λ Ι Γ Ι Σ , 2 Ι『Δ ? Δ 5ΕΦ Γ , % Δ ≅ΤΖ ≅ΕΤΙ 6
≅ 引 言
降解作用是 自然环境对外来有机物质
进行净化的主要过程之一 , 研究有机物 的
降解过程对于环境污染的治理与生态恢复
具有重要意义 6 有机污染物 在土壤中被完
全降解所需要的时间取决于其化学结构和
矿化反应动力学特性 、 土壤组成与性质以
及土壤微生物种类 6 氯苯类有机物是 土壤
和水体环境 中的重要有机污染物 , 其降解
过程的限制性步骤是脱氯过程 , 它是部分
有机氯类化合物在环境中难以降解的主要
原 因 6 脱 氯 作 用 可 以 通 过 氧 化[Σ∴ 、 还
原 [”, ‘。·“ ∴及水解作用〔> ∴来实现 , 也可以先
与其它基团结合 , 然后 随整个基团的脱落
而脱落[>∴ 6
Ο Δ Γ Α 和 ∗Φ Γ Α Σ [‘, ∴在系统综述氯苯类
有机化合物的环境行为和降解过程的基础
上对其降解行为曾作过系统描述 , 计算了
包括 , ; , # 一三氯苯 在内的多种氯苯类有
机物的降解半衰期 , 但迄今对它们降解过
程的试验研究仍未见 报道 6 本研究分别在
好氧和厌氧条件下研究 了 , ; , # 一三 氯苯
在土壤中的降解特性 , 测定 了其降解半衰
期及其影响因素 , 为环境中氯苯类化合物
污染的治理与生态恢复提供科学依据 6
, 国家自然科学基金及 中国科学院陆地生态系统痕
量物质生态过程开放试验室基金资助项 目 6
= 年 ; 月 ; > 日收到 , 7 年 < 月 > 日改回 6
# ; 材料与方法
; 6 材料
, ; , # 一三 抓苯 纯度为 6 = , 购 自 0≅ Π] Δ
∃ϑΙ &Μ≅Ε Ι . ⊥ 公司 6 所用土壤采 自中国科学院沈阳
生态试验站水稻小区 8+一 ; !4 Χ 土层 9 , 属草甸棕
壤 , 其基本理化性质列于表 6
表 ≅ 供试土坡的理化特性
ΜΔ Κ ≅Ι 1ϑΥΣ _Ι Δ≅ Δ Γ ? Ιϑ Ι Χ Ε4Δ ≅ Ιϑ ΔΗΔ4 5Ι? Σ5 Ε4 Σ Φ Τ =!
阳离子文换量 有机碳含量 全 ∋ ς %∃( ∃ +Η Α Δ Γ ΕΙ 比肠Γ 4Φ Γ 5 Ι Γ 5 Μ Φ 5Δ ≅ ∋8ΙΧ Φ ≅· ] Α 一 9 8 9 8 9
6 # ! 6 < ! 6 ; ∀ !
; 6 ; 方法
; 6 ; 6 好氧降解 ≅ , ; , # 一三氯苯在土壤中的好氧
降解在图 ≅ 所示的装置中进行 , 用少量 甲醇溶解
的 , ; , # 一三氯苯直接投配到 ;! 6 ! 已知含水量
的土壤中 , 在瓶中摇匀 , 然后用具有进气 口和 出
气口的橡皮塞8包有铝箔 9封 口 , 进气 口采用玻璃
管8内径 ! 6 > 4Χ 9 , 出气 口 采 用 聚 四 氟 乙 烯
81Μ 0( 9管 8内径 ! 6 ∀ ⎯ 9 6 空气流速为< 6 < /6ΧΕ Γ 一 工6 压缩空气经分子筛过滤后 , 用蒸溜 水清
洗 , 从而携带一定含量的水蒸气流经整个装置 ,
以减少培养过程中的蒸发损失 , 排出气体经 正己
烷洗涤以收集挥发的 , ; , # 一三氯苯 6 通气时间间
隔为 7 ϑ≅ 次 , 每次 = ΧΕ Γ 6 定期采集土壤及 正己
烷样品 , 测定其中的 , ; , # 一三氛苯含量 6
管中, 试管口密封 , 然后置于恒温箱中培养 6 定期
采集土壤样品进行 , ; , # 一三氯苯浓度测试 6
; 6 ; 6 < 浓度及培养条件 在好氧降解及厌氧降解
试验中, 均设置 ; = 、 = ! 、 ! ! 产Α · Α 一 ‘< 个浓度 , 并设
置一个无土 、无 , ; , # 一三抓苯的空白对照和一个
有土 、无 , ; , # 一三氯苯的空白对照 , 每个浓度组
重复 次 6 试验温度分别为 ! ℃ 、 ;! ℃ 、 整个培养过程中, 体系中无光线射入 6
; 6 ; 6 # 土壤样品中 , ; , # 一三氯苯的分析测试方法
土壤样品与 = 6 ! 无水硫酸钠混合后 , 用 #! Χ ≅
二氯甲烷超声提取 = ϑ 6 然后将样品离心 = ΧΕ Γ
8< ! ! ! − 1α 9 , 取上清液在 % 1 ! ! 高效液相色谱
仪上测定 ≅ , ; , # 一三氯苯的浓度 , 仪器条件如下 :
色谱柱 : /&∃ ϑΗΦΣ ς ϑ ΙΗ − 1 一 > , ; = Ι Χ 、 ! 6 # 。Χ
6 ? 6
柱 温 : <> ℃ 6
流动相 : 甲醇 :水 二 ! : ! 6
流 速 : ! 6 = Χ ≅· Χ ΕΓ 一 6
检测 器 : 二 级管 阵列检 测 器 82Ε 记 Ι . ≅≅ 6 ΔΥ
2 Ι5Ι4 5Φ Η , 2 八工9 9、波长 ;! ; Γ Χ 6 在全部降解试验开
始以前 , 用同种土壤进行土壤样品中 ≅ , ; , # 一三氯
苯 回收率试验 , 浓度分别为 Φ 、 ;= 、= ! 、 ! ! 拜Α · Α 一 ‘,
每个浓度重复 次 6 对所取得结果作出校正曲线 6
1 Μ0( 管
1Μ 0 ( 5 , Κ Ι
< 结果与讨论
< 6 6 土壤中 , ; , # 一三氯苯测定方法的回
收率
土壤中 , ; , # 一三氯苯的回收率在 +一
! ! 雌 · Α 一 ‘范围内平 均为 7; 6 <; , 其测
试浓度与投加浓度之间呈 良好的线性关系
十叭油
正己烷
Γ 一% Ι ΞΔ Γ Ι
4。一门尸 创。!口弓∀#二∃%叫‘汕·切斗&∋(剑砚魁毫一&&
玻瑞管
) ∗+ , , − ∗ ./
∀0 水二1
气军耐记 2
牡土3目】
恒沮箱
4 5 / 2 26 ! ,切 − 7 /
/ 5 + 8 . / 2
图 ∗ 土壤中 # , 9 , : 一三氯苯的好氧降解装置示意图
; 7< ∀ # = 7+ < 2 + 8 ! > + ? ? +2 + − , >! 2 + / 2 ! . 7/ ≅ / < 2 + ≅ + − 7! 6 ! > ∗ , 9 ,
: 一 4 ΑΒ 76 黝## ∀
9 ∀ 9 ∀ 9 厌氧降解 # , 9 , : 一三氯苯在土壤中的厌氧
降解试验在一个封闭的体系中进行 ∀ # , 9 , : 一三氯
苯的投配方式与好氧降解试验相同 , 以同样步骤
混合均匀后 , 静置片刻后将土 壤分装至 #9 只试
二井丫
图 9 土壤中# , 9 , : 一三氯苯的测试浓度与投加浓度之间
关系
;7< ∀ 9 Χ / ∗+ − 7! 6 , 5 7? . / −Δ / / 6 ≅ / − / / − / ≅ + 6 ≅ + ≅ ≅ / ≅ Ε! 6 0
/ / 6 −2 + −7! 6 , ! > ∗ , 9 , : 一 4 ΑΒ 76 阳 7Φ∀
# 期 何耀武等 : , ; , # 一三氯苯在土壤中的降解
8图 ; 9 , 反映了较好的重现性 , 变异系数为
; 6 ∀ > , 满足了本研究的需要 6
< 6 ; , ; , # 一三氯苯在土壤中的厌氧降解
对不同浓度的 , ; , # 一三氯苯在 ! 、 ;!
和 < !℃条件下 的降解试验得到了图 < 所
示的降解动力学曲线 , 并得 到不 同条件下
的相关方程 8表 ;9 6 可以看 出 , ; , # 一 三氯
苯的厌氧降解服从一级反应动力学 , 符合
其基本表达式 :
∃ β Ι 8一 ]5 χ Δ 9 β 7 · Ι 一 ]5 8 9
7 和 ∃ 分别为培养起始浓度和培养过程
中的任一时刻的瞬间浓度 , ] 为降解常数 ,
5 为培养时间 6 对 同样的温度条件下不同
投加浓度 的 , ; , # 一三氯苯的降解进行 比
较 , 发现随投加浓度的增加 , , ; , # 一三氯苯
的降解常数 ] 增大 , 反映出其降解速率逐
渐加快 6 这种趋势还反映在降解半衰期的
差异上 , 当浓度从 ; = 拼Α · Α 一 ‘增加到 ! !
雌 · Α 一 ’时 , , ; , # 一三氯苯的降解半衰期逐
渐降低 6
表 ; 的结果还说明了温度对 , ; , # 一三
氯苯降解 的促进作用 , 在 ! 一 内 , 随温度增高 , 降解常数逐渐增大 , 降解
速率加快 , 说明 合降解 , ; , # 一三氯苯的菌群生长 6
< 6 < , ; , # 一三氯苯在土壤中的好氧降解
图 # 为土壤 中 , ; , # 一三氯苯在好氧条
件下降解动力学 曲线 8其中 , ; , # 一三氯苯
的挥发损失 已 被扣除 9, 表 明 , ; , # 一三 氯
苯的好氧降解也符合一级反应动力学
个月后 , 不论其初始浓度如何 , , ; , # 一三氯
苯土壤中的残留浓度均降至 ! 拜Α · Α 一 ‘以
下 , 说明 , ; , # 一 三氯苯的降解较快 6 对 ,
; , # 一三氯苯在土壤中的残 留量和培养时问
进行拟合得 到表 < 所示 的降解动力学方
程 , 说明在 好氧条件下 , 降解常数 ] 也基
本随着投加浓度的增加而增加 , 降解半衰,
期逐渐缩 短 , 反映 了底物浓度对 , ; , # 一三
氯苯的降解的影响 6 由表 < 可见 , 对同样初
始浓度的 , ; , # 一三氯苯 , 温度升高可以促
进降解作用 , 降解常数显著降低 , 降解反应
加快 6
< 6 # , ; , # 一三氯苯的厌氧降解与好氧降
解的比较
对表 ; 和表 < 进行比较 , 发现 , ; , # Ζ
三氯苯的好氧降解比厌氧降解迅速 , 在 ;=
! !卜
瓜
与
一亏丁丽 7刀己 = 6 ! ! ; ! , ! ! ; = 6 ! ! < ! 6 ! ! < = 6 ! !
, 6
6
,土≅
助蕊(一Γ日三国Η工 ∀Ι#飞 !月祠。闷0己侧锐名任璐栩刊
∀、∀ϑ舀卜
卜飞Κ1汗‘幽甲门&Λ曰 Μ一Η八Η八己Ν泊任口‘闰Η卜·甘‘Ι ∀工
。 Ο Ο , Ο Ο 旦 , 二二二二 , 鱼当 一 一Π ∀ Π Π # Π ∀ Π Π 9 Π ∀ Π Π Θ Π ∀ Π Π : Π ∀Π Π
培养时间 Ρ6 / . + − 7! 6 − 1 8 / Σ≅ +Τ , Υ
图 Θ 仄氧条件下土壤中 # ∀ 9 , : 一三氛苯在不同温度下的
降解动力学
;7< ∀ Θ = / < 2 + ≅ + − 7! 6 ≅ Τ6 + 26 7/ , ! > ∗ , 9 , : 一 4 ΑΒ 76 劝## + −
ς+2 Ω! , − / 8 ? / 2+ − 2 / 6 ≅ / 2 + 6 + / 2! . 7 / / ! 6 ≅ 7− 7! 6 ∀
Μ ∀ ,! 26 ∗· Ρ厂 ’, # ∀ 9 Ξ Π #· Μ 一 ’, 8 ∀ ∗ ! ! 8 ∗· Ψ 一 ’ ∀ 下同 4 5 /
,+ 8 / . / ∗! Δ ∀
# < ; 应 用 生 态 学 报 ∀ 卷
表 ; 厌权条件下 , ; , # 一三级苯的降解方程和降解半衰期
Μ Δ Κ ≅Ι Θ 2 馆ΗΔ ? Δ 5 ΕΦ Γ ΙΡ ΠΔ 5ΕΦ Γ Δ Γ ? ϑ Δ ≅ΤΖ ≅ΕΩ Ι Φ Η ≅ , ; , # 一Μ ∃ Ν ΕΓ =! Π Γ ? ΙΗ Δ Γ Δ ΙΗΦ Κ Ε4 4 Φ Γ ? Ε5ΕΦ Γ
培养温度
Μ Ι Χ 1Ι Η Δ 5Π Η Ι
8℃ 9
投加浓度
八? ? Ι ? Ι Φ Γ Ι Ι Γ 5ΗΔ 5 ΕΦ Γ 降解方程( Ρ Π Δ 5ΕΦ Γ
8拜Α · Α 一 ’
相关系数
∃ Φ Η ΗΙ ≅Δ 5ΕΦ Γ
ΙΦΙ ΤΤΕΙ ΕΙ Γ 5
自由度∋ Π Χ ΚΙ Η Φ Τ
Φ Κ哭ΗΩ Δ 5Ε Φ Γ
降解半衰期% Δ≅ Τ一≅ΕΤΙ
8? 9
!>!7 <;7#∀>!<叭色头丘=6乐!尹+∃−)只内‘;,,工立##Ζ∀#曰, ∗八”[[ΖΖ∀∗&Μ一∃八Π,‘6,∃声∴∋ΖΑΤ子<。∀ ∀⋯6∗ΠΗ∃]八ΗΑ ⊥ / Σ 一 Π Π 9 _ , ⎯ Θ Π ΝΥΑ ⊥ / Σ 一 Π Π: 9, ⎯ Θ ∀ [ , ΥΑ ⊥ / Σ 一 Π Π Ξ [ − ⎯ : : _ Υ
Α ⊥ / Σ 一 Π Π Ν ∗− ⎯ Θ ∀ Π Θ Υ
Α ⊥ / Σ 一 Π Π Ν Ξ‘⎯ Θ ∀川
Α ⊥ / Σ 一 Π Π _ Ξ 。⎯ : : Ξ Υ
Α ⊥ / Σ 一 Π Π“ − ⎯ 9 _ Ν Υ
Α ⊥ / Σ 一 Π Π” − 舟 Θ · Ξ ∴ Υ
Α ⊥ / Σ 一Π Π既 − ⎯ : Θ Ξ Υ
9ΞΠ#Π#Π9ΘΠ
# 9 Π 0
∀# ΠΠ ∀
#Π ℃
9 Π℃
Π Ξ 一 #Π # Ξ 9Π 9 Ξ Θ Π Θ Ξ : Π
# Π Π卜 一 一 — 一 Ο Ο Ο
一 #Π Π 雌 · < 一 ‘范围内 , 两种条件下的降解
常数 分别 为 Π ∀ Π 9 _ 一 Π ∀ _ Ν # 和 Π ∀ #Π # 一
Π ∀ Θ #Ν , 降解半衰期分别为 Ξ ∀ Π[ 一 #∴ ∀ Π_ 和
# ∀ _ ∴ 一 Ξ ∀ _ Ν ≅ ∀ 本研究结果 与以往文献报
道的有所不同 , α+2 ≅ 。等〔Θ】认为厌氧条件
有利于微生物对氯苯类有机物进行还原脱
氯作用 , 从 而 引 起 化合物 的 降解 ∀ 37 8 ,
等β “ χ证明了厌氧条件下 # , 9 , : 一三氯苯的
还原脱氯过程在热力学上的可行性〔‘: χ ∀ 尽
管如此 , 本研究结果却并未 发现厌氧条件
对 # , 9 , : 一三氯苯的促进作用 , 相反好氧降
解反而比厌氧降解迅速得多 ∀ 这种差异可
能来 自于微生物种群类型的不同 ∀
表 Θ 好氧条件下 ∗ , 9 , :0 三板苯的降解方程和降解半衰
期
4 + , , Μ/ Θ = / < 2 + ≅ + −7! 6 /δ + −7! 6, + 6 ≅ 5 +∗>0 ∗7ς /, ‘, > ∗ , 9 , : 0
4 Α Β 76 腑 ## 6 ≅ / 2 + / 6 下57 Ε / ! 6 ≅ 7− 7! 6
ε Β Α = φ
丫八人砂‘月Πγ’
#Π 9Ξ Α 二 / Σ 一 ∃ ∗! / , 十 Θ #Ξ: Υ 9 Π : ∀ Ξ Θ
#Π ΞΠ Α ⊥ / Σ 一 Π #Π , 七十 Θ _Π _ Υ 9 Π Ξ ∀ _ Ν
#Π #Π Π Α 二 / Σ 一 Π Θ: Ν 七十 : ΞΞ Ξ Υ 9 Π 9 ∀ Ν Θ
9 Π 9 Ξ Α ⊥ 。Σ 一 Π 9 Ξ∴ , ⎯ Θ Π #Ξ Υ # Ν # ∀ _ ∴
9 Π ΞΠ Α ⊥ / Σ 一 Π 9 Θ∴ − 十 Θ ∴笼: Υ # Ν 9 ∀ ∴ #
9 Π # ΠΠ Α 二 / 叹一 Π 9 [Θ , 十 : η _ Υ # Ν 9 ∀ : Π
Θ Π 9 Ξ Α ⊥ / − 一 Π 9 9: − 十 Θ 99 ∴ Υ # Ν Θ ∀ # Ξ
Θ Π Ξ Π Α 二 / Σ 一 Π 9 , [ , 十 Θ ∴ #_ Υ # Ν 9 ∀ [ 9
ΘΠ # ΠΠ Α ⊥ / Σ 一 Π Θ #Ν −十 : ΞΘ ∴ Υ #Ν # ∀ ∴ _
ε 1 培 养 温 度 4 / 6 ∗? / 2 + − 2/ Σ ℃ Υ , Β 1 投加 浓 度 ε ≅ ≅ / ≅
/ ! 6 / / 6 − 2 + − ,! 6 Σ 拜< · < 一 ’Υ , Α 1 降解方程 φ δ + −7! 6 ∀ = 1 自由度
Ι 6 飞. / 2 ! > !坛 / 2 ς + − 7! 6 , φ 1 降解半衰期 ι +∗ >一 ∗, >/ 七≅ Υ ∀
# , 9 , : 一三氯苯的降解服从一级反应动
力学 ∀ 在开始的几天内降解反应相对较快 ,
随着浓度的降低速率逐渐减缓 ∀ 这一现象
%− ∀灿·助轰(一ϕ_月巴扮寸∀Ι#℃ !Γ0巴&。吕Ν侧说名于璐0ι哪∀#
培养时间 Ρ6 / . + −7! 6 − 726 / Σ≅ + Τ , Υ
图 : 好氧条件下土壤中 # , 9 , : 一三氯苯在不同温度下的
降解动力学
;7< ∀ : =/ < 2 + ≅ + − ∗! 6 ≅ Τ 6 + 8 7/ , ! > # ∀ 9 , : 一4 Α Β Μ 6 瀚 ,# + −
ς+6 ! , −/ 8 α/ 2+ − 2 / 6 ≅ / 2 + / 2 ! .7/ / ! 6 ≅ 一− 7! 6 ∀
# 期 何耀武等 : ≅ , ; , # 一三氯苯在土壤中的降解
在其它研究中也有报道 [<6 , ·川 6
研究结果说明 , 无论其氧气条件如何 ,
, ; , # 一三氯苯初始浓度升高有利于 , ; , # Ζ
三氯苯的降解 6 其原 因是微生物在降解过
程中以 , ; , # 一三氯苯为底物 , 在未达到其
毒性耐受限度时 , 高浓度的 , ; , # 一三氯苯
会使培养初期微生物个体数量增加 , 降解
速率加快 , 导致降解半衰期缩短〔‘; 〕6 此外 ,
微生 物 在 土 壤 中 并 不 是 均 匀 分 布 的 6
∋ Ι? Ο Ι≅ 等认为土壤中的微生物群落大部
分与植物根系共存或处于根际圈 [∴ 6 即使
在没有植物介入 的土壤中 , 微生物也大都
以许多孤立群体存在于土壤有机质中, 虽
然土壤有机质占土壤颗粒表面的比例不超
过 巧 , 却有占土壤总含量的 7! 的微生
物与其相关联 [’∴ , 这些微生物约覆盖土壤
有机质表面的 ! 6 ; [‘, “∴ 6 这样 , , ; , # 一三
氯苯在土壤中的局部浓度便成为影响降解
的关键因素 6 在投药初期 , 微生物群落可以
直接接触到污染物并使之迅速降解 , 同时
以其为物质和能量来源进行 自身的分裂与
繁殖 , 导致个体数量增大 , 降解速率加快 ,
此时表现为降解反应动力学曲线的初期 6
然而随着降解速率的急剧增加 , 群落周围
的 , ; , # 一三氯苯局部浓度迅速降低 , 只有
当吸附于其它表面的污染物经复杂的吸附
一 解吸及扩散作用到达微生物可及范 围
时 , 才会被降解 , 扩散速率成为降解过程的
一个限制 因素「‘, ‘, ∴ , 使降解过程减缓 , 此
时表现为降解动力学 曲线的后期 6 有报道
认为扩散作用的影响会使降解过程偏离一
级反应动力 学 〔‘。∴ , 但在 本 研究中尚未观
察到 6
, ; , # 一三氯苯的降解对温度表现出较
强的敏感性 6 在 ! 一 < ! ℃ 范围内 , 温度升
高促使降解反应加快 , 这是 由于温度升高
使有机物粘度降低 , 挥发性增大 , 水溶性减
弱 , 生物可利用性增强 Β更主要的是随着环
境温度逐渐接近于微生物生 长的最适 温
度 , 微生物酶活性大大提高 , 代谢增强 [;∴ ,
使 , ; , # 一三氯苯的降解速率加快 6
# 结 论
, ; , # 一三氧苯在土壤中的降解研究表
明 , 它在土壤中的降解作用相当迅速 , 在
厌氧和好氧条件下 , 其降解半衰期分别为
= 6 ! ∀ 一 6 ! > ? 和 6 > 一 = 6 > 7 ? 6 , ; , # 一三
氯苯在土壤 中的好 氧降解 比厌 氧降解迅
速 6 降解半衰期的长短取决于 , ; , # 一三氯
苯的投加浓度和温度条件 6 在 ;= 一 ! ! 拌Α’
Α 一 ‘范围内, 投加浓度越高降解速率越快 ,
降解 半衰 期越 短 , ! ℃ 和 ; !℃ 时快得多 , 证明了初始浓度和
温度对有机物的降解的影响 6
参考文献
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东北亚及毗邻地区资源 、环境与持续发展国际会议在沈阳召开
由中国科学院沈阳应用生态研究所 、俄罗斯科学院太平洋地理研究所 、沈阳市科学技术协会共同主
办的“东北亚及毗邻地 区资源 、环境与持续发展国际会议”于 7 年 > 月 ; 日一 ; 日在沈阳召开 6 会议
为期 # 天 , 共有 篇学术论文进行了大会交流 6 ;7 篇进行了分组报告 , 与会代表针对本国本地区的地域
特色以及各自的专业特长 , 就资源现状环境质量和社会经济持续发展技术 、方法与战略等问题开展了充
分而热烈的讨论 , 达到了会议拟定的交流研究成果 、发表不同学术见解 、探讨持续发展对策与战略 、确立
今后学术交流与合作 目标的 目的 , 并就东北亚及毗邻地 区资源环境与生态等方面存在的问题与今后的
努力方向达成了共识 6
会议共收到论文近 ! ! 篇 , 其中编人论文集 >! 篇 , 包括全文 < 篇 , 摘要 #∀ 篇 6 作者多为在东北亚
地区长期从事研究的中青年科学家 , 文章内容涉及生态学 、 国土规划 、 自然资源开发与管理 、环境与保
护 、持续发展等许多学科领域 6 从山区持续发展的生态制图 , 物种栖息地适宜性的评价 , 海岸带生态系统
的海洋水文动态模型到土地质量和适宜性评价 Β 风景区综合经济效益的计算 Β 景观格局的时空分析 Β 水
资源及水污染等环境问题 Β 森林经营管理到生态工程污染物土地处理 Β从林业发展到流域管理 Β 从环境
吸污纳污能力到旅游资源评价等 , 显示了该地区在与持续发展有关方面的研究的广度和深度 6
会议决定成立东北亚资源环境及持续发展行动委员会8. ∃ − () 29 , 其成员由来 自 > 个国家8中国 、
日不 、俄罗斯 、朝鲜 、南韩 、美国 、加拿大 、蒙古 9的 巧 名科学家组成 , 中国为首届王席国 , 王庆礼被推选为
执行委员会主席 6 行动委员会的主要任务是 : 6 确定并发起与东北亚持续发展有关的合作研究 Β ; 6 组织
并实施有关的研究项 目 Β < 6 组织与资源保护环境治理区域持续发展相关的各种国际会议 Β # 6 向各国际组
织申请科研经费 6
会议还 决定 ∀ 年春夏季在俄罗斯的 Ψ ϑΔΚ ΔΗΦ ΩΣ ] 召开第一次行动委员会会议 , 并和东北亚环境讨
论会 8∋ ( . ( 09 同步进行 , 会间将讨论第二次东北亚资源环境与持续发展学术讨论会事宜 , 讨论行动委
员会的具体计划 , 并与其他有关组织广泛接触 6 会议将争取国际组织的资助 6 行动委员会可 以是各国的
官方组织也可以是非官方组织 6
根据东北亚及毗邻地 区实际存在的问题 , 会议提出了今后的努力目标 : 6 加强区域生态 、资源生态 、
环境生态 、恢复生态和实验生态学的研究 , 为持续发展提供理论指导 Β ; 6 对不同地区的资源潜力 、环境条
件 、生态状况提供客观判断标准 : < 6 确定不同地区不同环境背景不 同资源类型 的承载能力 Β # 6 发展和实
践持续农业 、持续工业 、持续资源利用的生态理论 6 8本刊编辑部9