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多氯联苯污染及其生物降解途径

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多氯联苯的环境毒理研究动态

多氯联苯的环境毒理研究动态

多氯联苯的环境毒理研究动态多氯联苯（PCBs）是一类常见的有机污染物，是一种无色、无味、无臭的有机化合物。

它由苯环上连接了多个氯原子而形成，具有良好的耐热性和电气绝缘性，因此在过去被广泛应用于工业生产和农业领域，如电子电器制造业、油漆、农药等。

然而，由于其毒性和环境残留性，多氯联苯已被列为全球范围内的环境污染物，并受到国际社会的广泛关注。

多年来，科学家们对多氯联苯的环境毒理进行了大量研究。

研究发现，多氯联苯具有较强的毒性，对人体和动物的神经系统、免疫系统、内分泌系统和生殖系统等都产生影响。

它会干扰神经递质的正常发挥作用，导致神经传导异常，进而引发神经毒性症状，如头痛、头晕、肌肉颤动等。

多氯联苯还会抑制免疫系统的功能，使人体的免疫力下降，易受感染和疾病的侵袭。

此外，多氯联苯还与内分泌系统密切相关，它具有内分泌干扰物质的特性，可能导致生殖细胞的发育异常，影响发情周期和生殖能力。

这些研究结果表明，多氯联苯对生物体具有广泛的毒性作用，对生态环境和人类健康带来了潜在危害。

随着对多氯联苯环境毒理的研究深入开展，人们对其在环境中的分布和归趋也有了进一步了解。

研究发现，多氯联苯在大气、水体、土壤和生物体中广泛存在，且具有较高的残留性和生物富集性。

在工业生产过程中，多氯联苯可能通过排放进入大气，然后通过大气沉降的方式沉入水体和土壤。

同时，多氯联苯还可以通过沉积和生物富集的方式进入水生生物和陆生生物体内。

由于其生物富集性，多氯联苯在食物链中逐渐积累，并最终进入人体。

这说明了多氯联苯对于生物系统和食物安全的潜在威胁。

鉴于多氯联苯的环境毒理特性和对生态环境的危害，国际社会已经采取了一系列措施来减少和控制多氯联苯的排放和使用。

其中包括禁止和限制多氯联苯的生产和使用、加强环境监测和管理、加强科学研究和国际合作等。

这些措施的实施对于减少多氯联苯在环境中的分布和降低其对生态环境和人类健康的潜在危害具有重要意义。

此外，近年来，人们还开始关注多氯联苯的降解和修复技术研究。

多氯联苯的生物降解探究

多氯联苯的生物降解探究

1 引言生物降解是指有机化合物在生物所分泌的各种酶的催化作用下，通过氧化、还原、水解、脱氢、脱卤、芳烃羟基化和异构化等一系列的生物化学反应，使复杂的有机化学物转化为简单的有机物质。

多氯联苯（polychlorinated biphenyls,简称PCBs）通过废物排放、储油罐泄露和干、湿沉降等过程进入环境中，并通过植物和水生生物进入食物链。

孙红斌刘亚云陈桂珠微生物降解多氯联苯的研究进展[J]。

Chinese Journal of Ecology生态学杂志. 2006 ,25 (12) :1564～1569。

因其高度持久性、半挥发性、生物积累性、亲脂憎水性、长距离迁移性和高毒性, 被列入优先污染物POPs 的首批行动计划名单。

PCBs 即使在极低浓度下也可对人的生殖、内分泌、神经和免疫系统造成不利影响。

对PCBs 污染的修复方法主要包括:高温处理、化学降解、利用紫外光降解和生物降解,其中生物降解法PCB污染的生物修复费用低,降解彻底,不造成二次污染,被认为是最有前景的手段[2] Abramowicz D A. Aerobic and anaerobic biodegradation of PCBs:a review [J]. Crit. Rev. Biotechnol., 1990,10(3):241-251。

2 PCBs的生物降解PCBs根据降解所用的主体可分为微生物降解、植物降解、植物- 微生物联合降解和土壤- 动物联合降解等。

2.1 PCBs 的微生物降解微生物降解PCBs 有2 种方式,一种是无机化,即在好氧或厌氧条件下以PCBs 为碳源或能源,降解的同时满足自身的生长和繁殖的需要;另一种是共代谢,即微生物生长代、谢过程中以另外一种基质作为碳源或能源,同时转化目标污染物[16 ] 。

[ 16 ] Borjia J , Taleon DM , Auresenia J , et al . 2005. Polychlorinatedbiphenyls and their biodegradation [J ] . Process Biochem. , 40 1999～2013.:PCBs 的微生物降解包括厌氧降解和好氧降解。

多氯联苯污染

多氯联苯污染

污染
污染
PCB对环境的污染是在1960年前后研究有机氯农药污染中出现的一组未知色谱峰而发现的，1966年由瑞典的 S.延森研究证实为PCB。以后的研究表明，从1944年前后PCB就明显地污染生态系统，而且污染的严重程度远远地 超出预料。据估计存在于全世界海洋、土壤、大气中的PCB总量达到25～30万吨以上，污染的范围很广，从北极 的海豹、加拉帕戈斯的黄肌鲔，到南极的海鸟蛋，以及从日本、美国、瑞典等国人的乳中都能检出PCB。
毒性
毒性
PCB可经动物的皮肤、呼吸道和消化道而为机体所吸收。消化道的吸收率很高，低氯化物剂量每公斤体重在 100毫克以内，高氯化物每公斤体重在5毫克以内时，经口摄入量的90%可被迅速吸收。60年代以来，因环境污染 引起的家禽和人的PCB中毒，基本上都是由口侵入、经消化道吸收后发生的。PCB被人或其他动物吸收以后，广泛 分布于全身组织，以脂肪中含量最多。PCB对哺乳动物的急性毒性试验表明,按每公斤体重计算的半数致死量为： 家兔8～11克，小鼠2克，大鼠4～11.3克。严重中毒的动物可见腹泻、血泪、共济失调、进行性脱水、中枢神经 系统抑制等病症，甚至死亡。动物长期小剂量接触药物可产生慢性毒作用，中毒症状表现为眼眶周围水肿、脱毛、 痤疮样皮肤损害等。中毒动物的病理变化为肝细胞肿大，中央小叶区出现小脂肪滴和光面内质明显增生。生化测 定表明：PCB对肝微粒体酶有明显的诱导作用，含氯量高的PCB这种作用更为显著。动物繁殖试验发现PCB能影响 大鼠的生育力。PCB对啮齿动物的致癌作用已在开展研究。
氧化技术：氧化技术分为超临界氧化技术、电化学氧化技术、熔融盐氧化技术等。
预防措施
预防措施
一些国家除了禁止生产和使用PCB外，正在研究废弃物的有效处理方法和寻找 PCB的无害代用品。许多国家 规定了人对PCB的容许摄入量。实测表明,每人每日摄入PCB5～20微克（按每公斤体重计），大致是安全的。

多氯联苯概述

多氯联苯概述

多氯联苯概述摘要：多氯联苯具有高毒、难降解、强脂溶和生物累计等特性，被联合国列为第一批持久性有机污染物，本文就多氯联苯的性质、来源、分布及迁移转化、化学转化和国内外的最新研究进展等方面进行了探讨和研究。

关键词：多氯联苯；性质；来源分布；化学转化1多氯联苯简介多氯联苯(PCBs)是广泛存在于环境中的持续性有机污染物,它是以联苯为原料在金属催化剂作用下,高温氯化合成的氯代联苯同系物与商业混合物的混合体系。

PCB 的分子式为C l2H10-m-n Cl m+n(m+n<10),根据氯原子取代数目和取代位置的不同,PCB共有209种同系物。

Mills等对它们进行了编号,从1-209,其中,大概有180种PCB的同系物是以混合物的形式存在【1】。

图1 多氯联苯的分子结构1.1多氯联苯的物理性质根据氯原子取代数目的不同,PCBs的存在状态从流动的油状液体至白色结晶固体或非结晶性树脂,并具有有机氯的气味。

PCBs的Mr在188.7～498.7之间,比重为1.4～1.5 (30℃),密度为1.44g/cm3（30℃），沸点340～375℃。

PCB极易溶解于非极性的有机溶剂和生物油脂, PCBs在水中的溶解度极小,25 ℃的Sw为0.01～0.0001 ug/L,并且Sw值随着氯化程度的增加而减小。

1.2多氯联苯的化学性质PCBs遇高热分解放出有毒的烟气,甚至分解为毒性更大的物质。

它的化学性质稳定,但遇到紫外光会发生反应,能与强氧化剂反应。

Arodorl254不能与强氧化剂共存,它能够攻击一些塑料、橡胶以及涂料等,具有耐热、抗氧化的性质以及耐强酸强碱的攻击等特点【1】。

1.3多氯联苯的环境特性1.3.1长期残留性也称为持久性,PCBs由于化学性质极其稳定,耐热性极强,对于自然条件下生物代谢、光分解、化学降解等都具有很强的抵抗能力,一旦其排放进环境中便会长久存在,且一般条件很难将其分解。

1.3.2生物蓄积性PCBs具有低水溶性且高脂溶性的特点,因而能在脂肪中进行生物蓄积,从而导致其从周围媒介中富集到生物体内,并且通过食物链的生物放大作用在食物链的高营养级达到中毒浓度。

多氯联苯污染及其处理方法研究进展

多氯联苯污染及其处理方法研究进展

其混合物中氯原子质量百分 比含量则是 ４ １ ％。
２ 多氯联 苯对 生物 体和 人体 健 康 的影 响
多氯联苯的化学式 、 物理特性和总 的毒 性与 已经 被禁止的杀虫剂 Ｄ Ｉ Ｙ Ｉ ＇ 都是非常相似的。其在 自然环境 中很难降解 ， 存 留时间较长 ， 可 以通过 大气、 水 的输送 而影响到区域和全球环境。又由于多氯联苯对脂肪具
１ ９ ７ ８ 年， 因多氯联苯 中毒而死亡人数达百余人 ， 确诊患
者累计达 １ ６ ８ ４ 人 。此外 ， 由于被污染了的米糠油 中的 黑油被用做了饲料 ， 还造成 了数十万只家禽的死亡。 １ ９ ７ ０ 年， 美国在大鸥岛（ Ｇ ｒ ｅ ａ ｔ Ｇ ｕ ｌ ｌ Ｉ ｓ ｌ ａ ｎ ｄ ） 上， 首次观
病等。多氯联苯进入人 体后 ， 多积蓄在肝脏等 多脂 肪 的组织中 ， 损害皮肤和肝脏 ， 引起 中毒。初期疹 ， 其后症状转为 肝功 能
下降 ， 全身肌 肉疼痛 ， 咳嗽不 止， 重者发生急性肝坏死 、
肝昏迷等， 以至死亡。食用在 Ｐ ｃ Ｂ ！ 污染了的水体中生
零价金属还原降解多氯联苯的方法在今后应该具有比较好的发展前景。 关键词 ： 多氯联苯 环境污染 还原降解 处理方法
多氯联苯 （ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｃ ｌ ｄ ｏ ｒ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｄ Ｂ ｉ ｐ ｈ ｅ ｎ ｙ ｌ ｓ ， 简称 Ｐ ｃ Ｂ ｓ ） 是
一
字表示多氯联苯混合 中的氯元素质量百分 比含量。例 如： 氯化三联苯 １ ２ ４ ２ ， 就表示联苯分子中的碳原子数 日
成食物油污染。资料记 载， 当时有 １ ２ ０ ０多人 因食用 了
这种受多氯联水 污染的食用油而 中毒 ， 其 中包括很多 儿童。根据估计， 平均每个受害者身体 内摄入了大约 ２ 克多氯联苯。到 １ ９ ７ ３ 年， １ ２ ０ ０ 位受害者 中已经有 ２ ２ 位

土层中多氯联苯(PCBs)的生物降解机制

土层中多氯联苯(PCBs)的生物降解机制

土层中多氯联苯（PCBs）的生物降解机制陆玉梅（环境科学与工程系，北京，2010220151）摘要：本文详细论述了PCBs的厌氧和好氧降解机制，并对表面活化剂在生物降解中的作用进行了总结。

关键词：多氯联苯；生物降解；降解机制。

BIODEGRADATION MECHANISM OF POLYCHLORPBIPHENYL IN SOILLU Yu-mei(Environmental Science and Engineering Department, Beijing,2010220151) Abstract：In this paper, the anaerobic and aerobic biodegradation mechanism of PCBs was discussed in detail. In addition, effects of surfactant inbiodegradation were summarized.Key words：polychlorp biphenyl, biodegradation, biodegradation mechanism.1 引言多氯联苯（polychlorp biphenyl，简称PCBs）是一类以苯为原料，在金属催化作用下，高温氯化成的氯代芳烃，分子式为（C10H10）Cln，根据氯原子取代数和取代位置的不同，理论上共有209种同类物，结构式可表示为：PCBs是一种无色或淡黄色的油状物质，难溶于水，因其具有良好的化学惰性、抗热性、不可燃性、低蒸汽压和高介电常数等优点，被用于作为热交换剂、润滑剂、变压器和电容器内的绝缘截止、增塑剂、石蜡扩充剂、粘合剂、有机稀释剂等重要的化工产品，广泛应用于电力工业、塑料加工业、化工和印刷领域[1]。

PCBs并非自然存在的物质，而是由人工合成的化合物。

人类从1930年开始商业性生产PCBs，主要生产和销售国是美国和日本，我国也有小量生产。

多氯联苯

多氯联苯1、物质的理化常数ＣＡ1336-36-3 国标编号: 61062Ｓ:中文名称: 多氯联苯英文名称: Polychlorinated biphenyls；Polychlorodiphenyls别名: 氯化联苯、PCB分子PCB3：266.5 分子式: C12H10-XClX量:熔点: PCB3：-19～-15℃密度: 相对密度(水=1)1.44/3蒸汽压: 195℃/开杯溶解性: 不溶于水，溶于多数有机溶剂稳定性: 稳定外观与性流动的油状液体或白色结晶固体或非结晶性树脂状:危险标记: 14(剧毒品)用作润滑材料、增塑剂、杀菌剂、热载体及变压器油用途:等2.对环境的影响:一、健康危害侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。

健康危害：本品为高毒性化合物。

有致癌作用。

长期接触能引起肝脏损害和痤疮样皮炎。

使用本品而同时接触四氯化碳，则增加肝损害作用。

中毒症状有恶心、呕吐、体重减轻、腹痛、水肿、黄疸等。

诊断：PCB中毒病人有下列症状：痤疮增皮疹，眼睑浮肿和眼分泌物增多，皮肤、粘膜、指甲色素沉着，黄疸，四肢麻木，胃肠道功能紊乱等，即所谓“油症”。

动物长期小剂量PCB可产生下列症状：眼眶周围水肿、脱毛、痤疮样皮肤损害等。

病理变化为肝细胞肿大，中央小叶区出现小脂肪滴和光面内质网明显增生。

与PCB长期接触的工人，常会发生痤疮皮疹，皮肤色素沉着，呈灰黑色或淡褐色，以脸部和手指为明显。

全身中毒时，则表现嗜睡、全身无力、食欲不振、恶心、腹胀、腹痛、肝肿大、黄疸、腹水、水肿、月经不调、性欲减退等。

化验时可见肝功能异常和血浆蛋白减低。

二、毒理学资料及环境行为急性毒性：LD501900mg/kg(小鼠经口)；PCB3：LD504250mg/kg(大鼠经口)；PCB4：LD5011000mg/kg(大鼠经口)；PCB5：LD501295mg/kg(大鼠经口)；PCB6：LD501315mg/kg(大鼠经口)亚急性毒性：给一组大鼠喂饲PCB5为1g/kg的饲料，动物在喂饲的第28天至53天之间死亡(Tucker&Gabtree，1970)。

多氯联苯在土壤水环境中生物降解过程规律研究

多氯联苯在土壤水环境中生物降解过程规律研究刘凌，崔广柏，郝振纯(河海大学水资源开发利用国家专业实验室)摘要：土壤水环境中的有机污染物多氯联苯(PCB)可以采用土地生物处理的方法进行降解，在综合考虑土壤水环境系统中有机污染物生物降解各分过程的基础上所建立的数学模型，可以预测降解PCB所需的时间、降解程度以及降解结束后被土壤所屏蔽的PCB的量。

数学模型通过美国Alcoa 公司在LTU基地的大型土地生物处理工程得到了验证。

利用数学模型和理论分析，预测了2，3，4和5-Cl-PCB的土地生物处理过程及规律。

关键词：多氯联苯；土地生物处理过程；屏蔽收稿日期：1999-12-27基金项目：国家自然科学基金资助项目(59909003)研究成果。

作者简介：刘凌(1964-)，女，安徽合肥人，副教授，博士有机化合物多氯联苯(简称PCB)是一类具有两个相联苯环结构的含氯化合物，它具有非常优良的物理特性，因而被广泛应用于许多行业之中，如作为变压器的绝缘液体，农药、油漆、润滑油等产品的添加剂，热传导系统的传导介质，以及塑料的增塑剂等等。

多氯联苯在使用过程中，可以通过废物排放、储油罐泄露、挥发和干、湿沉降等原因进入土壤及相连的水环境(简称土壤水环境)中，造成土壤水环境的污染。

目前人们已经发现植物和水生生物可以吸收多氯联笨，并通过食物链传递和富集。

美国、英国等许多国家都已在人乳中检出一定量的多氯联苯。

多氯联苯进入人体后，有致毒、致癌性能，可引起肝损伤和白细胞增加症，并通过母体传递给胎儿，使胎儿畸形，因此对人类健康危害极大，目前各国已普遍减少使用或停止生产多氯联苯。

但是，多氯联苯已使用近40年的时间，由于它用途极其广泛，理化性质稳定，又对人体健康危害较大，因此各国都把多氯联苯列入必须优先处理的污染物名单中，对已存在于土壤水环境的多氯联苯进行处理已迫在眉睫。

土壤水环境中的多氯联苯，目前可以采用的最适宜的处理方法是土地生物处理，因为土壤号称“微生物的天然培养基”，它具有微生物生活最适宜的环境，它能够将多氯联苯降解为环境可以接受的物质，如二氧化碳和水等。

多氯联苯污染土壤的微生物修复

亚急性和慢性毒性
致癌性
致突变性
二、多氯联苯污染土壤的现状
多氯联苯，是一类人工合成的环境异 源有机物。近年来，在我国经济发达的长 江、珠江三角洲某些典型地区调查发现， 农田土壤中多氯联苯组分高达数百个 ppb， 其污染面积多达数千亩之多（藤应等， 2008）。由于 PCBs 在土壤中不断累积 的趋势，严重危害着土壤的生产和生态功 能、农产品质量安全和人类健康（Ren et al.，2007; Wu et al.，2011）。修复土壤 PCBs 污染已成为人们普遍关注的问题， 迫切需要寻找一种廉价、永久高效而且环 境友好的修复方法。
代物、色谱分析内标物、土壤样品
四、土壤样品分析
①的转漏5入涤酸②后酸层液蒸乙胶0入 斗 上 三 调Km静 相 ， 过 发 烷 柱Ol提预中述次节，净止无弃无器洗，H/取先；分，溶沸化分色去水浓涤并乙：加再液乙液腾：层；水硫缩梨用醇称p有向漏醇水向，加相酸至形正溶H取碱斗洗1浴提弃入，钠瓶乙2液为0m5解中涤0回取去再柱数烷15微lgm0左0土残，液流液硫重脱次洗0酸ml正m右l样渣并也碱中酸复水，脱性，l乙，纯于中 将 转解加相 用 ， 定 、至沸烷转化锥加碱 入1以， 水 容 梨入中腾h和入水形入解 分，梨再 洗 至 形2性水50刻，瓶残 液10将形重 瓶25m后浴m0次m度振浓中渣 漏m碱烧复 收，回ol；；管动ll硫，用 斗/解瓶用 集纯加流L将讲中2的酸加中2上收硫 ；化m入碱0正，浓乙，i入；m集酸 再清水1n解乙以缩0后l醇振1用乙；洗 用液的μ上m烷少液静g溶动1醇也用涤 旋分清/o+提L量过置l液21十/洗旋到 转转液液mL硫取正硅分转硫 蒸in 氯水发加联 相入器苯再内浓2以缩标m5至物l0。m2六振ml正氯l摇左乙苯分右烷。液，重漏转复斗入萃1刻取0m度2i次n管后，中静正，置乙定分烷容层提至，取2对0合ml， 并于分液漏斗中待进一步净化处理。

多氯联苯概述

多氯联苯概述摘要：多氯联苯具有高毒、难降解、强脂溶和生物累计等特性，被联合国列为第一批持久性有机污染物，本文就多氯联苯的性质、来源、分布及迁移转化、化学转化和国内外的最新研究进展等方面进行了探讨和研究。

关键词：多氯联苯；性质；来源分布；化学转化1多氯联苯简介多氯联苯(PCBs)是广泛存在于环境中的持续性有机污染物,它是以联苯为原料在金属催化剂作用下,高温氯化合成的氯代联苯同系物与商业混合物的混合体系。

PCB的分子式为Cl2H10-m-nClm+n(m+n<10),根据氯原子取代数目和取代位置的不同,PCB共有209种同系物。

Mills等对它们进行了编号,从1-209,其中,大概有180种PCB的同系物是以混合物的形式存在【1】。

图1 多氯联苯的分子结构1.1多氯联苯的物理性质根据氯原子取代数目的不同,PCBs的存在状态从流动的油状液体至白色结晶固体或非结晶性树脂,并具有有机氯的气味。

PCBs的Mr在188.7～498.7之间,比重为1.4～1.5 (30℃),密度为1.44g/cm3（30℃），沸点340～375℃。

PCB极易溶解于非极性的有机溶剂和生物油脂, PCBs在水中的溶解度极小,25 ℃的Sw为0.01～0.0001 ug/L,并且Sw值随着氯化程度的增加而减小。

1.2多氯联苯的化学性质PCBs遇高热分解放出有毒的烟气,甚至分解为毒性更大的物质。

它的化学性质稳定,但遇到紫外光会发生反应,能与强氧化剂反应。

Arodorl254不能与强氧化剂共存,它能够攻击一些塑料、橡胶以及涂料等,具有耐热、抗氧化的性质以及耐强酸强碱的攻击等特点【1】。

1.3多氯联苯的环境特性1.3.1长期残留性也称为持久性,PCBs由于化学性质极其稳定,耐热性极强,对于自然条件下生物代谢、光分解、化学降解等都具有很强的抵抗能力,一旦其排放进环境中便会长久存在,且一般条件很难将其分解。

1.3.2生物蓄积性PCBs具有低水溶性且高脂溶性的特点,因而能在脂肪中进行生物蓄积,从而导致其从周围媒介中富集到生物体内,并且通过食物链的生物放大作用在食物链的高营养级达到中毒浓度。

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4、全球对PCBs的关注 、全球对 的关注
2001年5月23日签署的瑞典斯德哥尔摩“控制持久性有机污 染物”国际公约中，PCBs成为首批被控制的12种持久性有 机污染物 (Persistent Organic Pollutants，POPs)之一，因此,PCBs 近10年来一直是环境科学研究的热点之一。
2,3-二羟基联 二羟基联 苯双加氧酶
不需辅助因子将羟 基化的底物开环
18
2、3,4-双加氧酶途径及其它途径 、 双加氧酶途径及其它途径
Bedard等发现真养产碱菌(Alcaligenes eutrophus)H850的联苯降解机 d等发现真养产碱菌( 的联苯降解机 理可能是3,4 双加氧酶途径； 3,4理可能是3,4-双加氧酶途径； 1,2-二氢-1,2-二羟基萘脱氯酶可以将3,4-二氢-3,4-二羟基联苯和 可以将3,4 1,2-二氢-1,2-二羟基萘脱氯酶可以将3,4-二氢-3,4-二羟基联苯和 3,4-二氢-3,4-二羟基四氯联苯分别转化为3,4分别转化为3,4 3,4-二氢-3,4-二羟基-2,5,2 ,5 -四氯联苯分别转化为3,4-二羟基联苯 3,4-二羟基四氯联苯。 和3,4-二羟基-2,5,2 ,5 -四氯联苯。 Pseudomonos．sp NCIB10643降解联苯的最终产物为苯甲酸；降解 降解联苯的最终产物为苯甲酸； ． 降解联苯的最终产物为苯甲酸 基因位于质粒上的联苯降解菌Pseudomonos putida的代谢产物中存在3的代谢产物中存在3 基因位于质粒上的联苯降解菌 的代谢产物中存在 羟基苯甲酸和肉桂酸，以及某些放线菌将联苯转为单羟基联苯和2,2 2,2羟基苯甲酸和肉桂酸，以及某些放线菌将联苯转为单羟基联苯和2,2-二 羟基联苯。 羟基联苯。 说明开环位置是联苯结构的3 说明开环位置是联苯结构的3，4位C-C键。
7
2 、高温处理法
分为简单焚烧法、熔融介质法、等离子体法等。 （1）简单焚烧法
通过加入大量的燃料和溶剂几秒钟内升温至1200～1600℃进行焚 烧转化为其他化台物。 缺点：焚烧条件极为苛刻，设备造价高，要消耗大量的燃料和电 能，尾气要求净化或进行二次焚烧；只适用于处理大量、高浓度 的PCBs，易造成二次污染（270～400℃极易生成二恶英）。
“环境生物学”课程专题总结
环境科学专业 092100091 陈军
1
一、多氯联苯的概述
多氯联苯(Polychlorinated Biphenyls ，PCBs)
3 4 5 6 6' 5' 2 1 1' 4' 2' 3'
PCB分为三氯联苯(PCB3)、四氯联苯(PCB4)、五氯联苯(PCB5)、六氯 联苯(PCB6)。 分子式：C12H10-xClx。分子量：PCB3：266.5；PCB4：299.5；PCB5： 328.4；PCB6：375.7
厌氧微生物脱氯反应Fra bibliotek14（4）基因工程菌及真菌 从自然界中筛选的PCBs降解菌株有很多缺陷，可 通过基因构建的方法改造已有的降解菌株以提高其修 复效率。
eg：利用假单胞菌LB400中2,3-联苯双氧酶，2,3-二氢双醇脱氢酶， 2,3-二羟联苯-l,2-双加氧酶及2-羟基-6-苯基-2,4-二烯水解酶的基因 PCBs 构建重组菌株,可降解较宽范围的PCBs同系物。
目前已经分离到的厌氧菌株： Desulfomonile tiedjei， Desulfitobacterium，Dehalobacter restrictus，Dehalospirillum multivoram，Desulforomonas chloroethenica，Dehalococcodes etrtenogenes．Enterobacter MS一1和Enterobacteragglomerans。 13
3
2、PCBs的全球分布 PCBs的全球分布
4
3、PCBs的不良性能 PCBs的不良性能
PCBs 属半挥发或不挥发物质，具有一定的腐蚀性； 具有难降解性、生物蓄积性和远距离迁移性； 具有免疫学毒性、神经毒性、致畸、致突变和致癌性， 对人类健康危害极大。
PCBs对脂肪具有很强的亲和性， 易在脂肪层和脏器累积而几乎 不被排出或降解。含氯原子愈 多，愈易在人和动物体中蓄积， 愈不易排泄，毒性就愈大。进 而通过食物链浓缩产生积累性 中毒。 eg:在鱼类体内浓度累积到几 万甚至几十万倍。 PCBs其毒性主要表现为：影响 皮肤、神经、肝脏，破坏钙的代 谢，并有慢性致癌和致遗传变异 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，几十万只鸡病死；
（2）熔融介质法
用金属、无机盐等介质代替普通焚烧中的空气作为传热及反应介 质来焚烧废物的方法，由于反应在还原条件下进行，不产生二恶 英等物质，排出气体比简单焚烧好。 缺点：大量尾气或废渣需处理，费用较高，难推广使用。
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（3）等离子体降解 利用等离子体作为热源在高达5000～15000℃的高 温下使有机物彻底分解为原子态，冷却后，最终产物 为水、二氧化碳以及一些水溶性的无机盐，降解率可 达99.99％ 以上。 缺点：复杂的设备及高达每吨4000～8000美元的昂贵 费用限制了它的推广应用。
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（3）厌氧微生物降解法 通过催化还原反应把PCBs从高氯转化为低氯或无 氯的物质，进而降解。厌氧降解速率与氯化程度成正 比。 厌氧脱氯共性特点：①脱氯过程需要诱导酶催化；② 诱导酶具有底物专一性；③脱氯微生物在共生群落中 执行脱氯功能并依赖于群落；④脱氯微生物在从还原 脱氯过程中获得代谢能量。
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2、实验思路
芳烃降解微生物的分离； （1）芳烃降解微生物的分离； 分离菌株降解酶系分析； （2）分离菌株降解酶系分析； 纯菌株降解性能定量测试； （3）纯菌株降解性能定量测试； 菌株降解能力生态组合设计； （4）菌株降解能力生态组合设计； （5）混合菌群降解性能优化； 混合菌群降解性能优化； 共代谢对生物降解性能促进影响； （6）共代谢对生物降解性能促进影响； 复合菌系的反应器运行； （7）复合菌系的反应器运行； （8）芳烃降解动力学分析。 芳烃降解动力学分析。
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微生物降解联苯有两条途径： 位加氧和3,4-位加氧，以前者居多。 位加氧， 微生物降解联苯有两条途径：2,3-位加氧和 位加氧和 位加氧 以前者居多。
1、2，3-双加氧酶途径 、 ， 双加氧酶途径
Ahmed等提出，联苯类化合物的生物降解是由双加氧酶攻击2,3位碳所引起的。 从1973年，Gibson等研究拜叶林克氏菌属(Beijerincksa sp.)发现，联苯能被氧化成二 氢二羟基联苯。
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七、课题关联
1、研究目标
从在苯酚、三氯苯酚和三氯联苯等含芳烃物质环境驯化的污泥中分离 从在苯酚、三氯苯酚和三氯联苯等含芳烃物质环境驯化的污泥中分离 苯酚 出多株微生物菌株，测定各自的关键降解酶特性，依据降解机理、 出多株微生物菌株，测定各自的关键降解酶特性，依据降解机理、耐 微生物菌株 关键降解酶特性 降解机理 受浓度、挂膜性能及生态互补等原则建立高效协同的芳香类污染物质 受浓度、挂膜性能及生态互补等原则建立高效协同的芳香类污染物质 的生物降解体系，并进一步将该体系应用到生物反应器完成降解动力 的生物降解体系，并进一步将该体系应用到生物反应器完成降解动力 特征测试，从而建立起一种新的芳香类污染物质的生物降解工艺。 学特征测试，从而建立起一种新的芳香类污染物质的生物降解工艺。
典型的联苯降解途径： 典型的联苯降解途径 联苯双加氧酶(BphA) 催化联苯产生2,3 二氢二羟基联苯，一般在2,3 (BphA)： 2,3①联苯双加氧酶(BphA)：催化联苯产生2,3-二氢二羟基联苯，一般在2,3 位加氧，有时也在3,4位加氧； 3,4位加氧 位加氧，有时也在3,4位加氧； 2,3-二氢二羟基联苯脱氢酶(BphB) 催化为2,3 二羟基联苯； (BphB)： 2,3②2,3-二氢二羟基联苯脱氢酶(BphB)：催化为2,3-二羟基联苯； 二羟基联苯1,2 双加氧酶(BphC) 通过间位断裂生成黄色 1,2(BphC)： 黄色的开环 ③2，3-二羟基联苯1,2-双加氧酶(BphC)：通过间位断裂生成黄色的开环 化合物2 羟基- 酮基- 苯基-2,4-己二烯酸(HOPDA) (HOPDA)； 化合物2-羟基-6-酮基-6-苯基-2,4-己二烯酸(HOPDA)； 水解酶(BphD) 降解成只有一个苯环的苯甲酸 再降解为中心代谢物。 (BphD)： 苯甲酸， ④水解酶(BphD)：降解成只有一个苯环的苯甲酸，再降解为中心代谢物。
图示的途径对Pseudomonas LB400以及许 图示的途径对Pseudomonas putida LB400以及许 多其他细菌都适用。 多其他细菌都适用。 17
两个重要的限速酶
铁氧还原蛋白 含有一个[2Fe-2S]簇电子转移 联苯羟基化 双加氧酶 铁氧还原蛋白还原酶 黄素蛋白或铁硫黄素蛋白。作 为电子传递链 终点加氧酶 由亚基α和β组成共同影响底物特异性。 具有不同的底物特 异性，相互之间没 有同源性。
厌氧（5）厌氧-好氧的联合降解 由于还原脱氯难度随氯原子取代数目的下降而增 加，而氧化酶随氯原子数目的下降越来越容易从苯环 上获得电子进行反应。因此，利用厌氧微生物还原脱 氯生成低氯联苯，再由好氧微生物氧化分解。
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五、微生物降解联苯的代谢途径
微生物降解联苯的特性与联苯分子结构有直接关系。
联苯降解与其它芳香族化合物的降 解过程类似，都要经过开环的过程。 开环过程两种酶非常关键，即芳环 羟基化加氧酶和芳环断裂双加氧酶 断裂双加氧酶。 羟基化加氧酶 断裂双加氧酶
艾氏剂、氯丹、DDT、 艾氏剂、氯丹、DDT、 狄氏剂、异狄氏剂、 狄氏剂、异狄氏剂、 七氯、灭蚁灵、 七氯、灭蚁灵、毒杀 六氯代苯、 芬、六氯代苯、多氯 联二苯、 联二苯、二恶英和呋 喃。
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二、多氯联苯的处理方法