多氯聯(lián)苯在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化

1、多氯聯(lián)苯在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化【摘要】：本文分析了多氯聯(lián)苯在大氣、土壤、水中的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程，論述了多氯聯(lián)苯在環(huán)境中的行為，對(duì)多氯聯(lián)苯的降解特點(diǎn)也作了一定說(shuō)明。【關(guān)鍵詞】：多氯聯(lián)苯遷移轉(zhuǎn)化多氯聯(lián)苯(plychlorinatedbiphenyls,PCBs)是聯(lián)苯在不同程度上由氯原子取代后生成的人工有機(jī)化合物之總稱。因其理化性質(zhì)穩(wěn)定，且難于化學(xué)或生物降解，所以PCBs在工業(yè)上的大量使用造成其在環(huán)境中的廣泛分布和積累。據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，PCBs在全球環(huán)境中的積累量約為30萬(wàn)to由于PCBs通過(guò)食物鏈的富積作用具有潛在的毒性和致癌性，因此，它們?cè)诃h(huán)境中的大量存在威脅著人類健康和生態(tài)環(huán)境。目前，多氮聯(lián)苯(PC

2、Bs)是目前國(guó)際上關(guān)注的12種持久性有機(jī)污染物(persistentorganicpollutant,POPs)之一，也被稱為二惡英(dioxins)類似化合物。已成為世人關(guān)注的污染物之一。1、多氯聯(lián)苯的基本性質(zhì)多氯聯(lián)苯是一組由一個(gè)或多個(gè)氯原子取代聯(lián)苯分子中的氫原子而形成的具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的氯代芳煌類化合物，根據(jù)聯(lián)苯分子中的氫原子被氯原子取代的不同方式.PCBs有209種同類物(congener).它們的通式可以表達(dá)為如下結(jié)構(gòu)：其中1Wm+nW10。PCBs的混合物隨氯代程度的增加流動(dòng)性下降，其狀態(tài)由低氯代的液態(tài)變?yōu)楦呗却奶菨{狀或樹脂狀。PCBs的物理化學(xué)性質(zhì)十分穩(wěn)定，它耐酸堿，耐腐蝕和抗氧

3、化性強(qiáng)，對(duì)金屬無(wú)腐蝕作用，耐熱和絕熱性好常溫下PCBs蒸汽壓很小、揮發(fā)性弱，但其蒸汽壓受溫度影響較明顯。PCBs有大的辛醇/水分配系數(shù)(K0w104),顯示出低的水溶性。2、PCBs在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化行為世界上的PCBs自生產(chǎn)以來(lái)估計(jì)有一半以上已進(jìn)入垃圾維放場(chǎng)或被填埋，它們相當(dāng)穩(wěn)定，而且釋放很慢，其余的大部分則通過(guò)下列途徑進(jìn)入環(huán)境：隨工業(yè)廢水進(jìn)入河流和沿岸水體；從密封系統(tǒng)滲漏或在垃圾場(chǎng)堆放；由于焚化含PCBs的物質(zhì)而釋放到大氣中，全千PCBs產(chǎn)品的3580%隨各種廢物被二次排入環(huán)境(11001200萬(wàn)噸)。進(jìn)入環(huán)境中的PCBs由于受氣候、生物、水文地質(zhì)等因素的影響，在不同的環(huán)境介質(zhì)間發(fā)生一系列

4、的遷移轉(zhuǎn)化，最終的貯存所主要是土壤、河流和沿岸水體的底泥。多氯聯(lián)苯在環(huán)境中的遷移、轉(zhuǎn)化過(guò)程(不包括生物相)概念可由下圖表示：（大氣）2.1PCBs在大氣中的轉(zhuǎn)移PCBs污染最初是在赤道至中緯度地區(qū)，然而目前在北極和其它遙遠(yuǎn)地區(qū)都發(fā)現(xiàn)了PCBs的“足跡”，這其中大氣傳輸?shù)淖饔貌豢奢p視。大氣沉降是格雷特湖和其它大的水體中PCBs的主要來(lái)源。據(jù)報(bào)道流入蘇必利爾湖的PCBs有85%90%是來(lái)自大氣沉降，密歇根和Huson湖中的PCBs,其大氣沉降貢獻(xiàn)也有58%63%。PCBs在大氣中的損失途徑主要有兩種，一是直接光解和與OH、NO3：等自由基以及03作用這其中尤以O(shè)H基的作用員為顯著。Anderson

5、等人曾研究了N種PCBs同類物與OH自由基在323-363K溫度范圍內(nèi)的反應(yīng)速率。計(jì)算結(jié)果表明，PCBs由于OH基引發(fā)的反應(yīng)在大氣中的半衰期為234天，而且一般每增加一個(gè)氯原子，其反應(yīng)活性就會(huì)降低一半。Atlas和Giam估1tAroclor1242在大氣中的停留時(shí)間約為190天。Runce等則計(jì)算得到2-氯聯(lián)苯和4-氯聯(lián)苯在夏季午問(wèn)的半衰期為10-25h。經(jīng)計(jì)算，大氣中所有PCBs的同類物的生命周期為3120天，Bunce估計(jì)大氣中的PCBs直接由于光解作用，其半衰期為幾周。由此可見，PCBs各同類物的耗損要受到環(huán)境因素和其理化性質(zhì)的影咱。估計(jì)全世界每年約有0.6%的PCBs由于OH基反應(yīng)而

6、消失。另外，PCBs中氯的取代程度也合影響其光化學(xué)活性。Hutzinger、Sawhney等觀察到，在PCBs的光解脫氯反應(yīng)中，氯含量高的比含量低的PCBs更易發(fā)生光解反應(yīng)且反應(yīng)速度更快。此后，Bunce、Ruzo等的進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，聯(lián)苯的苯環(huán)上鄰位被氯原子取代比間位和對(duì)位被氯原子取代生成的PCBs更具光敏感性，而且PCBs被光解時(shí)，其苯環(huán)上鄰位將優(yōu)先發(fā)生脫氯反應(yīng)。大氣凈化PCBs的另一重要途徑是雨水沖洗和干、濕沉降。通過(guò)這一過(guò)程實(shí)現(xiàn)了污染物從大氣向水體或土壤的轉(zhuǎn)移。疏水性有機(jī)物在大氣中主要以氣態(tài)和吸附態(tài)兩種形式存在。氣態(tài)和顆粒束縛的PCBs都可以通過(guò)干、濕沉降過(guò)程（如氣相吸附、重力沉降、渦流

7、擴(kuò)散等）或雨水淋洗到達(dá)地球表面。PCBs在氣相和顆粒上的分配比例直接影響著它們的去除機(jī)理和半衰期。PCBs的亨禾1J常數(shù)比較低，濕沉降別無(wú)選擇地成為其主要去除機(jī)理。Poster等人研究了降雨中有機(jī)污染物的濃度和分布，結(jié)果表明：雨水中只有9%的PCBs處于真正溶解狀態(tài)，而80%是束縛在亞微顆粒上的吸附態(tài)，由此可以看出，亞微顆粒對(duì)雨水沖刷清洗PCBs的重要作用。而根據(jù)Duinder等人對(duì)德國(guó)大氣樣品中PCBs的分析表明，四氯和六氯代聯(lián)苯PCBs是大氣顆粒物中的主要成分，這是與其蒸汽壓有關(guān)的，低氯代的PCBs的蒸汽壓高于高氯代的，即低氯代的PCBs更易由土壤中揮發(fā)而進(jìn)入大氣，因此，大氣濕沉降對(duì)于去除

8、高氯代的PCBs是有一定作用的。多氯聯(lián)苯在大氣懸浮顆粒物上的分配影響它們的遷移機(jī)制和殘留時(shí)間。Falconer等人通過(guò)兩套實(shí)驗(yàn)技術(shù)分析了芝加哥城市大氣中PCBs的分布形式，從而證明PCBs在城市氣溶膠上的吸附順序與氯的取代位置有關(guān)：多鄰單鄰非鄰(氯取代數(shù)相同的多氯聯(lián)苯)。這是由于它們的液相蒸氣壓相應(yīng)降低，而氣/固分配系數(shù)與蒸汽壓呈負(fù)相關(guān)的緣故。除此之外，多元回歸分析的結(jié)果表明，PCBs在顆粒/氣之間的分配系數(shù)還與苯環(huán)間的二面角有關(guān)，共平面型的PCBs更易于顆粒吸附，從而也更易于通過(guò)濕沉降從大氣中去除。然而，也有人認(rèn)為，無(wú)論是在大顆粒還是小顆粒上，多氯聯(lián)苯的分配系數(shù)都與其憎水性呈弱相關(guān)，這種弱相

9、關(guān)性可以歸因于一定量的多氯聯(lián)苯在大氣顆粒中具有不可交換性.大氣中，PCBs在大顆粒和小顆粒上的吸附能力是不同的.雨水、霧氣中的亞微顆粒物可以強(qiáng)烈地富集大氣中的多氯聯(lián)苯.在降水過(guò)程中，亞微粒子有很強(qiáng)地從大氣中轉(zhuǎn)移PCBs的能力.雨水中多氯聯(lián)苯的濃度可由Henry定律估算，然而估算值總小于實(shí)測(cè)值，這表明多氯聯(lián)苯在雨水中會(huì)達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)。即雨水對(duì)多氯聯(lián)苯具有富集作用。電子顯微鏡顯示亞微粒子對(duì)多氯聯(lián)苯的捕獲是其遷移出氣相的主要途徑。吸附系數(shù)的研究表明，大氣中的粒子比地表水中的粒子對(duì)多氯聯(lián)苯的吸附作用更強(qiáng).因而，盡管大氣環(huán)境中顆粒物濃度較低，雨水對(duì)顆粒物的沖刷是降水過(guò)程中多氯聯(lián)苯轉(zhuǎn)移出大氣的主要機(jī)制。2

10、.2 PCBs在土壤中的遷移土壤象一個(gè)大的倉(cāng)庫(kù)，不斷地接納由各種途徑輸入的PCBs。土壤中的PCBs主要來(lái)源于顆粒沉降，有少量來(lái)源于污泥作肥料，填埋場(chǎng)的滲漏以及在農(nóng)藥配方中使用的PCBs等。據(jù)報(bào)道，土壤中的PCBs含量一般比它上面的空氣中含量高出10倍以上。若按只存在揮發(fā)損失計(jì)，Harner等人測(cè)得土壤中PCBs的半衰期可達(dá)1020年。但在加拿大的北極地區(qū)，盡管溫度很低，實(shí)驗(yàn)田中PCBsAroclor(1254和1260)的半定期也只有1.1年。因而，土壤中PCBs的揮發(fā)除與溫度有關(guān)外，其它環(huán)境因素也有一定影響。Haque等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PCBs的揮發(fā)速率隨著溫度的升高而升高，但隨著土壤中

11、粘土含量和聯(lián)苯氯化程度的增加而降低。通過(guò)對(duì)經(jīng)污泥改良后的實(shí)驗(yàn)田中PCBs的持久性和最終歸趨進(jìn)行的研究表明，生物降解和可逆吸附都不能造成PCBs的明顯減少，只有揮發(fā)過(guò)程員有可能是引起PCBs損失的主要途徑，尤其對(duì)高氯取代的聯(lián)苯更是如此。在實(shí)驗(yàn)室條件下Tucker等人通過(guò)4個(gè)月的觀察，發(fā)現(xiàn)Aroclor1061根難隨濾過(guò)的水從土壤中滲漏出來(lái)，特別是含粘土高的土壤。PCBs在不同土壤中的滲濾序列為：砂壤土粉砂壤土粉砂粘壤土。對(duì)PCBs在土壤中的微觀移動(dòng)起作用的主要是對(duì)流，其有效擴(kuò)散速率D=10-8-1010cm2/s,這表明PCBs在土壤中的遷移性很弱。儲(chǔ)少崗等人實(shí)地測(cè)量了典型污染地區(qū)土壤中不同深度

12、的PCBs含量，亦發(fā)現(xiàn)隨著土壤深度的增加，PCBs含量迅速降低，有力地證明了這一結(jié)論。環(huán)境污染造成多種PCBs同類物的同時(shí)存在.各種同類物具有不同的擴(kuò)散率.PCBs的濃度和組成隨土壤深度變化很大.低氯取代的PCBs在所有的土壤深度都能測(cè)到，而高氯取代的PCBs濃度隨土壤深度的變化幅度則非常大，僅僅在上層土壤可以檢測(cè)到.深層土壤中的高氯取代PCBs含量都低于檢測(cè)限.考慮到PCBs的生物難降解特性，造成這一現(xiàn)象的主要原因可歸因于其物化性質(zhì)的不同.在25c時(shí).不同氯取代數(shù)和取代位置的PCBs溶解度在10-5-10-13moI/l之間，差8個(gè)數(shù)量級(jí)，所以隨孔隙水的遷移性能相應(yīng)差異就比較大.實(shí)驗(yàn)室研究也

13、表明孔隙水中的PCBs以低氯取代的同類物為主.而底泥中的PCBs以高氯取代形式為主.因此低氯取代的PCBs容易隨孔隙水向下遷移。土壤和沉積物可看成由有機(jī)和無(wú)機(jī)組分組成的異質(zhì)性(heterogeneity)結(jié)構(gòu).這種結(jié)構(gòu)上的異質(zhì)性可以影響吸附等溫線的線性以及主要的吸附機(jī)制。從微觀上可以將土壤顆粒分為3個(gè)區(qū)域.第1個(gè)區(qū)域?yàn)楸┞兜臒o(wú)機(jī)礦物質(zhì)，它對(duì)憎水性有機(jī)污染構(gòu)的吸附影響較小。第2個(gè)區(qū)域?yàn)闊o(wú)定形態(tài)有機(jī)質(zhì)，對(duì)腐殖質(zhì)在水中的行為及存在狀態(tài)的研究證明了它們的存在。第3個(gè)區(qū)域?yàn)殚L(zhǎng)期積累的濃縮態(tài)有機(jī)質(zhì)，x射線衍射研究證明了它們的存在。濃縮態(tài)有機(jī)質(zhì)的組成更具有異質(zhì)性，因而，非極性有機(jī)物在其中的吸附比在無(wú)定形態(tài)中

14、更有利。在有機(jī)質(zhì)化學(xué)組成方面，土壤有機(jī)質(zhì)組成是不斷發(fā)生變化的。它們的含氧官能團(tuán)的數(shù)目或增加或減少，大量的含氧官能團(tuán)將導(dǎo)致土壤有機(jī)質(zhì)極性的增加，從而減小了與憎水性有機(jī)污染物的親和力，使吸附容量降低，在吸附劑元素組成與吸附質(zhì)的吸附系數(shù)之間存在相關(guān)性。擴(kuò)散反應(yīng)模型正是基于這種土壤組成的異質(zhì)性提出的.它的中心含意是土壤的吸附過(guò)程形成了連續(xù)或不連續(xù)的系列，吸附質(zhì)在不同類型土壤中的吸附形式可以由簡(jiǎn)單的分配平衡到純粹表面吸附的過(guò)程.異質(zhì)性吸附有兩個(gè)特征：在不同的土壤中，吸附質(zhì)的吸附容量變化很大；吸附等溫線顯示出非線性。由擴(kuò)散反應(yīng)模型可以得出如下結(jié)論：若顆粒中每一個(gè)區(qū)域的吸附都是線性的，那么整個(gè)吸附等溫線也是

15、線性的；若一個(gè)或多個(gè)區(qū)域的吸附是非線性的，那么整條吸附等溫線就會(huì)呈現(xiàn)一定的非線性。由于土壤顆粒的異質(zhì)性(hetemgeneityandmulticomponent),PCBs等憎水性有機(jī)物更易被吸附到與之有較強(qiáng)親和力的區(qū)域中。當(dāng)高親和力的區(qū)域飽和后，這些有機(jī)物才吸附到親和力相對(duì)較弱的區(qū)域，從而產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)吸附。有機(jī)碳含量及土壤顆粒大小對(duì)于多氯聯(lián)苯的吸附也是有影響的Poinke等人指出沙質(zhì)顆粒與細(xì)小顆粒在吸附特性上有明顯差別，Koc對(duì)粒徑的關(guān)系呈鐘形分布，多氯聯(lián)苯在土壤中的吸附過(guò)程為分配過(guò)程，分配系數(shù)明顯地反比于其溶解度。當(dāng)Aroclor通過(guò)土壤中時(shí).它們的滲透作用較弱，類似于色譜作用它們會(huì)被分離.

16、因此Aroclor的分散系數(shù)是隨時(shí)間不斷變化的。各種不同土壤對(duì)多氯聯(lián)苯的吸附能力是不同的.Haque等以56閔/I的Aroclor1254水溶液研究了多氮聯(lián)苯在各種不同類型的土壤顆粒上的吸附.結(jié)果表明，德爾蒙脫砂(delmonte)和硅膠不吸附任何多氯聯(lián)苯；多氮聯(lián)苯的吸附員按草木灰土(woodburn)、伊黎石、蒙脫石、Kadinit土依次減少。多氯聯(lián)苯在土壤中的解吸表現(xiàn)為快但兩步.低氯代的解吸速率局于(Wj氯代。如果在被PCBs污染的土壤中加入表面活性劑，會(huì)有利于土壤中PCBs的光降解。它能促進(jìn)PCBs的脫氯作用，當(dāng)表面活性劑濃度超過(guò)臨界膠束濃度時(shí)(CMC)時(shí)，溶液內(nèi)會(huì)形成膠束，膠束的“籠蔽

17、效應(yīng)”將有利于PCBs的光降解。表面活性劑中的光降解反應(yīng)較為徹底，反應(yīng)的副產(chǎn)物最少。表面活性劑作為PCBs光降解反應(yīng)介質(zhì)研究剛剛起步，對(duì)此還可進(jìn)一步深人研究。在光降解與生物降解的組合技術(shù)方面，由于氯含量高的PCB5難于生物降解卻易于發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，且其光降解產(chǎn)物不會(huì)對(duì)進(jìn)一步的生物降解產(chǎn)生副作用，因此，光降解與生物降解技術(shù)聯(lián)合使用可以彌補(bǔ)彼此的不足之處。對(duì)于這種組合技術(shù)，值得進(jìn)一步關(guān)注和研究。2.3 PCBs在水中的遷移PCBs主要通過(guò)大氣沉降和隨工業(yè)、城市廢水向河、湖、沿岸水體的排放等方式進(jìn)入水體。由于PCBs是一種疏水性化合物，從而決定了其在水中的主要存在方式，除一小部分溶解外，大部分的PC

18、Bs都是附著在懸浮顆粒物上，并且最終格依照顆粒大小以一定的速度沉降到底泥中，然后隨之沉積下去。因此底泥中的PCBs含量一般要較上面的水體高一、兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上。蘇必利爾湖水中的PCBs含量自1980年以來(lái)，一直以一定的速率遞減，匯PCBs濃度已由1980年的2.4ng/l降到1992年的0.18ng/l,12年間共損失PCBs26500kB，這些PCBs又通過(guò)遷移轉(zhuǎn)化分散到其它地方。Jeremiason等人對(duì)此進(jìn)行了研究，認(rèn)為造成這一結(jié)果的主要原因是揮發(fā)過(guò)程的存在。PCBs各種同類物的Kow(104108)和亨利常數(shù)H值(1.7820Pam3/mol)隨氯化程度相差甚遠(yuǎn)，所以其揮發(fā)逸出也相應(yīng)差異

19、很大。Moza等人用同位素標(biāo)記方法證明，低氯取代的PCBs更易揮發(fā)。除揮發(fā)外，底泥沉積一般也被認(rèn)為是去除PCBs的有效途徑。但若比較湖水中的沉淀通量和底泥的積累量就會(huì)發(fā)現(xiàn)，真正通過(guò)底泥沉積去除的PCBs僅占底泥表面通量的一小部分，顆粒束縛的PCBs大部分都參與到再循環(huán)過(guò)程中，因此使得PCBs在環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化問(wèn)題變得更加復(fù)雜。Gschwend等學(xué)者認(rèn)為控制疏水性有機(jī)化合物在水生環(huán)境中歸趨的主要過(guò)程之一是這些有機(jī)物在溶解和吸附狀態(tài)間的轉(zhuǎn)化。PCBs在顆粒物上的吸附程度與顆粒大小和本身的溶解度成反比，同時(shí)與顆粒的有機(jī)碳含量成正比。簡(jiǎn)單的分配模型表明疏水性有機(jī)物在天然顆粒物上的吸附過(guò)程屬于可逆吸附，

20、而且吸附等溫線呈線性。但有兩組觀察結(jié)果對(duì)此提出了質(zhì)疑，首先平衡分配系數(shù)Kp或有機(jī)碳吸附系數(shù)隨著固液比的增加而降低，再有就是一些吸附到顆粒上的有機(jī)分子不能自由地釋放到溶液中，從動(dòng)力學(xué)角度無(wú)法解釋這一現(xiàn)象。一般有機(jī)物在顆粒物上的吸附理論有兩種：一種是表面吸附理論，認(rèn)為有機(jī)物在顆粒物上的吸附是物理吸附，吸附規(guī)律可用Langmuir方程描述；另一種是分配理論，認(rèn)為有機(jī)物在顆粒物上的吸附是在有機(jī)質(zhì)和水兩相間的分配過(guò)程，可用有機(jī)物的正辛醉/水分配系數(shù)和在水中的溶解度估算。這兩種理論都能較好地解釋一些現(xiàn)象，但也有不少爭(zhēng)論。目前有關(guān)PCBs的吸附行為研究進(jìn)行較多的是分配理論。有機(jī)碳吸附系數(shù)K與溶解度S,正辛醇

21、/水分配系數(shù)Kow的關(guān)系可用下式表示：logK=alogSb一或logKoc=clogKowd式中a,b,c,d為常數(shù)，隨吸附環(huán)境的不同而改變，Achman等人根據(jù)格林灣水體中每種化合物的Koc和Kow值得到線T關(guān)系為logKoc=0.2310gKow十4.52。疏水性有機(jī)物在底泥中的遷移過(guò)程主要受有機(jī)碳吸附系數(shù)Koc的影響，系數(shù)及Koc小，則溶解度大，易于遷移，反之及Koc大，大部分束縛在顆粒物上則不利于遷移。Formica等人利用同位紊標(biāo)記方法測(cè)量了PCBs在底泥中的遷移行為，64天后PCBs的遷移深度不超過(guò)1cm,說(shuō)明PCBs的遷移性很弱。隨著工業(yè)的發(fā)展，有越來(lái)越多的化學(xué)品問(wèn)世，水中的化

22、學(xué)物質(zhì)也相應(yīng)越來(lái)越復(fù)雜。這些共存物質(zhì)不僅惡化了水質(zhì)，同時(shí)也改變了其它污染物的環(huán)境行為。最近有關(guān)吸附行為的研究將注意力更多地集中在膠體、共存溶劑、天然有機(jī)物、表面活性劑等對(duì)疏水性有機(jī)物的環(huán)境遷移行為的影響上。這些物質(zhì)理論上在溶液中可以作為第三相與污染物質(zhì)化合，降低其及Koc值，從而促進(jìn)其在底泥中的遷移行為。地球上河流、湖泊和海洋的底部幾乎全部為沉積物所覆蓋，它構(gòu)成地球表層系統(tǒng)中的一個(gè)重要圈層即沉積層。沉積圈物質(zhì)的循環(huán)與全球環(huán)境變化關(guān)系密切，它曾經(jīng)造成某些歷史時(shí)期大氣中氧和二氧化碳含量的急劇變化。底泥中聚集類似PCBs的持久性有機(jī)化合物就象化學(xué)定時(shí)彈一樣，在一定條件下會(huì)釋放出來(lái)，造成不可估量的污染

23、。2.4PCBs在環(huán)境中的生物轉(zhuǎn)化化合物在環(huán)境介質(zhì)中的轉(zhuǎn)化過(guò)程是多介質(zhì)環(huán)境的重要行為，對(duì)化合物的跨介質(zhì)遷移會(huì)產(chǎn)生重要影響。微生物是環(huán)境中化合物生物降解的最重要組成部分。美國(guó)Brown、Bedard等學(xué)者通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究指出，土壤水環(huán)境中的多氯聯(lián)苯可以被土壤固有的微生物降解到一個(gè)濃度不能再低的程度為止，其后，即使維持最佳生物降解條件，但多氯聯(lián)苯在土壤中的降解速度變得非常緩慢，降解幾乎停止。降解后，其滲透性、擴(kuò)散性均大為降低，對(duì)地下水環(huán)境和人類健康的危害風(fēng)險(xiǎn)也大為降低。雖然一些高等生物如植物和動(dòng)物也能代謝某些化合物，但它們對(duì)PCBs在環(huán)境中的轉(zhuǎn)歸作用甚微。PCBs是一類穩(wěn)定化合物，一般不易

24、被生物降解，尤其是高氯取代的異構(gòu)體。但在優(yōu)勢(shì)菌種和其它環(huán)境適宜條件下，PCBs的生物降解不但可以發(fā)生而且速率也會(huì)大幅度提高。A.C.Singer等人對(duì)利用蚯蚓進(jìn)行PCBs污染土壤的生物修復(fù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)蚯蚓的生物混合，使地下土壤中的PCBs的降解率能達(dá)到65%,相對(duì)于人工混合土壤10%的去除率，有明顯的提高，蚯蚓可以改善土壤的透氣性，能促進(jìn)接種菌與內(nèi)層土壤充分混合，有利于土壤中PCBs降解菌的充分作用。有關(guān)PCBs的生物降解在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行得較多，它也是近幾年的研究熱點(diǎn)。Cl原子數(shù)V5的PCBs在實(shí)驗(yàn)室條件下，已經(jīng)證明可以被幾種彳生物氧化成無(wú)機(jī)物，高氯取代(Cl4)的PCBs在有氧條件下則一般被

25、認(rèn)為是持久性的。但也有例外，AlcaligenesY42,PseudomonadSP.LB400和AlcaligeneseutrophusH850,A1caligenesSP.JB1經(jīng)證明都可以將4-6氯取代物降解。Flanagan等人在受PCBs污染的底泥中檢出代謝中間產(chǎn)物氯苯甲酸，充分證明了環(huán)境中PCBs有氧降解的存在。PCBs的生物降解過(guò)程最開始也是最重要的一步是厭氧還原脫氯。氯的三種取代形式o-,m-,p-在一定條件下均可脫去，Rhee等人認(rèn)為還原性脫氯反應(yīng)主要取決于Cl的取代形式而不是取代位置。但也有報(bào)道說(shuō)，還原性脫氯只發(fā)生在某些取代位置處，這或許與各自的優(yōu)勢(shì)菌、反應(yīng)條件等有關(guān)。厭氧

26、條件下的脫氯反應(yīng)時(shí)間一般都比較長(zhǎng)，而且PCBs濃度，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度以及其它物質(zhì)如表面活性劑的存在等對(duì)PCBs的脫氯速率也都有影響。溫度不但可以縮短還原時(shí)間，而且對(duì)脫氯方式和脫氯程度也有一定影響。理論上PCBs通過(guò)無(wú)氧-有氧聯(lián)合處理有可能完全降解成CO2、d0和氯化物等。Fish等人首次在實(shí)驗(yàn)室將無(wú)氧-有氧兩個(gè)階段串聯(lián)運(yùn)行，兩天后Aroclor1242即降解81%,Aroclor1254降解35%。而實(shí)際環(huán)境則是一個(gè)開放的復(fù)雜環(huán)境，PCBs的生物轉(zhuǎn)化由于受光、溫度、菌種、酸堿度、化學(xué)物質(zhì)及其它物理過(guò)程的影響，速度很緩慢，相對(duì)其它轉(zhuǎn)化過(guò)程幾乎可以忽略不計(jì)，因此PCBs的污染難以從根本上消除，它的污染

27、會(huì)給整個(gè)生態(tài)環(huán)境帶來(lái)長(zhǎng)期影響。3、結(jié)論與展望水生系統(tǒng)包括底泥和土壤等是PCBs等疏水性有機(jī)化合物(HOC)參與地球化學(xué)循環(huán)的重要貯存器。隨著第一污染源的消失，它們有可能作為第二污染源將過(guò)去貯存的PCBs再次釋放到環(huán)境中。更為嚴(yán)重的是環(huán)境中沉積的PCBs會(huì)不斷地?cái)U(kuò)散到海洋中，從而導(dǎo)致部分海域生物種群減少，加劇其對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。PCBs的危害已是勿庸質(zhì)疑的，因此，有關(guān)PCBs在土壤及水中的遷移轉(zhuǎn)化機(jī)理的研究還需進(jìn)一步地深入，并需要大力加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)工作，以降低其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。參考文獻(xiàn)：1. WendyA.Ockenden,KnutBreivik,SandraN.Meijer,EilivSteinnes,AndrewJ.Sweetman,KevinC.Jones.Theglobalre-cyclingofpersistentorganicpollutantsisstronglyretardedbysoils.EnvironmentalPollution2003;121:75-80.2. SeijaSinkkonen,JaakkoPaasivirta.Degradationhalf-lifetimesofPCDDs,PCDFsandPCBsforenvironmentalfatemodeling.CHEMOSPHERE2000;40:943-949.3.