Earth Science Frontiers ›› 2021, Vol. 28 ›› Issue (5): 159-166.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2021.2.16
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LIU Zhitong1(), ZHOU Ni2, QIAO Wenjing3, YE Shujun1,*()
Received:
2020-04-20
Revised:
2021-09-15
Online:
2021-09-25
Published:
2021-10-29
Contact:
YE Shujun
CLC Number:
LIU Zhitong, ZHOU Ni, QIAO Wenjing, YE Shujun. Effects of o-nitro-p-methylphenol and o-amino-p-methylphenol on the anaerobic biodegradation of 1,2,4-TCB[J]. Earth Science Frontiers, 2021, 28(5): 159-166.
化学名称 | 分子式 | 化学结构式 | 分子量 | 外观 | 化学性质 |
---|---|---|---|---|---|
邻氨基对 甲基苯酚 | C7H9NO | | 123.15 | 白色结晶粉末,遇空气易氧化变色 | 有刺激性。易溶于氯仿、乙醚、乙醇等有机溶剂。最大溶解度9 983 mg·L-1 (25 ℃) |
邻硝基对 甲基苯酚 | C7H6NO3 | | 152.13 | 黄色结晶块状或浅棕色油状液体 | 有强烈的刺激性气味。易溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。微溶于水,最大溶解度695 mg·L-1 (25 ℃) |
Table 1 Chemical properties of o-amino-p-methylphenol and o-nitro-p-methylphenol
化学名称 | 分子式 | 化学结构式 | 分子量 | 外观 | 化学性质 |
---|---|---|---|---|---|
邻氨基对 甲基苯酚 | C7H9NO | | 123.15 | 白色结晶粉末,遇空气易氧化变色 | 有刺激性。易溶于氯仿、乙醚、乙醇等有机溶剂。最大溶解度9 983 mg·L-1 (25 ℃) |
邻硝基对 甲基苯酚 | C7H6NO3 | | 152.13 | 黄色结晶块状或浅棕色油状液体 | 有强烈的刺激性气味。易溶于乙醇、乙醚、氯仿等有机溶剂。微溶于水,最大溶解度695 mg·L-1 (25 ℃) |
实验组 | 实验瓶编号 | 水土混合液用量/mL | 地下水用量/mL | 电子供体 | 电子受体 |
---|---|---|---|---|---|
对照组 | TCB1 TCB2 TCB3 | 10 | 150 | 无 | 1,2,4-TCB |
TCB+ 邻氨基对甲基苯酚组 | A1 A2 A3 | 10 | 150 | 无 | 1,2,4-TCB+ 邻氨基对甲基苯酚 |
TCB+ 邻硝基对甲基苯酚组 | N1 N2 N3 | 10 | 150 | 无 | 1,2,4-TCB+ 邻硝基对甲基苯酚 |
Table 2 Experimental design for microbial degradation
实验组 | 实验瓶编号 | 水土混合液用量/mL | 地下水用量/mL | 电子供体 | 电子受体 |
---|---|---|---|---|---|
对照组 | TCB1 TCB2 TCB3 | 10 | 150 | 无 | 1,2,4-TCB |
TCB+ 邻氨基对甲基苯酚组 | A1 A2 A3 | 10 | 150 | 无 | 1,2,4-TCB+ 邻氨基对甲基苯酚 |
TCB+ 邻硝基对甲基苯酚组 | N1 N2 N3 | 10 | 150 | 无 | 1,2,4-TCB+ 邻硝基对甲基苯酚 |
实验组 | 实验瓶编号 | 产物 | 44 d后TCB去除率/% | 76 d后TCB去除率/% |
---|---|---|---|---|
TCB | TCB2 | 1,2-DCB; 1,3-DCB; 1,4-DCB; MCB | 93.93 | 96.53 |
TCB3 | 1,2-DCB; 1,3-DCB; 1,4-DCB; MCB | 94.26 | 97.51 | |
TCB+ 邻硝基对甲基苯酚 | N1 | 1,4-DCB; MCB | 0 | 93.81 |
N2 | 1,4-DCB; MCB | 0 | 96.44 | |
N3 | 1,4-DCB; MCB | 0 | 97.20 | |
TCB+ 邻氨基对甲基苯酚 | A2 | 1,4-DCB; MCB | 93.38 | 96.24 |
A3 | 1,4-DCB; MCB | 95.63 | 97.45 |
Table 3 List of 1,2,4-TCB degradation products and removal rates for different experimental groups
实验组 | 实验瓶编号 | 产物 | 44 d后TCB去除率/% | 76 d后TCB去除率/% |
---|---|---|---|---|
TCB | TCB2 | 1,2-DCB; 1,3-DCB; 1,4-DCB; MCB | 93.93 | 96.53 |
TCB3 | 1,2-DCB; 1,3-DCB; 1,4-DCB; MCB | 94.26 | 97.51 | |
TCB+ 邻硝基对甲基苯酚 | N1 | 1,4-DCB; MCB | 0 | 93.81 |
N2 | 1,4-DCB; MCB | 0 | 96.44 | |
N3 | 1,4-DCB; MCB | 0 | 97.20 | |
TCB+ 邻氨基对甲基苯酚 | A2 | 1,4-DCB; MCB | 93.38 | 96.24 |
A3 | 1,4-DCB; MCB | 95.63 | 97.45 |
1,2,4-TCB脱氯速率/(μmol·L-1·d-1) | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
条件 | 样本 | 第1周 | 第2周 | 第3周 | 第4周 | 第5周 | 第6周 | |
TCB | TCB2 | 0.40 | 1.06 | 11.03 | 3.11 | 1.24 | 0.06 | |
TCB3 | 0.60 | 0.81 | 2.82 | 14.16 | 0.05 | |||
TCB+ | A2 | 1.65 | 10.30 | 0.92 | 0.53 | 0.16 | ||
邻氨基对甲基苯酚 | A3 | 5.00 | 8.33 | 0.97 | 0.53 | 0.22 | ||
1,2,4-TCB脱氯速率/(μmol·L-1·d-1) | ||||||||
条件 | 样本 | 第6周 | 第7周 | 第8周 | 第9周 | 第10周 | 第11周 | |
TCB+ | N1 | 0.25 | 1.36 | 9.90 | 4.95 | 0.11 | 0.06 | |
邻硝基对甲基苯酚 | N2 | 0.75 | 7.12 | 7.95 | 0.42 | 0.11 | 0.06 |
Table 4 List of TCB dechlorination rates for different experimental groups
1,2,4-TCB脱氯速率/(μmol·L-1·d-1) | ||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
条件 | 样本 | 第1周 | 第2周 | 第3周 | 第4周 | 第5周 | 第6周 | |
TCB | TCB2 | 0.40 | 1.06 | 11.03 | 3.11 | 1.24 | 0.06 | |
TCB3 | 0.60 | 0.81 | 2.82 | 14.16 | 0.05 | |||
TCB+ | A2 | 1.65 | 10.30 | 0.92 | 0.53 | 0.16 | ||
邻氨基对甲基苯酚 | A3 | 5.00 | 8.33 | 0.97 | 0.53 | 0.22 | ||
1,2,4-TCB脱氯速率/(μmol·L-1·d-1) | ||||||||
条件 | 样本 | 第6周 | 第7周 | 第8周 | 第9周 | 第10周 | 第11周 | |
TCB+ | N1 | 0.25 | 1.36 | 9.90 | 4.95 | 0.11 | 0.06 | |
邻硝基对甲基苯酚 | N2 | 0.75 | 7.12 | 7.95 | 0.42 | 0.11 | 0.06 |
[1] |
RAPP P. Multiphasic kinetics of transformation of 1, 2, 4-trichlorobenzene at nano- and micromolar concentrations by Burkholderia sp. strain PS14[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2001, 67(8):3496-3500.
DOI URL |
[2] | 宋洋, 王芳, 蒋新. 微生物降解1, 2, 4-三氯苯研究进展[J]. 土壤, 2011, 43(3):343-349. |
[3] |
ZOLEZZI M, CATTANEO C, TARAZONA J V. Probabilistic ecological risk assessment of 1, 2, 4-trichlorobenzene at a former industrial contaminated site[J]. Environmental Science & Technology, 2005, 39(9):2920-2926.
DOI URL |
[4] |
FREITAG D, BALLHORN L, GEYER H, et al. Environmental hazard profile of organic chemicals: an experimental method for the assessment of the behaviour of organic chemicals in the ecosphere by means of simple laboratory tests with 14C labelled chemicals[J]. Chemosphere, 1985, 14(10):1589-1616.
DOI URL |
[5] | 甘平, 樊耀波, 王敏健. 氯苯类化合物的生物降解[J]. 环境科学, 2001, 22(3):93-96. |
[6] |
QIAO W J, LUO F, LOMHEIM L, et al. Natural attenuation and anaerobic benzene detoxification processes at a chlorobenzene-contaminated industrial site inferred from field investigations and microcosm studies[J]. Environmental Science & Technology, 2018, 52(1):22-31.
DOI URL |
[7] | 周妮, 乔文静, 叶淑君. 1, 2, 4-三氯苯厌氧还原脱氯过程及荧光增白剂PF对脱氯过程影响研究[J]. 环境科学学报, 2018, 38(10):3954-3963. |
[8] |
ADRIAN L, GÖRISCH H. Microbial transformation of chlorinated benzenes under anaerobic conditions[J]. Research in Microbiology, 2002, 153(3):131-137.
DOI URL |
[9] |
HOLLIGER C, WOHLFARTH G, DIEKERT G. Reductive dechlorination in the energy metabolism of anaerobic bacteria[J]. FEMS Microbiology Reviews, 1998, 22(5):383-398.
DOI URL |
[10] | 瞿福平, 张晓健, 吕昕, 等. 氯代芳香化合物的生物降解性研究进展[J]. 环境科学, 1997, 18(2):74-78. |
[11] | 曹利锋. 基于筛板塔式生物膜反应器强化污染物生物降解[D]. 上海: 上海师范大学, 2019. |
[12] | 滕少香, 盛国平, 刘贤伟, 等. 芳香族硝基化合物的微生物降解[J]. 化学进展, 2009, 21(增刊1):534-539. |
[13] | 丁智晖, 董子萱, 于水利. 难降解有机物质的生物降解技术分析[J]. 当代化工研究, 2018(1):49-51. |
[14] | 王竞, 周集体, 张劲松, 等. 假单胞菌JX165及其完整细胞对硝基苯的好氧降解[J]. 中国环境科学, 2001, 21(2):144-147. |
[15] | 黄爱群. 氯酚/硝基苯厌氧降解体系中微生物种群结构研究[D]. 上海: 同济大学, 2008. |
[16] | 镇达. Pseudomonas putida ZWL73降解4-氯硝基苯的研究[D]. 武汉: 中国科学院研究生院(武汉病毒研究所), 2006. |
[17] | 陈娅婷, 李芳柏, 李晓敏. 水稻土嗜中性微好氧亚铁氧化菌多样性及微生物成矿研究[J]. 生态环境学报, 2016, 25(4):547-554. |
[18] | 李爽, 李晓敏, 李芳柏. Fe(Ⅱ)对反硝化过程及其功能微生物群落的影响[J]. 中国环境科学, 2018, 38(1):263-274. |
[19] |
LI X M, ZHANG W, LIU T X, et al. Changes in the composition and diversity of microbial communities during anaerobic nitrate reduction and Fe(II) oxidation at circumneutral pH in paddy soil[J]. Soil Biology and Biochemistry, 2016, 94:70-79.
DOI URL |
[20] |
MEULENBERG R, PEPI M, DE BONT J A M. Degradation of 3-nitrophenol by Pseudomonas putida B2 occurs via 1,2,4-benzenetriol[J]. Biodegradation, 1996, 7(4):303-311.
DOI URL |
[21] | 张倩, 吕红, 周杨, 等. Pseudomonas sp.HS-2厌氧转化双酚F及疏水性蒽醌类化合物的促进作用[J]. 环境科学学报, 2019, 39(9):2938-2944. |
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