摘要: 十溴联苯醚(BDE-209)是一种常用的添加型阻燃剂，因具有环境持久性、生物蓄积性和生物毒性等特征，已被列入《斯德哥尔摩公约》新增持久性有机污染物(POPs)受控清单中，其引起的环境污染问题受到了广泛的关注。缺氧还原环境（如地下土壤、沉积物等）是... 展开 十溴联苯醚(BDE-209)是一种常用的添加型阻燃剂，因具有环境持久性、生物蓄积性和生物毒性等特征，已被列入《斯德哥尔摩公约》新增持久性有机污染物(POPs)受控清单中，其引起的环境污染问题受到了广泛的关注。缺氧还原环境（如地下土壤、沉积物等）是BDE-209的最终蓄积场所，但是目前人们对于还原环境中BDE-209的自然衰减过程（尤其是厌氧微生物降解）缺乏深入了解，同时亟需建立可适用于还原环境BDE-209污染治理和修复效果评估技术。因此，本论文以典型海岸带沉积物为研究对象，深入研究了缺氧沉积物厌氧微生物降解BDE-209的过程和机制，同时为了有效提高还原环境中BDE-209的降解速率，探究了典型还原修复剂---硫化纳米零价铁(S-nZVI)对BDE-209的还原降解潜力与机制，并建立了一种BDE-209单体稳定碳同位素分析方法，初步应用于S-nZVI对BDE-209的还原降解过程示踪和降解机制推导研究，获得的主要研究成果如下: (1)海岸带沉积物中土著厌氧微生物对BDE-209具有潜在的降解能力，能在90天内降解70％的BDE-209(100mg L-1)。我们通过气相质谱分析鉴定出了35种BDE-209脱溴降解产物，其中20种为新报道的BDE-209脱溴产物。BDE-209及其产物苯环结构上的邻、间、对位溴原子均能发生脱溴，脱溴机率相当，表明BDE-209厌氧降解过程具有更多样化的降解途径。BDE-209的存在导致微生物群落结构显著改变，Acetobacterium、Acinetobacter、Citrobacter、Pseudomonas和Sphaerochaeta的丰度随着BDE-209还原降解速率的增加而增加，表明这些微生物可能对BDE-209的还原脱溴降解发挥了重要作用。 (2)与厌氧微生物降解过程相比，硫化纳米零价铁(S-nZVI)非生物还原降解BDE-209的速率更快，能在2小时内降解99％的BDE-209(2mg L-1)，是一种具有应用前景的地下环境修复材料。本论文系统研究了硫化程度、S-nZVI投加量、BDE-209浓度以及助溶剂比例对S-nZVI降解BDE-209速率的影响。研究发现当S/Fe摩尔比为0.48、S-nZVI投加量为1.0g、四氢呋喃含量为45％，S-nZVI对BDE-209的降解速率常数达到8.83(h-1)，研究结果为S-nZVI应用于地下环境BDE-209的还原降解提供了重要的基础数据。 (3)本论文首次建立了一种BDE-209的稳定碳同位素组成(δ13C)的分析方法。该方法首先利用高效液相色谱法(HPLC)将BDE-209进行分离纯化，再采用离线EA-IRMS测定BDE-209的δ13C值。我们利用该方法分析了两种十溴联苯醚工业品中BDE-209的δ13C值，分别为-27.73±0.17‰和-28.29±0.24‰此外，本论文将BDE-209单体稳定碳同位素分析方法应用于S-nZVI还原降解BDE-209过程中碳稳定同位素分馏效应研究。研究发现随着硫化程度的增加δ13C-BDE-209的分馏效应增加，当S/Fe=0.48时，BDE-209的稳定碳同位素富集系数(εc)最大，达到-3.58±0.28‰。结合降解途径分析，我们推测不同硫化程度会引起BDE-209不同位点的脱溴速率不同，从而会引起碳稳定同位素分馏效应发生变化。总之，该分析方法未来可应用于BDE-209的降解过程示踪、降解机制研究和修复过程的效果评估。 收起