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科研進展

廣州地化所在PBDEs原位微生物降解研究中取得新進展

  

  多溴聯苯醚(PBDEs)是目前備受關注的持久性有機污染物(POPs)。微生物降解過程是環境中POPs消減的重要途徑,但由于自然環境中污染物來源復雜、微生物降解速度緩慢及傳統定性定量分析方法的局限性等問題,目前對于沉積環境中PBDEs的原位微生物降解過程了解甚少。

  考慮到野外環境體系的開放性及復雜性,開展污染物原位降解過程的研究需要綜合多種研究手段。近期,中國科學院廣州地球化學研究所麥碧嫻課題組曾艷紅副研究員和黃晨晨博士生利用正定矩陣因子分解模型(PMF)、16S rRNA高通量測序技術和單體穩定同位素技術(CSIA)等多技術相結合的方法對典型電子垃圾污染地區沉積物中PBDEs的原位微生物降解過程進行了研究。該研究從PBDEs來源解析、單體穩定碳同位素組成(δ13C)和脫鹵菌群落結構等信息綜合探討PBDEs的原位微生物降解過程,并獲得以下認識:

  模型分析結果表明沉積環境中PBDEs存在脫溴降解來源且隨著沉積深度的增加降解轉化程度增大;沉積物中檢出較高豐度的14種潛在脫鹵功能菌,而脫鹵功能菌中以Dehalococcoidetes為主(34.5-91.0%)(圖1);發現隨著沉積深度的增加PBDEs呈現重碳同位素富集趨勢;PBDE單體穩定碳同位素組成變化(?δ13C)與PBDEs降解信號和脫鹵菌(Dehalococcoidetes)相對豐度呈現顯著正相關關系(圖2)。這些結果表明沉積環境中存在PBDEs的原位微生物降解過程。另外,沉積物中一溴代BDEs和聯苯醚類化合物的檢出,暗示PBDEs在微生物還原降解過程中可被完全脫溴。本研究成果不僅為PBDEs的原位微生物降解研究提供了新的證據,而且對正確評估其自然修復潛力提供科學依據。  

圖1:沉積物鉆孔中潛在脫鹵功能菌的相對豐度變化

 
 
    

圖 2:?δ13C與降解因子5/TBDE(%)和Dehalococcoidetes相對豐度的相關關系

  該項目得到國家自然科學基金、中科院前沿重點項目及廣東省科技項目等資助。相關成果已發表于Environmental Science & Technology。論文信息:

  Chenchen Huang, Yanhong Zeng *, Xiaojun Luo, Zihe Ren, Bin Tang, Qihong Lu, Shutao Gao, Shanquan Wang, Bixian Mai. In Situ Microbial Degradation of PBDEs in Sediments from an E-Waste Site as Revealed by Positive Matrix Factorization and Compound-Specific Stable Carbon Isotope Analysis. Environmental science & technology, 2019, 53-4: 1928-1936.

  原文鏈接:https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.est.8b06110

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