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对于氯酚的生物降解研究,人们发现低氯酚在好氧条件下可以通过开环-脱氯途径有效降解,但四氯酚或五氯酚很难在好氧条件下直接降解。四氯酚或五氯酚在厌氧环境中,通过相应酶的作用,主要通过脱氯-开环途径降解。在以往的氯酚类物质厌氧生物降解研究中,邻氯酚(2-CP)较易降解,而2,4-二氯酚(2,4-DCP)和对氯酚(4-CP)较难降解,这主要是由于其对位氯取代基难以脱除,从而影响氯酚的降解效率。本研究以提高2,4-DCP的厌氧生物降解效率为目的,通过培养驯化获得降解底物氯酚的特征优势菌群,达到强化脱除对位氯取代基的效果,获得2,4-DCP在厌氧生物系统中的高效降解。实验以丙酸钠为主要有机基质,分别建立3个厌氧生化污泥反应系统,第一组投加氯取代基位于邻位的2-CP,第二组投加氯取代基位于对位的4-CP,第三组投加氯取代基位于邻位和对位的2,4-DCP,以求提高特定氯取代基的脱除效果。且通过构建微生物群落,定向加速对位氯取代基的还原脱氯速度,从而加速2,4-DCP的整体降解。紧接着又研究了三种驯化污泥的不同性质,主要包括驯化污泥中微生物脱氯的规律性研究以及构建混合微生物群落的稳定性研究。最后分析了几种微生物群落的组成特征及差异性。结果表明:1)厌氧反应系统稳定运行初期,微生物群落可脱除2-CP、2,4-DCP分子上的邻位氯取代基,2-CP的降解速率为1.62μM/h。其不能脱除4-CP、2,4-DCP分子上的对位氯取代基。第一组,加入2-CP对厌氧污泥进行驯化培养,得到2-CP驯化污泥。其仅能脱除2-CP分子上的邻位氯取代基。驯化稳定后,降解速率从运行初期的1.62μM/h提高到4.3μM/h,但不能有效降解2,4-DCP和4-CP。第二组,加入4-CP对厌氧污泥进行驯化培养,得到4-CP驯化污泥。其可脱除4-CP分子上的对位氯取代基,降解速率可达2.15μM/h。其优先脱除2,4-DCP分子上的对位氯取代基,再脱除2,4-DCP分子上的邻位氯取代基。第三组,加入2,4-DCP对厌氧污泥进行驯化培养,得到2,4-DCP驯化污泥。其优先脱除2,4-DCP分子上的邻位氯取代基,再脱除2,4-DCP分子上的对位氯取代基,2,4-DCP的平均降解速率可达3.4μM/h。由此实现了氯酚厌氧生物降解过程的“定点脱氯”。2)以4-CP驯化污泥和2,4-DCP驯化污泥为基础,构建一种新的微生物群落,可在40h内将95μM的2,4-DCP分子上的氯取代基脱除,脱除率可达到100%。构建的微生物群落将对位氯取代基的脱除速率从2,4-DCP驯化污泥的1.1μM/h提高到2μM/h。由此实现了氯酚厌氧降解过程的“定向加速”。3)4-CP驯化污泥可还原脱除氯酚分子上的对位氯取代基。其可还原脱除氯酚分子上的“对位氯取代基”这一结构,而不局限于对某一种物质(如4-CP或2,4-DCP)有降解作用。其不受氯酚分子上其他位置氯取代基的影响,对2,4-DCP和4-CP分子没有降解倾向性。4)4-CP驯化污泥和2,4-DCP驯化污泥构建的微生物群落,处理2,4-DCP模拟废水,2,4-DCP配水浓度为62μM,水力停留时间为72h。经10个周期后,降解产生的中间产物2-CP、4-CP最大浓度均为20μM左右,无明显变化,其降解途径因此没有改变。由此得出,构建的微生物群落的几种作用菌群并未因基质改变或群落间的相互影响而退化,可长期保持稳定。5)分析三种驯化污泥的生物多样性,可知4-CP驯化污泥的物种组成最丰富,包含1022门微生物类型,与其他两种驯化污泥的重叠度最低,可推测其微生物群落具有一定的特殊性,可能与对位氯的脱除相关。