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以生物技術整治戴奧辛汙染
戴奧辛具有頑強性與生物毒性,其中以四氯聯苯戴奧辛的毒性最強,稱為世紀之毒。主要來源是高溫燃燒和化學製程中產生的不純物質,少部分是天然生成,降解戴奧辛毒性是整治環境汙染的大事。
 
 
 
由成功大學、中山大學、中興大學教授組成的研究團隊,針對遭受戴奧辛重度汙染的土壤進行整治時,發現了可以分解多氯戴奧辛的菌株,並初步研發出一套生物復育技術,為艱辛的戴奧辛汙染整治工程帶來重要突破。

戴奧辛是75種多氯戴奧辛化合物與135種多氯呋喃共210種化合物的統稱,由1個或2個氧原子連結一對苯環,且在聯苯結構的8個鍵結位置上含有1~8個數量不等的氯原子所組成。

戴奧辛具有頑強性與生物毒性,主要來源是高溫燃燒和化學製程中產生的不純物質,少部分是天然生成。而在210種化合物中,又以2,3,7,8等4個鍵結位置上分別含有1個氯原子的四氯聯苯戴奧辛的毒性最強,因此稱為世紀之毒。

戴奧辛究竟毒到什麼程度呢?短期暴露在高濃度戴奧辛環境而中毒的人,外表可能出現氯痤瘡與皮膚病變;長期接觸戴奧辛暴露源的人,免疫系統和內分泌系統可能受到影響,甚至正在發育中的神經系統和生殖功能也可能受到損害。最著名的案例是20世紀越戰期間,越南被噴灑含有戴奧辛的橙劑以後,開始出現許多畸形嬰兒和奇怪病症。

因此,降解戴奧辛毒性是整治環境汙染的大事,可是如四氯戴奧辛在土壤中的半衰期超過10年,含有愈多氯原子的戴奧辛愈難降解等許多因素,使得土壤環境中的多氯戴奧辛很難降解。

成功大學環境工程學系副教授吳哲宏帶領的研究團隊,把受到戴奧辛重度汙染的土壤樣本帶回實驗室,以優渥環境刺激土壤裡的細菌生長。結果發現,土壤內的主要戴奧辛同源物(含7~8個氯原子的戴奧辛)濃度會在培養過程中逐漸降低,同時偵測到多氯戴奧辛分解後的代謝物,確認土壤中的細菌已馴化出分解戴奧辛的能力。

接著,把土壤中的細菌分離出來,並篩選出幾個可以在培養液環境中分解戴奧辛的菌株,把它們添入受汙染土壤樣本中。幾周後觀察發現,土壤中的戴奧辛濃度降解效率達60% 以上。

為能了解菌株分解汙染物的潛力,把菌株基因體解碼分析後發現,菌株內有多種降解環狀化合物基因、產生界面活性劑基因,以及抗汞毒性基因物質。值得一提的是,有些菌種是世界首次發現的。

至此,大家都很振奮,立刻設計一套操作策略,並在實驗室內研製一組處理汙染土壤的反應槽系統,定期把菌株和營養加入槽中,再以同樣的控制條件操作幾個月。結果發現,戴奧辛的去除率達70~80%。實驗室的所有研究結果都顯示以生物復育技術處理戴奧辛汙染土壤的可行性,因此依照實驗室反應槽的樣式,在受汙染現場建造一座模型廠進行實地測試。

整治戴奧辛汙染土壤有許多種方法,如高溫燃燒、化學脫氯、鹼性催化分解、紫外線破壞、生物技術等。其中的生物技術對環境相當友善,能讓處理後的土壤生態達到最理想狀態,而且成本低,效率高,因此最令人期待!

然而,發展生物技術須先掌握具有分解能力的菌株,特別是戴奧辛需要複雜菌群的分工合作,才能完全地分解成無毒的物質。吳教授的研究團隊率先注意到反應槽土壤中菌群結構的獨特性,未來希望繼續釐清這些菌群的角色以及相互關係,並完成模型廠的實地測試。
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