再生水利用健康风险暴露评价

结合北京市再生水利用工程,建立了再生水用于公园绿化、道路降尘和冲洗作业时,职业人群和公众的暴露评价方法和评价模型,通过现场调研和监测分析,首次提出了再生水利用暴露人群的再生水日摄入量和终生日均暴露剂量,为健康危险度分析提供定量依据.其中公园绿化职业人群通过皮肤和吸入的日均总摄入量为0.07L/d,公众为0.04～0.05L/d,消毒副产物的日均暴露剂量为:职业人群经呼吸途径终生日均暴露剂量为2.8×10^-7～1.2×10^-5mg·(kg·d)^{-1相似文献}   

城市绿化草坪再生水灌溉对地下水水质影响研究

再生水是城市绿化的良好水源,但其潜在的地下水污染问题不容忽视.本研究基于对地下水及其灌溉水水质的长期监测,探讨了绿化草坪地下水主要理化性质和污染物浓度的变化规律及其与灌溉用水水质的关系.连续5 a的监测结果表明,再生水氨氮超出用于城市绿化的城市杂用水水质标准（GB/T 18920-2002）,总氮偏高,二者变化范围分别为0.05～65.4 mg·L-1和2.56～78.0 mg·L-1,平均值分别为12.0 mg·L-1和28.3 mg·L-1.使用自来水灌溉,地下水水质指标正常,波动不大;用再生水灌溉草坪（冬末初春4个月未浇）对地下6 m浅井水质影响明显,对20 m深井水质影响不明显,主要变化表现在硝态氮浓度值升高.浅井地下水硝态氮浓度与灌溉的再生水溶解态氮呈滞后的显著正相关性,表明用再生水灌溉草坪可能会引起地下浅层水硝态氮污染.因此,需要根据城市绿化用水量大的特点,进一步完善再生水回用标准,避免再生水回用造成新的环境污染风险.     

头孢噻肟钠对斑马鱼SOD活性、MDA含量及DNA损伤的影响

研究了不同浓度头孢噻肟钠溶液暴露15 d对斑马鱼肌肉组织中超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)和磷酸化组蛋白H2AX(γ-H2AX)含量的影响.结果表明,低浓度组(1、5 mg·L-1)暴露时,斑马鱼肌肉组织SOD活性呈现不规则变化;随着暴露浓度增加(25 mg·L-1),SOD活性在实验初期(3 d)被抑制,后期逐渐被诱导,并在12 d达到峰值;高浓度(125 mg·L-1)头孢噻肟钠显著抑制了鱼体内SOD活性,6 d时活性达到最小值.进一步测定了斑马鱼肌肉组织中MDA含量的变化,发现其与SOD活性呈负相关性,且在1 mg·L-1和125 mg·L-1暴露时尤为明显.在所选暴露浓度,斑马鱼肌肉中γ-H2AX含量均呈现先升高后降低的变化趋势.1、5、25 mg·L-1浓度组在6 d时达到峰值,125 mg·L-1浓度组在9 d时达到峰值.随着暴露时间的增加,γ-H2AX含量均降至空白水平,表明鱼体对产生的DNA损伤有自我修复功能.本研究表明,斑马鱼对头孢噻肟钠的氧化胁迫反应可能是导致其DNA损伤的重要机制之一.     

水体BTEX污染对大型溞和霍普水丝蚓的毒性效应及水环境安全评价

以大型溞(daphnia magna)和霍普水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)为受试生物,研究了甲苯、乙苯和二甲苯等苯系物(BTEX)的水生生态毒性效应.结果表明,3种污染物对大型溞和霍普水丝蚓毒性影响呈明显的剂量-效应关系,且毒性作用随暴露时间延长而增加.水体中甲苯、乙苯和二甲苯污染对大型溞的24h EC50分别是172.1、50.1和63.6 mg·L-1,48h EC50分别是136.9、42.9和50.3 mg·L-1;对霍普水丝蚓的24hLC50分别是194.8、71.9和88.0 mg·L-1;48h LC50分别是185.2、46.8和75.6 mg·L-1;96h LC50分别是170.4、38.8和71.9 mg·L-1.根据3种污染物对2种受试生物的毒性试验结果,预测水体中甲苯、乙苯和二甲苯的安全浓度sc分别为13.7、3.9和5.0 mg·L-1,最大允许浓度MPC分别为1.4、0.4和0.5 mg·L-1.     

再生水雾化导致的病原微生物暴露剂量计算方法研究

呼吸吸入是再生水利用过程中病原微生物的主要暴露途径之一.本研究提出了呼吸途径病原微生物暴露剂量的计算方法.首先根据再生水中病原微生物的浓度、喷洒强度和再生水雾化效率因子（雾化效率因子取值一般在0.003～0.01之间）,确定再生水喷洒过程中病原微生物的排放强度.然后参考大气污染物扩散模型计算微生物气溶胶的分布,并考虑病原微生物在环境中的衰减,得出空气中病原微生物浓度.病原微生物的衰减计算与其自身衰减因子和环境影响因子有关.根据微生物种类的不同,其在空气中的衰减因子在-0.23～0 s^-1之间,而环境对微生物的影响因子在0.016～73之间.最后结合呼吸速率和暴露时间求得呼吸途径的暴露剂量.根据易感人群年龄、性别和活动强度的不同,日平均呼吸速率在4.5～17 m³·d^-1之间,小时平均呼吸速率在0.3～3.2 m³·h^-1之间.本研究提出的方法可直接用于计算再生水利用于农业灌溉、园林绿化以及水景喷泉过程中因再生水雾化导致的病原微生物暴露剂量.     

水介质中C60纳米晶体颗粒与Cu2+对小鼠腹腔巨噬细胞的复合毒性研究

为考察C60纳米晶体颗粒和Cu2+复合体系的生物毒性,本文以小鼠腹腔巨噬细胞RAW264.7作为受试对象,研究了C60纳米晶体颗粒物(n C60)和Cu2+对RAW 264.7的复合毒性影响.结果表明,当单独暴露n C6024 h,n C60浓度为6.6 mg·L-1时,细胞活性降低了45%,n C60浓度为9.9 mg·L-1时,细胞活性降低了70%,表现出剂量-毒性效应和时间-毒性效应.水中出现Cu2+可以降低n C60的细胞毒性,当Cu2+浓度为2 mg·L-1,n C60浓度为6.6 mg·L-1时,细胞的活性降低至25%,当Cu2+浓度为5 mg·L-1,n C60浓度为9.9 mg·L-1时,细胞的活性下降至15%.研究表明,n C60表面能够吸附Cu2+,并且吸附符合Langmuir吸附等温模型.n C60纳米晶体颗粒表面对Cu2+的吸附,可能是n C60对细胞毒性降低的重要原因.     

环境物质稀土多元复合肥对玉米根尖细胞DNA的损伤

有关对稀土多元复合肥(RE-MECF)的卫生毒理研究较多,但对其遗传毒理研究报道较少.在此,采用了单细胞凝胶电泳技术,探知RE-MECF对玉米细胞DNA是否会产生损伤,以期引起注意.用不同梯度浓度的RE-MECF对农作物玉米进行染毒6 h后,将玉米根尖细胞制备成原生质体,再进行单细胞凝胶电泳,确定对DNA损伤并探讨其剂量-效应关系.结果显示,质量浓度为10 mg·L-1剂量组与阴性组比较没有显著性差异;质量浓度在102～103 mg·L-1剂量范围内彗星细胞的头长随着剂量的增加而缩短,而尾长随着剂量的递增而增长.与阴性组比较存在显著性差异,DNA拖尾率、损伤率随着剂量的增加相应升高;质量浓度在104mg·L-1剂量组彗星的头长和尾长与阴性组相比皆无显著性差异.实验结果表明:RE-MECF对玉米根尖细胞DNA具有一定的损伤作用.     

三氯异氰尿酸与盐酸环丙沙星对蛋白核小球藻的毒性效应

测试了典型渔药三氯异氰尿酸(Trichloroisocyanuric acid,TCCA)、盐酸环丙沙星(Ciprofloxacin hydrochloride,CPFX)对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的急性毒性及其Ⅰ相、Ⅱ相代谢酶活性的影响.结果表明,TCCA和CPFX作用小球藻96h后EC50分别为0.31 mg·L-1和20.61mg·L-1.TCCA在低浓度下对小球藻Ⅰ、Ⅱ相代谢酶GSH、GST、CAT和EROD都存在诱导作用,当TCCA浓度大于0.13 mg·L-1时,对GSH、GST和EROD的诱导减弱.GSH、GST、EROD三种酶对CPFX作用的响应较弱,当CPFX大于70.20mg·L-1时,GST受到显著抑制,而EROD则明显升高,与对照组差异显著,GSH没有明显变化.CAT对CPFX作用的响应较敏感,表现为典型适应性诱导现象"钟形曲线",适合作为CPFX暴露的生物标记物.     

沙颍河流域典型癌病高发区居民硝酸盐和亚硝酸盐暴露及健康风险

为了解沙颍河流域典型癌病高发区居民硝酸盐和亚硝酸盐暴露状况和健康危害,通过采集饮水和蔬菜样品,调查和计算不同人群硝酸盐和亚硝酸盐暴露途径和暴露剂量,对居民硝酸盐和亚硝酸盐暴露的健康风险进行评估.结果表明,受到沙颍河污染的影响,饮水和蔬菜暴露剂量中,癌病高发村庄居民雨季硝酸盐暴露剂量的54.57%和亚硝酸盐暴露剂量的93.77%来自饮水.癌病高发村庄、镇区和其他村庄居民饮水及蔬菜的NO_3~--N年均暴露剂量分别达到2.052、1.457和1.028 mg·kg~(-1)·d~(-1),均超过了0.836 mg·kg~(-1)·d~(-1)的日允许暴露剂量(ADI),癌病高发村庄居民雨季的NO_3~--N最高暴露剂量达到4.594 mg·kg~(-1)·d~(-1),健康风险达到4.11×10~(-8)a~(-1),存在明显的硝酸盐暴露健康风险.除癌病高发村庄居民在旱季存在饮水亚硝酸盐直接暴露的健康风险外,研究区居民饮水和蔬菜亚硝酸盐直接暴露的健康风险总体上不明显.癌病高发村庄居民硝酸盐及亚硝酸盐暴露的健康风险明显高于区内其它居民.硝酸盐是癌病高发村庄居民健康风险的显著危害因子,较高的硝酸盐暴露剂量及其在体内的转化,可能成为癌病高发的因素之一.     

DO浓度对生活污水硝化过程中N2O产生量的影响

为确定污水脱氮过程中最优的DO浓度和曝气方式,以提高污水处理效率,降低N2O产生量,采用实际生活污水应用小试SBR反应器,重点考察了不同DO浓度条件下,硝化效率和硝化过程中N2O的产生量.结果表明,当DO浓度恒定为0.4mg·L-1时,虽然硝化过程所消耗的能量最低,但其氨氮氧化的速率较低.提高DO浓度,氨氮氧化速率可随之升高.低氨氮生活污水硝化过程中仍有N2O产生.DO浓度为0.4 mg-L-1和0.9 mg·L-1时,污水N2O产生量(以N计)分别为1.5 mg·L-1和1.6mg·L-1;而DO浓度为1.5 mg·L-1和2.0 mg·L-1时,N2O产生量则分别降低至0.5 mg·L-1和0.4 mg·L-1.当DO浓度高于1.5mg·L-1后,继续提高DO浓度,氨氮氧化速率升高的速率变缓,同时N2O产生量大幅降低.因此,从提高污水脱氮效率节能降耗和控制N2O产生量2个角度考虑,生活污水脱氮过程中控制DO浓度在1.5 mg·L-1较为适宜.     

用于地下水回灌的再生水预处理工艺研究

将再生水回灌到地下含水层前,需对再生水进行预处理,以防止污染地下水.本研究比较了5种不同的再生水深度处理技术(超滤、臭氧、磁性离子交换树脂(MIEX)及超滤和臭氧、MIEX和臭氧两套组合工艺)对城镇二级出水的净化效果,并通过分析5种工艺对含水层净化效果的影响,评价其作为回灌预处理的可行性.针对再生水中的有机污染物溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)及比吸光度(specific ultraviolet absorbance,SUVA),MIEX(投加量为5 mL.L-1)能够去除20%的DOC和10%的SUVA;UF对DOC的去除率低于10%,对SUVA无显著去除效果,单独UF和MIEX预处理对后续含水层对再生水DOC的去除无促进作用;与此不同,臭氧[投加量(O3/DOC)为0.6 mg.mg-1]及其组合工艺对二级出水SUVA的去除率达60%～79%,能显著提高再生水的可生化性,强化土壤对回灌水中有机物的去除效果,使最终出水的DOC降低至1～2mg.L-1.针对再生水中的N素,MIEX(5 mL.L-1)能去除再生水中25%的NO3--N,臭氧能去除再生水中72%的NH4+-N.土壤处理能有效地去除NH4+-N,使出水浓度均在0.5 mg.L-1以下,但对NO3--N无显著去除效果.综合对比分析,在再生水回灌的预处理工艺中,需重点考察预处理对再生水中有机物和NO3--N的去除效果.臭氧和MIEX的组合工艺,能显著提高二级出水的可生化性,并去除部分溶解性有机物及NO3--N,与后续土壤处理具有较好的互补性,较适合用作地下回灌前处理工艺.     

A~2/O-曝气生物滤池工艺处理低C/N比生活污水脱氮除磷

以低C/N比实际生活污水为研究对象,重点考查了A2/O-曝气生物滤池生化系统的脱氮除磷特性.同时,考虑到A2/O工艺的主要功能是除磷及反硝化,而曝气生物滤池则以硝化为目的.因此,通过缩短A2/O的泥龄,可将硝化过程从A2/O中分离出去,让曝气生物滤池完成硝化,实现硝化菌和聚磷菌的分离,并解决了硝化菌和聚磷菌泥龄之间的矛盾.试验结果表明,该生化系统可实现有机物、氮和磷的同步去除.在平均C/N比为4.2,内回流比R为250%的条件下,平均进水COD、TN、TP分别为239.9、57.3和5.1mg·L-1,平均最终出水COD、TN、TP分别为34.1、13.3和0.1mg·L-1,去除率分别为85.8%、76.9%和98.3%.曝气生物滤池对氨氮几乎保持了100%的去除率.序批试验表明,反硝化聚磷菌占聚磷菌的比例为40.5%.     

黔西南高砷煤矿区钙镁离子对砷酸根联合生物毒性效应的影响研究

以隆线溞为受试生物,研究了黔西南高砷煤矿区水环境中广泛共存的Ca2+、Mg2+对砷酸根(AsO34-)的生物毒性效应的影响.结果表明,砷酸根单独存在条件下,对隆线溞24、48、72、96h的半致死浓度(LC50)分别为5.9817、5.1800、4.1884、3.2015 mg·L-1.Ca2+(20、60、100mg...     

Inactivation, reactivation and regrowth of indigenous bacteria in reclaimed water after chlorine disinfection of a municipal wastewater treatment plant

Disinfection of reclaimed water prior to reuse is important to prevent the transmission of pathogens. Chlorine is a widely utilized disinfectant and as such is a leading contender for disinfection of reclaimed water. To understand the risks of chlorination resulting from the potential selection of pathogenic bacteria, the inactivation, reactivation and regrowth rates of indigenous bacteria were investigated in reclaimed water after chlorine disinfection. Inactivation of total coliforms, Enterococcus and Salmonella showed linear correlations, with constants of 0.1384, 0.1624 and 0.057 L/(mg·min) and R² of 0.7617, 0.8316 and 0.845, respectively. However, inactivation of total viable cells by measurement of metabolic activity typically showed a linear correlation at lower chlorine dose (0-22 (mg·min)/L), and a trailing region with chlorine dose increasing from 22 to 69 (mg·min)/L. Reactivation and regrowth of bacteria were most likely to occur after exposure to lower chlorine doses, and extents of reactivation decreased gradually with increasing chlorine dose. In contrast to total coliforms and Enterococcus, Salmonella had a high level of regrowth and reactivation, and still had 2% regrowth even after chlorination of 69 (mg·min)/L and 24 hr storage. The bacterial compositions were also significantly altered by chlorination and storage of reclaimed water, and the ratio of Salmonella was significantly increased from 0.001% to 0.045% after chlorination of 69 (mg·min)/L and 24 hr storage. These trends indicated that chlorination contributes to the selection of chlorine-resistant pathogenic bacteria, and regrowth of pathogenic bacteria after chlorination in reclaimed water with a long retention time could threaten public health security during wastewater reuse.     

再生水道路降尘化学污染物的健康风险评价研究

利用健康风险评价的方法,以北京市某再生水利用工程为依托,对再生水用于道路降尘时接触人群的暴露水平和健康风险进行了调查和实验研究,建立了再生水用于道路降尘的健康风险评价模型,提出了再生水对职业人群和公众的暴露参数,对再生水中氯仿等19种主要污染物的健康风险进行了定量评价,结果表明,再生水用于道路降尘职业人群致癌的总危险度为8.47×10^-6;非职业人群致癌的总危险度为3.78×10^-6.     

长期铅暴露对小鼠胸腺微环境阳性选择相关分子表达的影响

为探讨铅暴露对小鼠胸腺微环境阳性选择相关分子表达的影响,将24只健康初断乳21日龄清洁级雄性KM小鼠随机分为4组,分别为对照(蒸馏水)组和低(200 mg·L-1)、中(400 mg·L-1)、高(800 mg·L-1)剂量乙酸铅染毒组,每组6只.采用自由饮水方式进行染毒,连续染毒12周.染毒结束后,采用流式细胞技术检测小鼠胸腺细胞和胸腺上皮细胞阳性选择相关膜分子的表达.结果发现,与对照组比较,各剂量乙酸铅染毒组小鼠胸腺细胞膜分子CD4、CD8、CD28和LFA-1及胸腺上皮细胞H2-A、H2-K、B7和ICAM-1的表达均明显下降,差异显著(p＜0.05);且随着乙酸铅染毒剂量的升高,小鼠胸腺细胞膜分子CD4、CD8、CD28、LFA-1的表达及胸腺上皮细胞膜分子H2-A、H2-K、B7、ICAM-1的表达均呈下降趋势.     

固定化菌体吸附矿山废水中重金属的研究

研究了固定化菌体对矿山废水重金属的吸附性能.结果表明,固定化菌体对重金属有良好的富集性能,投加15g·L-1的固定化菌体,对100 mg·L-1 Cu、50 mg·L-1 Zn的去除率分别可达94.4%、80.6%.废水pH、菌体投加量对固定化菌体的处理效果影响较大,其最佳值分别为3.5、15 g·L-1.经4轮吸附-解吸循环实验,显示固定化菌体可重复利用3次,固定化菌体在使用第3次时,对100 mg·L-1 Cu、50mg·L-1 Zn的去除率分别为67.4%、46.5%.用固定化菌体的流化床工艺处理废水最佳参数为曝气量4.02 L·min-1,处理2h.用固定化菌体的流化床工艺处理矿山废水取得了较好的效果,对于浓度低于10 mg·L-1的重金属,去除率达到了100%,对浓度为579.2 mg·L-1 Fe的去除率也达到了56.6%,表明该工艺具有较好的工业化前景.     

二氧化氯对不同微生物的灭活特性及其对群落结构特征的影响

二氧化氯是一种性能优良、应用广泛的消毒剂,可通过破坏细胞或病毒的组成结构、阻碍细胞代谢等方式实现微生物灭活。在自配水条件下,以二氧化氯投加量×消毒时间计算,二氧化氯剂量在15（mg·min）/L时,可实现对常见病毒（包括肠病毒71型、大肠杆菌噬菌体MS2等）3 log以上灭活率,在60（mg·min）/L时,可实现对常见细菌（包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等）1.5 log以上灭活率,但灭活隐孢子虫卵则需要更高的剂量（如1.9 log灭活率可能需约600（mg·min）/L剂量）;在实际污水厂进水中,30（mg·min）/L二氧化氯剂量只能分别实现0.8 log和0.5 log的大肠杆菌和总大肠菌群灭活率。二氧化氯消毒效果随温度升高显著提升,对于不同微生物,pH的变化对二氧化氯消毒效果的影响可能存在不同,而水中的有机物通常会因消耗二氧化氯而降低消毒效果,但在自然水体中也存在由于天然有机物可能的影响导致消毒效果优于自配水的情况。关于二氧化氯消毒后细菌群落结构的变化研究不多,仅有少量研究涉及市政污水、再生水、饮用水等。二氧化氯消毒一定时间后,悬浮态和生物膜上的微生物均可能出现再生长现象,但再生长过程中这些残生细菌的群落结构变化及其生长分泌特性仍有待研究。     

磁场强化絮凝减缓膜污染的影响因素分析

研究磁场及磁致效应对磁强化絮凝膜过滤工艺(Magnetic enhanced flocculation membrane filtration,MEFMF)处理地表水中膜污染的影响;运用Design-Expert7.0软件进行试验设计,考察了磁化时间、混凝剂浓度和磁粉浓度对磁强化絮凝膜过滤工艺中膜污染变化的影响,结果表明磁化时间、混凝剂浓度以及两者的协同作用是影响磁强化絮凝膜过滤工艺中膜污染的主要因素.磁化时间和混凝剂浓度的协同作用影响着磁絮体的粒径和膜表面滤饼层形态,磁絮凝工艺形成的絮体粒径大且分型维数高,减弱了膜孔堵塞,减缓了膜污染.磁强化絮凝减缓膜污染最佳试验条件是磁化时间为6 min,Fe3O4浓度为8 mg·L-1,FeCl3浓度为44 mg·L-1.