生物硫铁复合材料处理含铜废水及机理研究

利用Hungate分离出一株产生物硫铁复合材料(生物硫铁)的硫酸盐还原菌SRB2,考察了投加量、pH值、温度、搅拌速度对生物硫铁处理含铜废水的影响,并分别从化学置换、胞外聚合物(EPS)吸附等途径研究了生物硫铁去除Cu2+的机理.结果表明,生物硫铁投加量越大、温度越高对铜的去除效果最好,在pH4.0、35℃、0.6661g生物硫铁、搅拌速度100r/min时,2min即可使Cu2+去除率达到99.9%以上.化学置换途径在生物硫铁去除Cu2+时占主导地位,10min去除率达90.9%,EPS吸附途径在生物硫铁去除Cu2+过程中不占优势,24h去除率为38%.     

四溴联苯醚对3种典型水生生物的急性毒性

文章采用半静态水质接触急性试验法,研究了2,2',4,4'-四溴联苯醚对小球藻、大型溞、斑马鱼的急性毒性。结果表明,2,2',4,4'-四溴联苯醚对小球藻的96 h-EC_(50)为3.97μg/L,对大型溞的48 h-LC_(50)和96 h-LC_(50)分为1.09 mg/L和0.84 mg/L,对斑马鱼的96 hLC_(50)56.2 mg/L。按照毒性评价的分级标准,2,2',4,4'-四溴联苯醚对小球藻、大型溞、斑马鱼分别为极高毒、高毒、中低毒化学品,其对水生生物的毒性表现为:藻类蚤类鱼类。2,2',4,4'-四溴联苯醚易导致小球藻急性中毒死亡。但由于2,2',4,4'-四溴联苯醚在水中的溶解度极低(15μg/L),因此在自然环境中其不会导致大型溞和斑马鱼的急性中毒死亡。     

纳米Ni/Fe用于去除染料生产废水二级生物处理出水中AOX和色度的研究

用纳米Ni/Fe材料深度处理染料生产废水的生物处理出水,考察了不同Ni负载量(质量分数0~5%)、废水初始p H值(4.1~10.0)、Ni/Fe投加量(1~5 g·L-1)、反应时间(0.5~96 h)下对可吸附性有机卤代物(absorbable organic halogens,AOX)的去除率和脱色率.结果表明,AOX和色度去除率随Ni负载量的增加先升高后减少,随废水初始p H值的降低和Ni/Fe投加量的增加而持续提高.最优化条件为Ni负载量1%、废水初始p H 4.1和Ni/Fe投加量3 g·L-1,该条件下AOX和色度的24 h去除率分别为29.2%和79.6%,96 h去除率分别为50.6%和80.7%.GC-MS分析表明经材料处理后废水中氯代苯胺类、对硝基苯胺、4-甲氧基-2-硝基苯胺及卤代烷烃等有毒有害物质得到高效去除.     

双酚AF暴露对胚胎期和幼鱼期斑马鱼的毒性效应

为明确不同发育阶段的斑马鱼对BPAF(双酚AF)暴露的易感性,采用暴露试验法初步研究了BPAF对胚胎期和幼鱼期斑马鱼的发育毒性. 结果表明:①BPAF暴露可延缓胚胎期斑马鱼的发育和孵化,使其出现心包水肿、卵黄囊异常、心率下降、心脏搏动停止等症状. ②暴露96 h后,ρ(BPAF)为2.0、2.5、3.0 mg/L暴露组胚胎期斑马鱼的畸形率高达100%,暴露24 h致畸的EC₅₀(半数效应浓度)为2.00 mg/L,暴露96 h的LC₅₀(半数致死浓度)为1.84 mg/L. ③暴露72 h后,对照组幼鱼期斑马鱼鱼鳔发育缺陷率为0;除ρ(BPAF)为1.0 mg/L暴露组外,其余BPAF暴露组幼鱼期斑马鱼鱼鳔发育缺陷率为100%. ④随着暴露时间的延长以及中毒程度的加深,幼鱼期斑马鱼出现的中毒症状依次表现为心包水肿、卵黄囊水肿、背脊弯曲、心跳停止,暴露48和72 h时其心包水肿的EC₅₀分别为1.76、1.56 mg/L,暴露96 h的LC₅₀为1.77 mg/L. 胚胎期和幼鱼期斑马鱼对BPAF暴露响应的差异分析显示,幼鱼期斑马鱼对BPAF暴露的反应更为敏感,幼鱼期斑马鱼的心包水肿症状可作为BPAF毒性响应的最佳指标之一.      

苯乙烯对水生生物的急性毒性效应研究

选择标准实验动物大型蚤(Daphina magna)和斑马鱼(Brachydanio rerio),探讨苯乙烯对水生生物的急性毒性效应和苯乙烯对水生生物的安全浓度。试验结果表明:大型蚤和斑马鱼随增加在含苯乙烯溶液中的暴露时间,半致死浓度呈下降趋势,反映大型蚤和斑马鱼对苯乙烯毒性的耐受程度随时间降低。苯乙烯对大型蚤和斑马鱼的96h-LC50值分别为11.35mg/L和121.04 mg/L。本试验分别通过每6h和每4h换水一次获得各时间段的大型蚤和斑马鱼的LC50值,由于在6h和4h内各浓度组中苯乙烯还存在较强的挥发,因此实际的致死浓度小于试验获得的大型蚤和斑马鱼LC50值。根据苯乙烯的毒性和遵循最敏感的原则,苯乙烯对水生生物的安全浓度应低于0.11 mg/L。     

VUV/HPW/BMMs体系对全氟辛酸（PFOA）的脱氟研究

采用真空紫外灯(VUV)和双模型介孔材料(BMMs)负载磷钨酸(HPW)催化剂构建光催化体系,探究该体系对水中全氟辛酸(PFOA)的脱氟效果.研究了PFOA初始浓度、HPW/BMMs投加量、初始p H值对体系脱氟的影响,并采用响应曲面法(Response Surface Method,RSM)分析了最佳边界反应条件.结果表明,体系对PFOA具有明显的脱氟效果:脱氟效率随PFOA初始浓度的增大而减小;催化剂投加量为0.2 g·L~(-1),脱氟效率最高达50.2%;体系p H为3~4时,体系脱氟效果显著.基于Box-Behnken响应曲面法,各影响因子对脱氟效率的显著性排序为:p HPFOA初始浓度HPW/BMMs投加量.p H值与HPW/BMMs投加量及初始PFOA浓度交互作用显著,模型回归性良好,最佳运行条件为:p H=3.82,HPW/BMMs投加量为0.3 g·L~(-1),PFOA初始浓度为20 mg·L~(-1),反应4 h的脱氟率达到52.6%,与预测值相比偏差为1.2%.本研究为高效降解全氟化合物提供了新思路.     

臭氧氧化饮用水过程中可同化有机碳生成的影响因素

研究臭氧化过程中,臭氧投加量、p H值和离子强度对可同化有机碳(assimilable organic carbon,AOC)生成量的影响.结果表明,臭氧投加量在1~5 mg·L~(-1)范围,AOC的生成量随着投加量的增加而增加,但过高的臭氧投加量(9 mg·L~(-1))反而导致AOC生成量下降.p H越高(6~9),AOC的生成量也越高.AOC的生成量随着离子强度的升高而下降.臭氧氧化强疏组分AOC的生成量最高,其次为弱疏,而极亲和中亲最低.研究发现,AOC的生成量与小分子有机物的SUVA有密切的关系,较低的SUVA产生较多的AOC.     

混凝沉淀-微电解-Fenton组合工艺预处理香精香料废水

以香精香料生产废水为实验对象,其COD浓度为58421mg/L,采用混凝沉淀-微电解-Fenton组合工艺对该废水进行预处理,研究废水pH、药剂投加量、反应时间等因素对废水COD去除的影响。结果表明:以5%FeCl_3为混凝剂,在p H=7,FeCl_3投加量为10mL/50mL,0.06%PAM投加量为0.25mL/50mL时,废水COD的去除率为20.1%;铁碳微电解-铁碳材料与废水比例为2∶1(w/v),pH为3～4,曝气反应时间150min时,COD的去除率为14.6%; p H为4～5,双氧水投加量0.4mL/100mL,Fenton反应5h时,去除率为36.6%。经过该组合工艺的处理,香精香料废水总COD去除率可达60%。     

有机磷农药对锯齿新米虾的毒性及敏感性分析

以锯齿新米虾为受试生物,研究了敌敌畏、马拉硫磷、对硫磷、甲基对硫磷和乐果5种有机磷农药对锯齿新米虾(Neocaridina denticulate)暴露时间为4d的急性毒性和28d的慢性毒性.结果表明,敌敌畏、马拉硫磷、对硫磷、甲基对硫磷和乐果对锯齿新米虾的96h半数致死浓度(96h-LC_(50))分别为34.100,846.408,7.736,4.132,1606.875ng/L.28d无可观测效应浓度(NOEC)分别为0.991,7.755,0.269,0.222,100ng/L.28d最低可见效应浓度(LOEC)分别为1.388,15.200,0.404,0.333,200ng/L.锯齿新米虾对乐果和对硫磷相对不敏感,对马拉硫磷和甲基对硫磷不敏感,对敌敌畏较敏感.研究结果可为5种有机磷农药的水生生物基准的制定及环境风险评估提供科学依据.     

水中安乃近高级氧化法去除及其产物的毒性评价

在实验室规模下,利用UV、H2O2、UV/H2O2、Fenton和UV/Fenton等高级氧化技术降解安乃近并对其降解产物进行毒性评价.在对各参数(pH值、H2O2投加量、Fe2+投加量、光照时间)优化的基础上,用TOC去除率和降解率对降解效果进行评价.安乃近及其光催化降解中间产物在水溶液中的毒性通过其对普通小球藻的生长抑制作用评价,并以96h的半数效应浓度(EC50)表示.结果表明,UV/Fenton对安乃近的降解率最大(96%),最佳降解条件为pH3,Fe2+、H2O2浓度分别为2,140mg/L.初期降解产物的生物毒性比母体化合物大,其EC50达到最小值(13.65mg/L),随降解时间的延长,EC50值逐渐增大,在180min为44.07mg/L,小球藻生长状况良好,表明含低浓度安乃近的水溶液经过UV/Fenton法处理后对水中生物已不具有危害作用.