再生水补水条件下底泥对藻类生长影响作用

以异丙醇钛为钛源,壳聚糖为碳源和氮源,合成了碳氮共掺杂二氧化钛(C,N-TiO_2),经X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对合成的纳米材料进行表征。研究了C,N-TiO_2在可见光作用下对铜绿微囊藻的抑杀效果和对微囊藻毒素(MC-LR)的降解性能。结果表明:C,N-TiO_2为锐钛矿相,C和N的掺杂拓宽了TiO_2的光响应范围;试验反应10 h后对叶绿素a的去除率可达83%,C,N-TiO_2通过破坏铜绿微囊藻的细胞膜和降低藻细胞抗氧化物酶活性,从而产生抑藻作用;此外,光催化反应6 h后,C,N-TiO_2对MC-LR的去除率可达89.9%,其在可见光作用下的催化活性明显高于P25。     

黄铁矿光化学氧化降解微囊藻毒素-LR的机制

在可见光(λ420 nm)照射和中性条件(p H=6.8)下,采用天然黄铁矿降解微囊藻毒素MC-LR,XRD和SEM检测表明黄铁矿为层状结构,反应前后黄铁矿表面XPS的表征说明矿物表面存在着S缺陷和缺陷位点Fe(Ⅱ)到Fe(Ⅲ)的转化过程.ESR检测显示黄铁矿光化学反应体系涉及·OH机制.HPLC和LC-MS结果显示可见光照射能有效活化黄铁矿降解MC-LR,反应10 h时能完全降解MC-LR,20 h时对MC-LR矿化率达到约60%,据实验结果推测出黄铁矿光化学氧化MC-LR的两条反应途径.     

N掺杂TiO_2纳米材料可见光催化性能及其降解水中腐殖酸

以钛酸丁酯为钛源,氯化铵为氮源,采用溶胶-凝胶法制备不同掺N量的N-TiO_2,经扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FT-IR)、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)手段对制得的纳米材料进行可见光催化性能表征,在可见光照射下催化降解水中腐殖酸(HA),并探究掺N量、投加量及HA初始浓度对降解效果的影响。结果表明,N-TiO_2为锐钛矿相,N掺杂后拓宽了TiO_2光响应范围,可见光催化性能显著提升;掺N量过低或过高均不利于光催化活性;8%-N-TiO_2的投加量为1 mg/L时,对初始浓度为5 mg/L的HA可见光催化降解程度最高,可见光反应140 min后,降解率达80.32%。     

老化聚苯乙烯纳米塑料对铜绿微囊藻的影响

为探究新生和老化聚苯乙烯纳米塑料（PSNPs）对铜绿微囊藻生长和产毒特性的影响,本研究通过紫外老化制备了50nm的老化PSNPs,开展了不同浓度（0.1,1,10mg/L）新生和老化PSNPs对铜绿微囊藻的长期（37dd）暴露试验.结果表明,紫外老化处理使PSNPs表面出现裂纹,平均粒径变小,羰基指数由0.023上升至1.055.两种PSNPs均会在铜绿微囊藻细胞表面聚集,其中老化PSNPs暴露造成的细胞形态损伤更严重,并对铜绿微囊藻造成剂量正相关的生长和光合抑制,氧化损伤,促进了微囊藻毒素（MC-LR）的合成和释放.在相等暴露剂量下,老化PSNPs对铜绿微囊藻上述生理过程的调控作用更强.其中,10mg/L新生和老化PSNPs暴露下,最终藻密度比对照组分别降低了26.65%和45.07%,丙二醛（MDA）含量的最大值是对照组的1.74和1.93倍,最终胞外MC-LR含量是对照组的1.26和1.44倍.老化PSNPs对胞外MC-LR相对更强的促进作用,是由其诱导的MC-LR合成增加和细胞膜破损所共同导致的.     

氮掺杂二氧化钛光催化氧化降解污水中四环素

以氮掺杂二氧化钛(N-TiO_2)作为催化剂,四环素作为目标污染物,以可见光作为光源,研究N-TiO_2在可见光源条件下,光催化氧化降解四环素的效果。当四环素初始浓度为50 mg/L时,在pH=8,催化剂投加量为1. 0 g/L较优的反应条件下,N-TiO_2光催化氧化降解四环素的效率可达到97%以上。研究表明:阴离子对降解过程有抑制作用,但对最终降解效果无显著影响。反应过程中起主要作用的活性基团为光生空穴。     

微囊藻毒素-LR和铜绿微囊藻裂解液对水稻光合作用的影响

蓝藻水华在生长和衰亡过程中会产生包括微囊藻毒素在内的多种有毒代谢产物,这些毒素可能会随灌溉用水进入农田而对作物带来不利影响.本研究选用微囊藻毒素-LR(MC-LR)纯品和铜绿微囊藻裂解液分别对营养生长期水稻进行21d暴露处理,考察不同浓度(0.1,1.0,10.0,100.0,500.0μg/L)MC-LR和不同稀释倍数(0.002,0.02和0.2倍)铜绿微囊藻裂解液对水稻叶绿素荧光强度、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度及叶片超微结构的影响.研究结果表明,MC-LR对水稻光合作用特征参数具有显著的抑制作用,其中蒸腾速率和气孔导度对MC-LR暴露最为敏感,比较来看,考察浓度范围内铜绿微囊藻裂解液对植物光合作用特性指标影响显示出不同的特点,甚至表现出一定刺激和促进作用,0.02倍裂解液暴露显著促进植株蒸腾作用和气孔导度.此外,高浓度的单一MC-LR和高浓度铜绿微囊藻裂解液都能对水稻叶片超微结构能造成一定程度的损伤.铜绿微囊藻裂解液和MC-LR作用特点不一致,推测是裂解液中其他组分造成微囊藻毒素有效性的改变和毒性的降低.     

微囊藻毒素-LR和铜绿微囊藻裂解液对营养生长期水稻生理生化效应

选用微囊藻毒素-LR(MC-LR)纯品和铜绿微囊藻裂解液分别对水稻进行21d暴露处理,考察不同浓度(0.1,1.0和10.0μg/L)MC-LR纯品和不同浓度(0.002,0.02和0.2倍)裂解液对水稻株高、鲜重、根长、淀粉酶、碱性磷酸酶(AKP)、还原性谷光甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)的影响.研究结果表明,MC-LR纯品能抑制水稻株高、根长及叶片中淀粉酶活性,且在较低浓度下水稻根长即出现显著响应.高浓度裂解液在水稻的生长发育方面更多地表现为对植株的刺激和促进作用,仅对水稻根长抑制显著.在生理生化方面,MC-LR纯品对叶片碱性磷酸酶活性无影响,但对GSH具有诱导作用,而裂解液对GSH、MDA和AKP都表现出显著抑制.该研究表明,MC-LR纯品和铜绿微囊藻裂解液对水稻的毒性效应存在差异,铜绿微囊藻裂解液中存在的其他毒素组分可能对水稻毒性效应影响较大.     

微囊藻毒素分离及鉴定

微囊藻毒素是一类由蓝藻产生的具有肝毒性的生物毒素。微囊藻毒素标准品是开展为微囊藻毒素相关研究的必需的实验材料,文章以滇池天然水华蓝藻为原料,建立了以5%乙酸和75%的甲醇溶液提取,通过优化提取、分离和制备条件,制备了一定量的微囊藻毒素高纯度样品,经HPLC鉴定分析,纯度可达90%以上。文章在相同的质谱条件下分别对MC-LR和[Dha7]MC-LR等毒素进行了质谱检测,一级质谱结果表明,MC-LR和[Dha7]MC-LR的一价电离离子峰分别为995和981,MC-RR的二价电离离子峰为520,并分析它们的二级质谱裂解特征,确定三种毒素化学结构MC-RR为环(Ala-Arg-MeAsp-Arg-Adda-Glu-Mdha)、MC-LR为环(Ala-Leu-MeAsp-Arg-Adda-Glu-Mdha)、[Dha7]MC-LR为环(Ala-Leu-MeAsp-Arg-Adda-Glu-Dha)。改良后的检测方法同样应用于检测受微囊藻毒素污染的武汉东湖水样。     

硅藻土强化混凝去除铜绿微囊藻的影响因素研究

以原水中常见的铜绿微囊藻为研究对象,研究了联合硅藻土与聚合氯化铝(PAC)强化混凝去除铜绿微囊藻的效果.考察了PAC和硅藻土的投加量、溶液pH值、天然有机物腐植酸(HA)对藻和浊度去除的影响,并用zeta电位分析方法对混凝剂的静电中和能力进行表征.结果表明:硅藻土具有良好的助凝作用,投加其有助于改善絮体的沉降性能,提高铜绿微囊藻的混凝去除效果,PAC为6mg/L,pH值为7~8,硅藻土投加量为30mg/L时,叶绿素a(Chl-a)去除率可达96%,剩余浊度低于0.9NTU. HA存在会明显抑制铜绿微囊藻的混凝去除,当HA浓度大于1.0mg/L时, Chl-a去除率大幅度下降同时剩余浊度明显上升,硅藻土的投加可以在一定程度上缓解负面作用.     

硅藻土强化混凝去除铜绿微囊藻的影响因素研究

以原水中常见的铜绿微囊藻为研究对象,研究了联合硅藻土与聚合氯化铝(PAC)强化混凝去除铜绿微囊藻的效果.考察了PAC和硅藻土的投加量、溶液pH值、天然有机物腐植酸(HA)对藻和浊度去除的影响,并用zeta电位分析方法对混凝剂的静电中和能力进行表征.结果表明:硅藻土具有良好的助凝作用,投加其有助于改善絮体的沉降性能,提高铜绿微囊藻的混凝去除效果,PAC为6mg/L,pH值为7~8,硅藻土投加量为30mg/L时,叶绿素a(Chl-a)去除率可达96%,剩余浊度低于0.9NTU.HA存在会明显抑制铜绿微囊藻的混凝去除,当HA浓度大于1.0mg/L时,Chl-a去除率大幅度下降同时剩余浊度明显上升,硅藻土的投加可以在一定程度上缓解负面作用.     

一株溶藻菌株的分离鉴定及溶藻特性

从某湖泊中分离出一株具有溶藻作用的菌株W4,并且研究了该菌株溶解铜绿微囊藻的作用效果、作用方式以及铜绿微囊藻与溶藻菌株所处生长期对溶藻效果的影响,并对溶藻菌株进行了生理生化鉴定.结果表明,该菌株对铜绿微囊藻具有很好的去除效果,加入特定量的菌株培养液,8d后铜绿微囊藻的去除率可达99.5%.该菌株通过间接作用方式溶解铜绿微囊藻,并且该菌株分泌的抑藻活性物质为非蛋白质类物质.菌株W4对铜绿微囊藻的溶解作用受藻细胞所处生长期的影响,但不受该菌株所处生长期的影响.根据形态特征及生理生化试验初步鉴定W4菌株为链霉菌属.     

Cu/Fe掺杂Silicalite-1合成及其Fenton氧化含酚废水的试验研究

采用水热法合成了Cu,Fe掺杂的Silicalite-1分子筛,并用X衍射光谱(XRD),扫描电镜(SEM),X射线能谱(EDS),傅里叶红外光谱(FT-IR),N_2吸附/脱附以及原子吸收光谱(AAS)进行了表征。结果表明,合成的Cu,Fe掺杂Silicalite-1分子筛晶型完整,呈六方柱形,颗粒大小在1.5~3.5μm之间,Cu,Fe在Silicalite-1上呈高度分散状态。模拟苯酚废水的Fenton氧化实验表明,Cu,Fe能显著提高Silicalite-1对苯酚废水的催化反应活性,其中,2%-(Cu,Fe)-S-1效果最优。在p H为6.8,H_2O_2/Cat.=50∶1及环境温度条件下,经过3.0 h的反应后,2%-(Cu,Fe)-S-1对苯酚和COD的去除率分别可达93.2%和72.5%。当反应温度升高到308 K时,在相同的条件下,2%-(Cu,Fe)-S-1对苯酚和COD的去除率分别可达100%和94%,且Cu,Fe的溶出率较低。此外,Cu,Fe共掺杂的Silicalite-1比单掺杂时具有更好的反应活性,表明Cu和Fe对苯酚废水的降解具有协同作用。     

枯草芽孢杆菌对铜绿微囊藻抑制效果的研究

为探讨枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的抑制效果,在实验室条件下,研究了枯草芽孢杆菌不同生长时期(延迟期、对数期、稳定期和衰亡期)无菌滤液对铜绿微囊藻生长的影响、枯草芽孢杆菌抑制铜绿微囊藻生长的作用方式以及无菌滤液影响下铜绿微囊藻丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性和光合色素含量的变化.结果显示:枯草芽孢杆菌对数期、稳定期和衰亡期滤液抑藻效果明显好于延迟期,作用第8d,对铜绿微囊藻的去除率分别达到81.19%、91.41%、91.82%;4个处理组铜绿微囊藻的叶绿素a含量均显著低于对照组.添加稳定期滤液后,铜绿微囊藻MDA含量显著升高,SOD活性先升高后降低;在对光合色素的影响中,类胡萝卜素受到的影响不如叶绿素a显著.结果表明,枯草芽孢杆菌对铜绿微囊藻的抑制效果是通过分泌胞外物质实现的,且分泌物具有很强的热稳定性.推测该胞外分泌物能够破坏光合色素,影响光合作用,抑制藻细胞的生长;同时抑制SOD活性,使细胞膜脂过氧化程度不断加深,进而破坏藻细胞的完整性,表现出对藻很强的抑制效果.     

漂浮型可见光催化剂Fe-N-TiO_2/FP的制备及性能研究

以漂珠为载体通过简单的溶胶凝胶法,制备漂浮型可见光催化剂Fe-N-TiO_2/FP,并采用了X射线衍射(XRD)、N_2吸附-脱附测试(BET)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)和扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对样品的微观结构进行表征。研究表明,Fe掺杂可以有效地增加Fe-N-TiO_2/FP光催化剂中的比表面积和总孔容。相比N-TiO_2/FP,Fe-N-TiO_2/FP表现出其吸收带边有明显的红移在可见光区的吸收强度亦有明显的增大。可见光降解罗丹明B(RhB)的实验中,经过4 h可见光照射后,Fe_(0.71)-N-TiO_2/FP复合光催化剂对污染物的去除率可高达88.8%。不同pH条件下的降解实验表明,偏酸的环境更有利于RhB去除效率的提高。罗丹明B浓度的提高一定程度上阻碍了可见光的射入,也不利用罗丹明B的进一步吸附。漂浮型光催化材料在经过3次重复利用后,仍然具有较高的去除效率。     

氮氟掺杂二氧化钛(N,F-TiO2)的制备及可见光催化活性的研究

以氨水为氮源,氢氟酸为氟源,采用溶胶-凝胶法制备了氮氟掺杂二氧化钛(N,F-TiO2)光催化剂,并通过X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)技术对其晶型和形态进行表征.最后以酸性红B为模型污染物,探讨了N和F加入量、焙烧温度、焙烧时间、照射时间、催化剂用量、溶液初始浓度和照射功率等因素对N,F-TiO2可见光催化活性的影响.结果表明,制备的N,F-TiO2以锐钛型为主,N和F的掺杂对TiO2的晶相没有明显改变,但可以扩大TiO2的可见光响应范围.当N和F的加入量均为2.0%,且在500℃下焙烧40 min时,得到的N,F-TiO2的可见光催化活性明显高于单N或单F掺杂的TiO2(N-TiO2或F-TiO2).对于50 mL浓度为10.0 mg·L-1的酸性红B溶液,当催化剂加入量为1.5 g·L-1,128W光照3.0 h,溶液pH=5.6时,去除率为85.40%.适当延长光照时间至4.0 h,降解率几乎可达100%.另外,研究还证明了N,F-TiO2催化可见光降解过程中有.OH自由基生成.     

快速高效去除微囊藻的GO/QPEI复合纳米材料

本研究合成了一种新型高效的去除铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的氧化石墨烯/季铵盐聚乙烯亚胺(GO/QPEI)纳米复合材料.GO/QPEI在pH为4~10的条件下都具有高效去除M.aeruginosa的能力,其去除能力在2 min内可达96%以上.GO/QPEI对微囊藻的吸附更符合Freundlich方程,最大吸附量为5.58×1011cells·mg-1.吸附动力学表明GO/QPEI的假二级吸附反应.GO纳米片和QPEI的协同效应是其高效去除微囊藻的主要机制.     

上转光剂掺杂新型纳米TiO2催化剂的制备及利用可见光降解反应艳蓝KN-R染料的研究

合成了一种新型含有稀土金属Er的上转光剂,40CdF2·60BaF2·0.8Er2O3,此上转光剂在488 nm可见光的激发下,产生了5个波长均小于387 nm的上转换紫外发射峰.采用超声波分散的方法制备出了上转光剂掺杂的纳米TiO2可见光光催化剂.采用X射线衍射(XRD)及透射电镜(TEM)对催化剂进行了表征.以反应艳蓝KN-R为研究对象,研究了在(三基色灯下发出的)可见光的照射下该可见光光催化剂的催化降解性能,并与未掺杂纳米TiO2粉末的催化剂性能进行了对比.实验结果表明,作为掺杂成分的上转光剂可有效地将可见光转化为紫外光并被纳米TiO2粉末吸收利用,在可见光照射50 h后反应艳蓝KN-R降解率达74.36%,大大高于未掺杂纳米TiO2的降解率(23.10%).     

碳掺杂二氧化钛粉体的制备及光催化性能研究

以硫酸钛和尿素为前驱,葡萄糖(C6H12O6)为碳源,采用均匀沉淀-水热法制备了碳掺杂的二氧化钛(TiO2)粉体,通过对甲基橙在汞灯(模拟紫外光)和氙灯(模拟太阳光)下的降解试验,研究了掺碳量对TiO2粉体光催化活性的影响。结果表明:碳掺杂可提高TiO2粉体在可见光范围内降解甲基橙的能力,当碳、钛摩尔比为0.225时,碳掺杂TiO2粉体在可见光范围内的光催化活性最强。     

氯对粉末活性炭吸附微囊藻毒素能力的影响

采用瓶点法,考察了预氯化工艺对粉末活性炭（PAC）吸附黄浦江原水中2种微囊藻毒素（MC-RR、MC-LR）效果的影响.结果表明,粉末活性炭与氯同时投加可以大大提高微囊藻毒素的去除率（20％以上）,原因可能是粉末活性炭表面的官能团与HClO作用催化了微囊藻毒素的去除;而粉末活性炭和氯在不同投加点投加时,则没有这种强化作用,相反氯会不同程度地降低粉末活性炭的吸附效果（降低5％～10％）;氯对微囊藻毒素的强化去除作用随着PAC投加量的增大而逐渐弱化;粉末活性炭单独使用时,投加量为10　mg/L、接触时间为6 h,MC-RR和MC-LR的去除率分别在55％和45％左右.     

臭氧强化混凝工艺对地表水中藻毒素的去除效果研究

针对于中国北方某地表水源水藻类季节性爆发情况,采用臭氧强化混凝工艺去除藻毒素,实验分别考察了单独投加臭氧及聚合氯化铝(PAC)对微囊藻毒素及浊度、UV_(254)、TOC和高锰酸盐指数的去除效果,研究表明臭氧对MC-LR有较好的去除效果,2 mg/L臭氧对MC-LR的去除率达到了65.74%,对浊度及UV_(254)的去除率达到了29.43%与40.49%,但对TOC及高锰酸盐指数的去除效率却较低,去除率分别为11.59%与9.97%。20 mg/L PAC在单独使用时对MC-LR去除率为15.61%,对浊度、高锰酸盐指数、UV_(254)、TOC的去除率分别为79.21%、58.04%、31.29%与30.12%。在此基础上,采用臭氧-PAC联合工艺,结果表明当2 mg/L臭氧与20 mg/L PAC联用时,对MC-LR的去除率达到了89.87%,对浊度、UV_(254)、TOC及高锰酸盐指数的去除率分别为80.53%、58.75%,34.23%与61.96%。采用臭氧强化混凝联合工艺可以有效地去除该地表水藻类季节性爆发所引起的藻毒素。