微生物异化还原针铁矿过程中4-硝基苯乙酮降解动力学特征及机理初探

以硝基类有机污染物为研究对象,探讨了在多相界面(矿物相/生物相)反应体系及纯生物相反应体系中4-硝基苯乙酮微生物还原动力学特征,同时对"针铁矿-微生物-4-硝基苯乙酮"相互作用机制进行了初步阐明.结果表明,2-磺酸钠蒽醌(AQS)对4-硝基苯乙酮微生物还原降解速率有显著的促进作用;不同反应体系中还原降解产物4-氨基苯乙酮含量(μmol·L-1)的对数值和反应时间(h)之间均呈典型的动力学一级增长模式(ExpGro1 Mode),ExpGro1模型拟合的校正R2系数(R2adj)在0.9699～0.9894之间.针铁矿介导下的多相界面反应体系中,4-硝基苯乙酮微生物还原过程可分为耦合的两个子过程,即针铁矿的微生物还原解离过程和吸附态Fe(Ⅱ)调控下的非生物还原过程.不同浓度的AQS以及反应体系中针铁矿的介入,导致4-硝基苯乙酮微生物还原反应所需"活化时间"存在一定程度的差异.研究进一步证实,针铁矿还原解离过程生成的吸附态活性Fe("Ι)在4-硝基苯乙酮微生物还原过程中起到了至关重要的作用.     

均匀设计用于研究硝基苯衍生物对青海弧菌Q67的联合毒性

实验设计在混合物毒性评估与预测中起着非常重要的作用. 应用微板毒性测试方法测定了7种硝基苯衍生物对青海弧菌Q67的发光抑制毒性,硝基苯、邻氯硝基苯、间氯硝基苯、对氯硝基苯、间硝基苯胺、对硝基苯胺和对硝基甲苯的-lg EC₅₀值(EC50的单位为mol/L)分别为2.66,3.22,3.30,3.29,2.94,4.22和3.39;引入均匀实验设计方法,在单个硝基苯衍生物剂量-效应关系基础上构建不同效应浓度下的10个混合物,同样应用微板毒性测试方法测定其对Q67的毒性,应用剂量加和(DA)与独立作用(IA)原理建立了混合物毒性的评估与预测模型. 结果表明:与等效应浓度比法相比,均匀实验设计构建的混合物浓度配比,具有三维浓度分布特征,可在更大范围内考察各种可能的混合物类型,更加接近于实际环境体系.      

酮类化合物对斜生栅藻的联合毒性研究

以国际标准生物指示物斜生栅列藻为实验生物,采用相加指数法,在单一毒性基础上进行1∶1的浓度配比实验,研究了丙酮与15种酮类化合物的联合毒性.结果表明:丙酮和环己酮、环戊酮、3-戊酮、苯丁酮、4-硝苯乙酮、间硝基苯乙酮、硝基苯乙酮表现为协同作用,丙酮和乙酰乙酮、丁酮、2,3-丁二酮、苯乙酮、间氨基苯乙酮、2-辛酮、2-癸酮、4-氨基苯乙酮表现为拮抗作用.     

Fe^0还原土壤中不同结构甲基和氯代硝基苯

采用零价铁（Fe^0）在常温常压下分别还原土壤中邻、间、对三种氯代硝基苯和硝基甲苯。结果表明：相同取代基在苯环上不同取代位置对还原率的影响差别不大。在硝基芳烃化合物浓度约为2．5×10^-6mol／g,Fe^0加入量为50mg／g,25℃条件下,经过5天反应,邻、间、对三种硝基甲苯的还原率均在70％左右,三种氯代硝基苯的还原率则在90％以上。结合计算机模拟所得的六种硝基芳烃的质子亲和力和电子亲和力,对硝还原这两类硝基芳烃的机理进行了初步探讨。     

CTMAB-膨润土去除水中有机物的性能及机理

用溴化十六烷基三甲铵（CTMAB）改性膨润土,研究了CTMAB膨润土去除水中苯、甲苯、乙苯、硝基苯、苯胺、苯酚、对硝基苯酚的性能、机理及影响因素。结果表明,CTMAB-膨润土去除水中有机物的能力远大于原土;CTMAB-膨润土对苯、甲苯、乙苯的等温吸附曲线呈线性;对水中苯酚、对硝基苯酚的等温吸附曲线呈非线性;对苯胺、硝基苯的等温吸附曲线基本呈线性。CTMAB-膨润土吸附水中有机物的性能及机理与有机物的水溶性或辛醇－水分配系数有关。     

臭氧催化氧化处理对硝基苯甲酸废水

化工产品对硝基苯甲酸的生产过程中排放的化工废水，主要含有苯甲酸、硝酸、硝基苯、对硝基苯甲酸等物质。采用微电解-臭氧催化氧化工艺对该废水进行预处理后，CODCr去除率达60％左右，并提高了可生化性。将预处理后的废水加入一定数量的厂区生活污水，再进行生化处理，出水CODCr、色度等指标达到污水综合排放标准(GB8978—1996)中的一级标准。     

短乳杆菌降解邻硝基苯酚的特性研究

从成都污水处理厂的活性污泥中 ,分离到一株能以邻硝基苯酚 ( o- Nitrophenol,OPN)为唯一碳、氮源生长的细菌。该菌株菌落呈乳白色 ,边缘光滑 ;光学显微镜和扫描电镜观察表明 ,菌体呈短杆状 ,无鞭毛 ,大小约 0 .5× 1.0 μm;革兰氏染色阳性 ;接触酶阴性 ,能利用棉子糖等多种糖类。根据菌体形态、生理生化特征将其鉴定为乳杆菌属的短乳杆菌( L actobacillusbrevis)。用详细研究过的硝基酚降解菌株 Rhodococcus erythropolis H L PM- 1作阳性对照的降解实验表明 ,L.brevis菌株对邻硝基酚有较高的利用率 ,在合适的温度和 p H 条件下 ,18h对邻硝基酚的降解率可达 86.7。用UV-可见光谱和质谱仪对 L.brevis菌株降解邻硝基酚的中间产物进行了分析 ,并对该菌株利用邻硝基酚的可能代谢过程进行了初步探讨     

氯代硝基苯降解菌Comamonas sp.strain CNB-1对污染土壤生物修复作用的研究

硝基取代芳烃化合物是一类重要的环境污染物,利用微生物降解作用修复被污染的土壤、清除环境中的污染物等具有重要的现实意义(Peres et al.,2000).利用从污水处理厂分离的一株降解氯代硝基苯的丛毛单胞菌(Comamonas sp.)菌株CNB-l进行了消除土壤中氯代硝基苯的试验研究.传统的菌落计数方法和针对氯代硝基苯降解酶基因的竞争性定量PCR技术监测结果表明,菌株CNB-1有效地在土壤中定值和存活,其细胞数量与污染物浓度具有显著的相关性,并能够在2 d时间内完全清除土壤中2 μg·g-1的氯代硝基苯.利用PCR-DGGE技术对土壤中的微生物群落检测,结果表明,存在污染物氯代硝基苯时可以明显检测到加入的菌株CNB-1的特征性条带,加入菌株CNB-1对土壤中原来微生物群落的影响不大.结论:菌株CNB-1在硝基芳烃污染土壤的生物修复中可能具有良好的应用前景.     

环糊精对硝基化合物混合体系微生物降解影响

通过对硝基苯和对硝基苯酚混合体系微生物降解过程的研究,探讨了在降解过程中加入-环糊精及其衍生物羧甲基--环糊精(CMCD)对混合体系微生物降解的影响.研究表明,对硝基苯酚不能被单独降解;硝基苯能与对硝基苯酚产生共代谢作用,对硝基苯酚浓度影响混合体系的降解程度.加入环糊精能促进对硝基苯酚的降解率,影响程度与对硝基苯酚的浓度和环糊精的种类及量有关.     

毛细管柱气相色谱法测定水中12种硝基苯类化合物

采用液液萃取-毛细管柱气相色谱法测定水中硝基苯、硝基氯苯（间硝基氮苯、对硝基氯苯、邻硝基氯苯）、二硝基苯（对二硝基苯、间二硝基苯、邻二硝基苯）、2,5-二硝基甲苯、2,4-二硝基甲苯、2,4-二硝基氯苯、3,4-二硝基甲苯、2,4,6-三硝基甲苯12种硝基苯类化合物,萃取液经净化（或浓缩）后进行色谱分析,用带电子捕获检测器的气相色谱仪测定,保留时间定性,外标法定量,定性定量准确,线性相关性强,干扰小。12种硝基苯类化合物的方法检出限为0．001～0．064μg／L,平均加标回收率在90．0％～104％之间,RSD在2．5％～6．4％之间。     

两株细菌对邻氯硝基苯的协同降解

在纯培养和水体模拟培养条件下,分别研究了对氯苯和硝基苯具有高效降解性能的两株土著菌Acinetobacter calcoaceticus和Pseudomonasputida对邻氯硝基苯的协同降解效果.结果表明,纯培养条件下不同菌悬液对邻氯硝基苯的降解能力大小顺序为:混合菌群PseudomonasputidaAcinetobacter calcoaceticus,培养6d后,混合菌群对邻氯硝基苯的降解率可达到94.5%;混合菌群降解邻氯硝基苯的过程中伴随着NO2-和Cl-的释放,且NO2-的释放早于Cl-,Cl-的总净释放量大于NO2-;葡萄糖的加入能显著促进菌体细胞的生长,降低亚硝酸根离子的积累,但未能显著提高邻氯硝基苯的降解效果.在水体模拟培养条件下,水相中邻氯硝基苯的去除主要依靠混合菌群的降解作用;底泥、鹅卵石及其表面附着的生物能明显促进邻氯硝基苯的去除;在相同条件下培养8d后,基质为底泥时邻氯硝基苯的去除效率可达92.5%,大于基质为鹅卵石时的去除率(85.5%).研究结果可为环境中邻氯硝基苯的去除提供新的途径.     

绿藻对硝基苯类化合物的富集与释放研究

测定了硝基苯、2,4-二硝基甲苯、2,6-二硝基甲苯及硝基氯苯(邻、间、对)在绿藻体内富集及释放趋势。其生物富集因子由小到大的顺序为:硝基苯<2,6-二硝基甲苯<2,4-二硝基甲苯<硝基氯苯(邻、间、对)。富集与释放曲线表明,所有化合物在实验开始的0.5～1h即达到最大富集量,2h后基本达到稳态。硝基苯、2,4-二硝基甲苯及2,6-二硝基甲苯的释放速率很快,0.5～1h达到最大释放量。6种有机物的生物富集因子与辛醇/水分配系数相关很好,生物富集过程符合脂水平衡分配模型。      

固定化高效微生物处理高含盐苯胺、硝基苯废水应用

采用固定化高效微生物滤池处理高含盐苯胺、硝基苯废水,经两年多时间的运行,在废水中氯离子浓度最高达到50864 mg/L,平均值18119 mg/L的条件下,进水COD≤2694 mg/L、苯胺≤559 mg/L、硝基苯≤1 46mg/L,水力停留时间75小时,载体接触时间41.5小时;出水平均值分别为COD45 mg/L、苯胺0.37 mg/L、硝基苯0.085mg/L;平均去除率COD 95.4%、苯胺99.8%、硝基苯99.8%;达到国家<污水综合排放标准>(GB8978-1996)一级标准的合格率COD94.6%、苯胺99%、硝基笨98.4%.系统运行稳定.     

DSA类电极催化降解硝基苯动力学及机理的研究

用新兴的电化学催化系统,以特殊工艺自制的DSA类电极作阳极,对模拟硝基苯废水进行了降解处理,得出了该试验范围内的最佳条件,降解过程符合一级反应模型.根据分析,推测硝基苯分子主要先被阴极产生的H还原为亚硝基苯、苯胺等,然后再扩散到阳极附近被HO*氧化为偶氮苯、氧化偶氮苯等,最后进一步氧化开环,生成苯基丁二酸等酸类物质以至二氧化碳,同时硝基苯分子也可以直接在阳极附近得到氧化生成2-硝基苯酚.最后,对硝基苯的降解途径进行了描述.      

强制电化学处理邻硝基氯苯的最佳条件探讨

实验研究了强制电化学对水中邻硝基氯苯的降解作用,为了确定电化学降解邻硝基氯笨的最优方案,分别进行了停留时间、电解电压、电流强度、pH值等各影响因素的单因素实验及正交实验.结果表明电解过程中电流是影响邻硝基氯苯降解效果的最主要的因素,其次是pH值.最佳电解条件下邻硝基氯苯的去除率达到100%.同时也说明电解邻硝基氯笨过程中主要是靠电量的累积实现的.     

酚类化合物在水环境中的生物降解研究

为了解酚类在水环境中的迁移转化,以苯酚、间硝基酚、邻氯酚和间苯二酚为实验对象,通过静态降解实验,研究了它们在水环境中的降解情况以及温度、pH和溶解氧等对降解的影响,计算了生物降解速率常数。结果表明:降解四种受试物的微生物适宜在中温、pH为中性、有氧条件下生长,其降解顺序为:间苯二酚苯酚邻氯酚间硝基酚,并对它们之间的降解机理进行了探索性研究。     

水环境中苯氯乙酮的环境安全阈值

研究了苯氯乙酮(CN)对大白鼠灌胃亚慢性毒性试验和对藻类急性毒性试验,分别获得了苯氯乙酮对大白鼠最小有伤害剂量为2.032mg·kg-1,最大无伤害作用剂量为0.812 mg·kg-1,对藻类半数生长抑制浓度(96 h EC50)为0.360 mg·L-1,并运用EPA水环境质量基准方法及欧盟风险评价技术指南的相关方法,推算出水环境中CN的环境安全阈值为0 36 μg·L-1.     

低温混合菌降解硝基苯的研究

采集某硝基苯生产工厂排污管线底泥和污水处理厂曝气池活性污泥,通过富集筛选、驯化,从中分离出一组能够降解硝基苯的低温优势混合菌,并进一步对其降解的影响因素及动力学进行研究。在低温(10℃),pH值为5.0～7.0时,混合菌能够以硝基苯为唯一碳、氮源生长,且在48h内可将将382mg/L的硝基苯完全降解。通过对降解过程的动力学分析可知,不同浓度范围内硝基苯的降解过程均符合零级动力学特征。     

利用染料厂废水氯化铵生产氯化钙

在生产染料(中间体)过程中会产生多种废水,过去这些废水都排掉了,既浪费资源,又污染环境。吉林市染料厂通过对(邻)硝基苯胺产品过程中产生的氯化铵母液进行生产氯     

3种刺激性化学战剂对藻类的急性毒性研究

采用国际通用的试验藻种斜生栅藻(Scendesmus obliuus)作为试验生物,研究了3种刺激性化学战剂(二苯氰胂、二苯氯胂和苯氯乙酮)对试验藻类的急性毒性.结果表明:二苯氰胂、二苯氯胂和苯氯乙酮对斜生栅藻急性毒性试验的96 h半数生长抑制浓度(EC50)分别为0.14,0.10和0.36mg/L,表明这3种化学战剂均属于极高毒性物质,其毒性依次为二苯氯胂＞二苯氰胂＞苯氯乙酮,但其毒性均在同一数量级上,区分度不强.