基于光谱学分析蚯蚓堆肥对市政污泥水溶性有机物的影响

采用分子量分级、极性分析、光谱分析方法,研究了市政污泥水溶性有机物(DOM)在蚯蚓堆肥前后的变化特征。结果表明,蚯蚓处理后污泥DOM中300 D的组分含量高出对照组污泥6.50%,8 000 D的组分则少了56.25%;疏水性组分比例高出对照组50.76%。光谱分析表明,试验组中均存在羧酸、芳香族物质等,且蚯蚓处理后污泥DOM的蛋白质含量、分子量降低,多糖和芳香族物质含量增加。荧光光谱显示原始污泥中含有大量蛋白质和腐殖质,经过90 d降解生成色氨酸、酪氨酸等物质,且处理组腐殖化程度高于对照组。     

苯及其衍生物在Pluronic嵌段共聚物胶束水溶液中的增溶

用紫外光谱方法考察 35℃时苯、甲苯、二甲苯和氯苯在Pluronic嵌段共聚物F12 7和P12 3胶束中的增溶 .实验发现 ,当Pluronic嵌段共聚物胶束内核成分固定时 ,增溶量随内核体积 (对苯与氯苯系统 ,还包括栅栏层 )增大而线性增加 ,苯、甲苯、二甲苯和氯苯在每个胶束的最大增溶分子数分别为 4.4× 10 3、2 .3× 10 3、1.4× 10 3 和 7.1× 10 3 个 (F12 7)以及 11× 10 3、6 .8×10 3、4.2× 10 3 和 18× 10 3 个 (P12 3) ,这表明F12 7和P12 3是优良的芳香烃化合物增溶载体 .当苯环上增加甲基时 ,头一个甲基(甲苯 )对增溶量的影响比第二个甲基 (二甲苯 )的影响剧烈     

纳米铁对蚯蚓蛋白质含量和抗氧化酶系的影响

采用人工土壤法,研究了不同暴露浓度下纳米铁对赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)体内蛋白质含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)等抗氧化酶活性的影响。结果表明:当纳米铁浓度在10~500 mg/kg时,纳米铁对蚯蚓体内蛋白质含量未产生显著性影响(P0.05)。2 000 mg/kg组比对照组蛋白质含量有明显增加,最高时比对照组增加了74%。蚯蚓体内CAT、SOD和GSH-PX对纳米铁浓度响应不同,在10~100 mg/kg时CAT、SOD和GSH-PX均无响应,当纳米铁浓度在500~2 000 mg/kg时这3种酶的活性变化趋势基本一致,都呈现先增加后降低的趋势。     

水力负荷对生物滤池中蚯蚓抗氧化酶和消化酶活性的影响

通过工况试验考察了不同水力负荷条件对生物滤池中蚯蚓的抗氧化酶（超氧化物歧化酶、过氧化氢酶）和消化酶（纤维素酶、碱性磷酸酶）活性的影响.结果表明,蚯蚓体内抗氧化酶和消化酶活性对水力负荷胁迫的响应不同.在2.4～6.7 m³·(m²·d)^-1的水力负荷条件下,蚯蚓体内的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性随水力负荷的增大而增强,蚯蚓通过自身抗氧化系统的协调作用来抵御外界环境胁迫,在各工况条件下均能生存.蚯蚓体内消化酶活性和其消化能力、滤池污泥减量和稳定化效果具有很好的相关性(p<0.05).水力负荷为4.8 m³·(m²·d)^-1时,蚯蚓具有较高的碱性磷酸酶(AKP)和纤维素酶(FP)活性,消化率（41.47%）显著高于其他工况,污泥减量率、污泥有机质分解率均达到最高值,分别为48.2%、 65.5%.高水力负荷［≥6.0 m³·(m²·d)^-1］对蚯蚓体内AKP、FP活性抑制较显著,污泥的代谢水平受到影响,污泥减量率和有机质分解率均有一定程度下降,不利于蚯蚓生态功效的发挥.综合蚯蚓抗氧化酶及消化酶的响应结果,蚯蚓生物滤池运行水力负荷不宜超过6.0 m³·(m²·d)^-1.     

污泥蚯蚓堆肥过程中胞外聚合物的结构变化

为揭示污泥胞外聚合物(EPS)特征与蚯蚓堆肥产物腐熟的关系,以无蚯蚓为对照组,探究蚯蚓堆肥对污泥EPS结构变化的影响。结果表明,蚯蚓堆肥显著加快了蚯蚓堆肥产物有机质的矿化速率,其电导率和硝酸盐氮含量比对照组产物分别显著提升了0.64和0.22倍(P<0.05)。蚯蚓堆肥产物EPS层中的蛋白质和多糖的总含量比对照组产物分别降低了32.77%和31.54%。三维荧光结果表明,蚯蚓堆肥过程中蛋白质的荧光强度下降速率比对照组更高,其腐殖质在堆肥后期一直处于较高水平。污泥蚯蚓堆肥产物的紧密结合层(TB-EPS)和松散结合层(LB-EPS)中的色氨酸含量比对照组分别减少7.69%和13.62%,而LB-EPS和粘液层(SEPS)中腐殖酸含量比对照组分别增加了25.1%和7.82%。蚯蚓堆肥期间的硝酸盐氮含量和电导率均同SEPS、LB-EPS结构中的DOC、蛋白质和多糖含量呈显著正相关(P<0.05),其总DOC含量与EPS各层中的DOC及多糖含量呈显著相关性(P<0.05)。实验过程中对照组仅有机质和DOC含量同EPS各层多糖含量呈显著相关(P<0.05)。研究表明,蚯蚓堆肥能够破坏污泥EPS结构以促进有机物的分解,加快污泥的腐殖化和稳定化进程,且污泥EPS结构的变化可作为反映污泥蚯蚓堆肥产物腐熟程度的关键指标。     

淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的水解特性及絮凝性能研究

研究了淀粉-接枝-聚丙烯酰胺(St-g-PAM)的水解特性及其絮凝处理效能,并与相近分子量阴离子型聚丙烯酰胺产品作比较.结果表明,无论单独使用还是与无机絮凝剂复配使用,阴离子型淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的处理效果均优于阴离子型聚丙烯酰胺;淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的水解度大于1 7%时水解度对絮凝处理效果的影响不大,且絮凝处理效果均很好,而聚丙烯酰胺的最佳水解度为30%,大于或小于该值絮凝处理效果都会明显变差.     

异丙甲草胺对蚯蚓体重及酶活性的影响

采用自然土壤法,研究了异丙甲草胺对蚯蚓体重及体内纤维素酶、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的影响.结果表明,蚯蚓体重及纤维素酶活性在异丙甲草胺作用下均受到抑制;蚯蚓体内SOD、CAT、POD活性对异丙甲草胺响应不同,CAT活性受影响最大,POD次之,SOD最小.异丙甲草胺浓度对蚯蚓体重及体内纤维素酶和CAT活性影响显著,对SOD和POD则无显著性影响;处理时间对蚯蚓体重及体内纤维素酶、SOD、CAT和POD活性均有极显著影响;而异丙甲草胺浓度和处理时间二者交互作用对蚯蚓体内CAT和POD活性有极显著影响,对蚯蚓体重及体内纤维素酶和SOD活性则影响不大.     

西北冰洋海域表层沉积物中厌氧菌分布特征

用逐步稀释法在4℃和25℃培养条件下测定了西北冰洋海域24个表层沉积物样品中厌氧菌(Anaerobic bacteria,AAB) 的检出率和含量.同时,分析了这两项指标的水平分布（纬度间、经度间）差异,以及在不同水深的变化特征.结果表明,在4℃和25℃培养条件下厌氧菌检出率高达100%,AAB含量范围分别为9.00×102~2.40×107cell·g-1和2.90×104~2.40×107cell·g-1,平均含量分别为4.54×106cell·g-1和3.99×106cell·g-1.AAB含量存在水平分布差异,随着纬度升高,或经度自西向东,或水深的加大,AAB的含量均呈现逐渐降低的趋势.     

菲和芘单一及复合污染对蚯蚓抗氧化酶活性和丙二醛含量的影响

采用自然土壤法,以蚯蚓体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量为指标,探讨了不同剂量、不同暴露时间菲(Pbe)和芘(Pyr)单一及复合污染胁迫对蚯蚓的毒性效应.结果表明.菲和芘单一作用时.SOD活性均表现为低剂量激活,高剂量抑制;而MDA含量在暴露2 d内明显增加,第14 d时与对照...     

空气及蚊香燃烧产生的亚微米气溶胶的粒径谱

蚊香烟雾是一类常见的影响人类健康的气溶胶。利用高分辨的静电扫描粒径谱仪,研究了实验室内外空气及室内蚊香燃烧产生的亚微米气溶胶(14～723nm)的粒径分布特征及衰减情况。实验表明,实验室内、外亚微米气溶胶的数浓度分别在1.09×104～4.45×104cm-3,1.15×104～3.56×104cm-3范围内。蚊香燃烧产生的亚微米气溶胶的数量中值粒径、表面积中值粒径及体积中值粒径分别为80nm、148nm和230nm。点燃蚊香15min产生的气溶胶恢复到背景水平需要1～2h。     

Tenax提取预测老化土壤中多环芳烃的生物有效性

利用聚2,6-二苯基对苯醚(poly(2,6-diphenyl-p-phenylene oxide),商品名Tenax-TA)提取来自9个老化农田土壤中的多环芳烃(PAHs),并应用Tenax-TA评价老化土壤中PAHs对赤子爱胜蚓(Eisenia Fetida)的生物有效性.结果表明,多年老化土壤中污染物的主要组成为4环以上的PAHs;蚯蚓较易富集低环PAHs,对高环PAHs富集能力较差;400h Tenax连续提取实验得出快速、慢速和极慢速吸附速率常数数量级分别为:10-1~10-2、10-2~10-3、10-4~10-6;而快速、慢速和极慢速解吸比率分别为0.02~0.27、0.01~0.33和0.40~0.95.Tenax 6h单点提取PAHs的量与蚯蚓体内PAHs富集量显著相关,表明6h Tenax对多年老化土壤中PAHs的提取量可以用来作为其生物有效性的评价方法.     

畜粪蚯蚓处理后DOM变化及其与Cu(Ⅱ)的配合特性

研究了畜粪、木屑混合物经蚯蚓处理后水溶性有机物(DOM)分子量及荧光光谱变化.结果表明,经蚯蚓处理后畜粪、木屑混合物中DOM分子量呈整体降低趋势,分子量分布范围变宽,但其DOM分子量仍高于无蚯蚓处理;蚯蚓处理后混合物DOM中的富里酸含量及分子结构芳香化程度增加明显.进一步就蚯蚓处理前后DOM与Cu(Ⅱ)配合后的荧光光谱分析表明,蚯蚓处理后DOM更易与Cu(Ⅱ)产生配合反应并导致其直链变短或芳香基团的裂解;DOM中与Cu(Ⅱ)配合的基团主要包括—OH和—NH2等;且蚯蚓处理后DOM 中的富里酸类物质更易与Cu(Ⅱ)发生配合反应.     

蚯蚓对重金属污染土壤中铅的富集研究

蚯蚓在陆地生态系统中具有十分重要的功能,利用蚯蚓处理重金属污染土壤是一种新型的绿色生物技术。实验通过测定重金属污染土壤中不同铅浓度梯度下蚯蚓在培养期内对铅富集量的研究,结果表明：蚯蚓对铅有较强的富集作用,且随铅浓度的增加,蚯蚓体内的富集量也增加;单住质量蚯蚓培养期内吸收铅量与铅浓度梯度表现出极显著性差异,说明蚯蚓可以作为检测重金属污染土壤中铅的重要生物指标,论证了在重金属污染土壤动物修复中引入蚯蚓的可行性。     

两种分子量分级下DOM的组分特征及其生物毒性

分别采用超滤离心管和超滤杯两种方式制备不同分子量的溶解性有机物（DOM）,探究不同的分子量分级方式对获得的DOM组成成分特征及其生物毒性效应的影响,同时判明各组分联合作用方式.DOM分别来源于城市污水厂出水（EfOM）及商品天然腐植酸（SWR-NOM）.结果表明,两种分级方式获得的不同分子量DOM含有相同的荧光峰,腐殖酸类物质是EfOM与SWR-NOM含有的主要荧光类有机质（FDOM）,占FDOM的56%~91%.同种DOM不同分子量组分中FDOM组成相对含量一致.采用超滤离心管分级得到的DOM在不同分子量区间内SUVA₂₅₄和E2/E3的差异较大,而采用超滤杯分级时差异变化较小.对于发光细菌急性毒性,在同一分子量区间内,采用超滤杯分级获得的DOM组分检测到的发光细菌毒性值大于采用超滤离心管分级检测到的结果,但采用超滤杯分级时<1kDa组分的急性毒性效应值低于检测限.利用浓度加和模型（CA）对DOM中各组分的联合作用方式进行判断,发现DOM混合物的联合毒性符合CA模型,预测联合毒性效应占检测到的实际水样毒性的67%~104%.     

蔬菜类废物两相厌氧消化水解酸化相颗粒降解规律

研究蔬菜类废物两相厌氧消化过程中水解酸化液物化性质随水解时间的变化情况,结合总有机碳(TOC)、溶解性有机碳(DOC)、颗粒粒径和溶解性有机物(DOM)分子量的分析,探讨了蔬菜类废物水解酸化过程中TOC溶出和颗粒降解之间的关系,分析了水解酸化相颗粒物降解规律.实验结果表明,蔬菜类废物水解过程可以分成两个阶段:易水解的颗粒物在前5d迅速水解,TOC浓度迅速升高,在第5d达到最大值4920mg/L,水解产生颗粒态物质的二次平均直径从第1d的58.38μm降至第5d的4.64μm,有机物快速溶出,DOC/TOC比值在第4d达到最大值85%,该水解过程可用Contois模型模拟;第5d后,难水解颗粒物质的缓慢水解起主导作用,颗粒态物质的二次平均直径从4.64μm开始逐渐增大,并稳定在8.97~10.68μm范围内,TOC和DOC溶出率逐渐降低,且DOC溶出率小于TOC溶出率.大分子溶解性有机物的降解也主要集中在水解过程的前5d,水解第1d产生的大分子DOM(1.6×109~1.9×109Da)到第5d已经全部降解成分子量在5×104~4×106Da的DOM;第5d过后,DOM的分子量分布情况并未发生较大变化.表明蔬菜类废物两相厌氧消化工艺过程中水解时间可缩短为5d.     

河流不同分子量溶解性有机质对全氟化合物赋存形态的影响

目前有关水体全氟化合物(PFASs)赋存特征的研究主要集中于总溶解态,对溶解性有机质(DOM)结合态PFASs的研究较为匮乏,尤其忽视了不同分子量DOM对PFASs赋存形态的影响. 为阐明河流上覆水体不同分子量DOM对PFASs赋存形态的影响,本文以长江干支流为例,分析了河流上覆水体11种典型PFASs (C4~C12)的浓度及组成,研究了不同分子量DOM结合态PFASs的赋存特征. 结果表明:①长江上覆水体中PFASs的平均浓度为52.6 ng/L,其中全氟戊酸(PFPeA)和全氟己酸(PFHxA)是最主要的单体污染物;由于受点源污染的影响,武汉段PFASs总溶解浓度及其单体浓度均显著高于其他采样点. ②长江上覆水体中DOM的浓度范围为0.08~3.84 mg/L (以C计),将水体DOM按分子量分离为<1 kDa、1~3 kDa、3~5 kDa、5~10 kDa和>10 kDa五种组分,各采样点中<1 kDa的溶解性有机碳(DOC)浓度(1.56~3.84 mg/L)显著高于其他分子量的DOC浓度. ③对于所检出的PFASs,<1 kDa DOM结合态PFASs (含自由溶解态)的浓度亦显著高于其他分子量DOM结合态PFASs的浓度,且其占水体总溶解态PFASs的比例均在85%以上,说明水体DOM结合态PFASs具有较高的生物有效性. 研究显示,水体不同分子量DOM结合态PFASs的赋存特征存在差异,因此对水体PFASs进行生态风险评价时需综合考虑不同分子量DOM结合态的含量及其生物有效性.      

密云水库微生物相变化对水质及嗅味的影响

研究北京市地表水源密云水库微生物相变化对水质及嗅味的影响.结果表明:密云水库细菌密度和种类相对稳定,对水质影响较小.2005—2006年,平均细菌密度约300 mL－1,多为革兰氏阴性菌,放线菌与霉菌较少.密云水库藻类生长与水质嗅味呈正相关性.年平均浮游微藻密度为655×104 L－1,全年有2个藻类生长高峰期,即9月和5月,藻密度分别为1　665×104和988×104 L－1.高峰期,水库中出现大量蓝绿藻(如颤藻、鱼腥藻、微囊藻等)以及颗粒直链藻,直接导致水体嗅味.2005—2006年,密云水库有机碳含量明显增加,总氮、总磷含量变化不大.      

中国机动车有毒有害空气污染物排放估算

有毒有害空气污染物的环境影响是国内外研究的热点,而机动车排放是其重要源之一.通过资料调研,获得各车型年均行驶里程以及有毒有害空气污染物排放与非甲烷挥发性有机物(NMVOC)排放的质量分数,梳理各车型保有量,利用COPERT Ⅳ模型计算NMVOC排放因子,建立了2005年中国分车型、分省域的有毒有害空气污染物排放清单.结果表明:2005年中国苯,1,3-丁二烯,甲醛,乙醛和丙烯醛的机动车排放总量分别为31.65×104,7.45×104,13.26×104,5.11×104和1.65×104 t,其主要来源于摩托车、汽油小客车和重型柴油货车;广东、山东、江苏、浙江、河北和河南六省排放量较高.      

不同工况蚯蚓人工湿地表层污泥处理效果

通过在传统污泥干化湿地中投加蚯蚓,研究了蚯蚓人工湿地处理污泥技术的可操作性;同时研究了不同污泥负荷48、65、80 kg·(m~2·a)~(-1)、不同蚯蚓投放密度0、0.43、0.54、0.65 kg·m~(-2)以及不同进泥频率等工况条件下,该模拟湿地装置表层污泥的脱水和稳定化效果.结果表明,通过设置入土深度为10 mm的挡板,能够提供蚯蚓在进泥期间的栖身之所,保证蚯蚓湿地的正常运行;蚯蚓的加入能够显著改善人工湿地污泥干化和稳定化的效能,使表层污泥脱氢酶活性(dehydrogenase activity,DHA)更低,含水率和VS分别下降了15%和10%左右,并且在0.65 kg·m~(-2)的蚯蚓投放密度下,蚯蚓人工湿地的稳定化效果最好.随着污泥负荷的增加以及进泥频率的降低,蚯蚓人工湿地运行效能会变差.     

温和溶剂提取预测土壤中多环芳烃的生物有效性

利用正丁醇和羟丙基-β-环糊精（hydroxypropyl-β-cyclodextrin,HPCD）提取来自9个农田土壤中的多环芳烃（polycyclicaromatic hydrocarbons,PAHs）,并应用于评价场地多年老化土壤中PAHs对赤子爱胜蚯蚓（Eisenia fetida）的生物有效性.结果表明,对...