表面活性剂对斜生栅藻的生态毒性研究

以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为受试生物,采用藻类急性毒标准方法研究十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(LAS)和辛基苯基聚氧乙烯醚(TX-100)3种较常用的表面活性剂对藻类的生态毒性.通过斜生栅藻的密度及过氧化物酶活性的测定对其作用机制进行探讨.结果表明,在EC50附近,表面活性剂浓度越大其毒性越强,不同离子型表面活性剂对斜生栅藻毒性从大到小为阳离子(CTAB)、阴离子(LAS)、非离子(TX-100).表面活性剂毒性作用机制主要是被吸附在藻细胞的磷脂双分子膜结构表面,从而引起膜结构的破坏和功能的丧失,进而导致细胞死亡.     

三聚氰胺对藻类的毒性效应及其机理研究

以不同质量浓度的三聚氰胺处理斜生栅藻、近头状伪蹄形藻和铜绿微囊藻,根据其叶绿素a质量浓度、丙二醛浓度和蛋白质质量浓度以及超氧化物歧化酶和过氧化氧酶活性的变化.探讨三聚氰胺对藻类的毒性效及其致毒机理.结果显示.三聚氰胺对3种藻叶绿素a质量浓度的增长均具有明显的抑制作用,抑制效应随处理质量浓度的增加而增强.当处理质量浓度大于1 500mg/L时,叶绿索a质量浓度随处理时间的延长而降低;小于750 mg/L时,其叶绿素a质量浓度缓慢增加,但增加幅度低于对照组.3种藻的丙二醛浓度均随二聚氰胺处理质量浓度的增大而升高,超氧化物歧化酶和过氧化氧酶活性随处理质量浓度的增大而降低,蛋白质的质量浓度没有明显变化.这些生理指标的变化表明,三聚氰胺可能会引起藻细胞中保护性酶活性降低,导致细胞生物膜的脂质过氧化作用增强,藻类载色体活色素体的结构和功能受到损伤,进而影响光合作用.     

镍对栅藻深度处理生活污水的影响研究

将栅藻包埋固定在海藻酸钙凝胶珠中,对人工污水进行深度净化,研究其在不同质量浓度Ni2+条件下对污水中氨氮和正磷酸盐的净化效率,以及净化过程中藻类叶绿素a质量浓度、过氧化物酶(POD)活性变化和去污过程中藻细胞富集Ni2+的情况。结果表明,低质量浓度Ni2+可引起藻细胞应激性反应,光合活性提高,解毒机制增强,未影响氨氮和正磷酸盐的净化效率;高质量浓度Ni2+会造成藻细胞伤害,光合活性减弱,POD活性下降,氨氮和正磷酸盐的净化效率减小。Ni2+对栅藻深度处理生活污水影响程度依据其在水体中的质量浓度。     

亚硝态氮对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长的影响

采用室内培养法.将铜绿微囊藻和四尾栅藻分别置于5种含不同质量浓度亚硝态氮(NO2--N)(0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、4.0mg/L和8.0mg/L)的培养液中,培养10 d,测定不同质量浓度NO2--N对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长的影响.结果表明,0.5～8.0 mg/L的NO2--N可激活铜绿微囊藻的亚硝酸氧化酶和亚硝酸还原酶,进而促进铜绿微囊藻的生长.四尾栅藻因仅具有亚硝酸还原酶,因此只能利用0.5～2.0 mg/L的NO2--N,其利用能力远没有铜绿微囊藻强.培养8 d后,铜绿微囊藻培养液中NH4 -N和NO2 -N的质量浓度明显升高.而NO3--N质量浓度的变化不大;四尾栅藻培养液中NH4 -N,NO3--N和NO3--N质量浓度的变化不大.研究表明,低于8.0 mg/L的NO2--N可促进铜绿微囊藻的生长,高于2.0 mg/L的NO2--N抑制四尾栅藻的生长.     

重金属镉胁迫下鲫鱼不同组织中金属硫蛋白的动态变化

研究一定环境条件下,重金属镉(Cd)胁迫对鲫鱼(Carassius auratus)不同组织中金属硫蛋白(MT)含量的影响.结果表明,水温为(16.5±1.0)℃时,平均体长(15.32±0.63)cm、体重(310.60±5.69)g的鲫鱼不同组织中MT含量的本底值存在显著差异(p<0.05),含量顺序为肝脏(3.018±0.023)～(3.226±0.010)υg·g-1>肾脏(2.663±0.009)～(2.852±0.003)υg·g-1>鳃丝(1.523±0.017)～(1.623±0.009)υg·g-1 >肌肉(1.432±0.011)～(1.474±0.005)υg·g-1,且相对比较稳定.在0.005 mg·L-1、0.050 mg·L-1、0.100 mg·L-1、0.250 mg·L-1和0.500 mg·L-1的Cd2 胁迫下,鲫鱼4种组织中MT含量的总体变化趋势基本一致,即先升高后稳定,且在0～6 h内MT含量的增加速率最大;鳃丝、肝脏和肾脏3种组织中MT含量在12 h时达到峰值,随后略有下降并趋于稳定;肌肉中MT含量在24～96 h达到峰值.鲫鱼4种组织中MT含量在12 h内的增加量与Cd2 的质量浓度显著相关,表现出一定的剂量-效应关系,这表明水体中Cd2 可诱导鲫鱼组织中MT的合成与表达,且诱导时间主要在前12 h内.鲫鱼肝脏、肾脏和鳃丝组织中的MT可作为评价外源重金属Cd污染的生物标志物.     

离子液体对微藻的急性毒性效应

采用流式细胞术研究离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([C4mim][Cl])和1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([C4mim][BF4])对四尾栅藻的毒性影响,测定了细胞增殖、叶绿素荧光、细胞膜完整性和酯酶活性的变化。结果表明,2种离子液体均可抑制细胞增殖,且抑制作用随离子液体质量浓度和暴露时间增加而增强。计算得到96 h[C4mim][Cl]和[C4mim][BF4]的半数效应质量浓度EC50分别为49.61 mg/L和42.22 mg/L。测试期间发现,[C4mim][Cl](质量浓度20~200 mg/L)和[C4mim][BF4](质量浓度20~150 mg/L)对叶绿素荧光强度有一定的抑制作用,对细胞膜完整性无明显影响,随离子液体处理时间延长,对酯酶活性表现为先刺激后抑制作用;经200 mg/L[C4mim][BF4]处理藻细胞96 h后,藻细胞叶绿素的平均荧光强度仅为对照组的20%,酯酶活性为对照组的5%,且95%细胞膜发生破裂。2种离子液体对四尾栅藻均有毒性作用,这表明离子液体一旦进入水环境,将会对水生环境带来一定风险。     

理化因子对多变鱼腥藻溶血素活性的影响

采用对兔血红细胞的溶血实验,测定和分析了多变鱼腥藻(Anabaena variabilis OL S1)培养液在不同生长时期的溶血活性以及温度、pH和金属离子等理化因子对其溶血素活性的影响.结果表明,在对数生长中期多变鱼腥藻开始向胞外分泌活性较高的溶血性毒素,在稳定期溶血活性达到最高.4℃低温几乎完全抑制了溶血素活性;在溶血反应最初的30 min内,溶血活性随着温度的升高而迅速增强;但在反应持续60 min后,16～37℃温度下溶血素活性趋于一致;溶血素在偏酸性条件下活性较高,而pH为7.2～9.0时活性无明显差异;Mg2 、Ca2 能显著增加其溶血活性,Cu2 、Mn2 则显著抑制其活性,Ge2 、Fe3 、Zn2 对其影响不大.红细胞膜组分胆固醇、鞘磷脂和卵磷脂均能竞争性结合溶血素,显著抑制溶血反应,因此可能是溶血素在红细胞膜上的作用受体.     

北京城市河湖营养状态与蓝藻水华研究

2003-2004年的调研结果显示,北京城市河湖(长河水系)总氮平均含量为1.667 mg/L,总磷平均含量为0.144 mg/L,浮游藻类平均细胞密度为41 150×104/L,其中蓝藻占90.0%.浮游藻类的群落结构为蓝藻(Cyanophyta)-绿藻(Chlorophyta)型,河湖水体中营养盐与初级生产力的关系为浮游藻类响应型,连续两年发生以微囊藻(Microcystis)占优势的蓝藻水华.河湖水体5项指标(SD、TP、TN、CODMn、Chla)的TSIM值在57～87间,水体已达到富营养或重富营养程度.其主要原因是:1)营养盐和有机物的污染;2)北京市淡水资源紧缺,补给城市河湖水量少;3)在河湖水系治理中,底部硬化,两侧(或周围)衬砌,破坏了水体的自然生态系统,使其自净能力大大降低.     

水体铜对黄河鲤非特异性免疫功能的影响

研究不同质量浓度的水体铜对黄河鲤非特异性免疫功能的影响,探讨水体铜对黄河鲤的免疫毒性效应.分别用0、0.01 mg/L、0.05 mg/L、0.10 mg/L、0.30 mg/L、0.50 mg/L、0.70 mg/L和1.00 mg/L的Cu2 刺激黄河鲤7 d,测定黄河鲤白细胞数量、NBT阳性细胞数量和血清中溶菌酶活力3个非特异性免疫指标.结果表明,随着Cu2 质量浓度的增加,白细胞数量和溶菌酶活力先增大后减小,而NBT阳性细胞数量减少.0.01mg/L和0.05mg/L的Cu2 对黄河鲤白细胞数和NBT阳性细胞数无显著影响,但能显著提高溶菌酶活力(p＜0.05);0.10 mg/L、0.30 mg/L、0.50 mg/L、0.70 mg/L和1.00 mg/L的Cu2 可显著提高白细胞数量(p＜0.05),但会显著降低NBT阳性细胞数和溶菌酶活力(p＜0.05).研究表明,水体中0.01 mg/L和0.05mg/L的Cu2 对黄河鲤的非特异性免疫功能无显著影响,但0.10mg/L、0.30 mg/L、0.50 mg/L、0.70 mg/L和1.00 mg/L的Cu2 对黄河鲤有免疫毒性,会使黄河鲤非特异性免疫功能明显下降.本研究可为黄河鲤的集约化养殖生产及养殖水体的评价和检测提供科学依据.     

青海湖氮素分布特征及其对藻类生长的影响

以青海湖水体的11个样点为研究对象,测定不同形态氮素(总氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮)质量浓度、藻类数量及叶绿素质量浓度,同时测定其他相关因子,并对氮素对藻类生长的影响进行分析。结果表明:青海湖水体中总氮、硝酸盐氮及氨氮质量浓度分别为0.80mg/L、0.28 mg/L和0.20mg/L,且湖心区(深水区)样点质量浓度大于岸边区(浅水区)样点,浅水区植物生长及沙柳河等外源输入均对氮素质量浓度有一定程度的影响;亚硝酸盐氮质量浓度为9.70μg.L-1,浅水区质量浓度高于深水区;浅水区氨氮的氧化作用可能是亚硝酸盐氮质量浓度在浅水区高于深水区的主要原因,同时溶解氧是此过程的限制因子;水体氮素与藻类数量为显著的负相关性,但与叶绿素质量浓度为显著正相关性。青海湖水体不同形态氮素分布具有不同特征,且氮素对藻类的生长和繁殖具有不同的影响。     

重金属Cu2+抗性菌的筛选与吸附性能研究

采用富集培养方法从污水处理厂污泥中分离筛选出3株对Cu2+吸附能力较强的菌株,考察pH值、温度和Cu2+初始质量浓度对3株菌吸附能力的影响。结果表明,Z-1-4在pH值为5.0,30℃,Cu2+质量浓度为140 mg/L时吸附效果最好;Z-1-5在pH值为6.0,28℃,Cu2+质量浓度为170 mg/L时吸附效果最好;Z-1-6在pH值为6.0,28℃,Cu2+质量浓度为140 mg/L时吸附效果最好。其中菌株Z-1-5吸附能力最强,吸附容量可达13.68 mg/g。对Z-1-5进行16S rDNA序列分析,初步确定为鞘胺醇单胞菌(Sphingomonas sp.)。     

铜、镉对鮸鱼幼鱼鳃丝Na^＋ -K^＋ -ATPase和肝脏SOD酶活性的影响

以鮸鱼（Miichthysmiiuy）幼鱼为研究对象,研究了Cu^2＋和Cd2＋对鮸鱼幼鱼鳃丝Na^＋-K^＋-ATPase和肝脏SOD酶活性的影响。以6个Cu^2＋浓度（0.01mg/L、0.05mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L、0.4mg/L和0.8mg/L）和6个Cd^2＋浓度（0.005mg/L、0.025mg/L、0.05mg/L、0.1mg/L、0.2mg/L、0.4mg/L）对鮸鱼幼鱼进行8d染毒。结果表明,Cu^2＋和Cd^2＋各处理组鱼鳃丝Na^＋-K^＋-ATPase活力随取样时间的变化显著（P〈0.05）,且呈峰值变化,在1d时达到最大值,然后缓慢下降,最后各处理组酶活力趋于稳定。两种重金属离子对鮸鱼鳃丝Na^＋-K^＋-ATPase活力的影响在同一取样时间各处理组间的差异也显著（P〈0.05）,其影响程度与重金属的浓度呈负相关,且Cd2＋浓度为0.4mg/L时,在第8天酶活力与对照组的差异不显著（P〉0.05）。Cu^2＋和Cd2＋在1～8d对鮸鱼鳃丝Na^＋-K^＋-ATPase活力的诱导率表现为Cu^2＋〉Cd^2＋。低浓度组Cu^2＋和Cd^2＋曝露时,鮸鱼肝组织中SOD活性变化在短时间内不明显（P〉0.05）,但随着时间的延长,SOD活性提高,与对照组差异显著（P〈0.05）,导致“毒物兴奋效应”。高浓度Cu^2＋和Cd^2＋曝露时,随着时间的延长和浓度的增强,肝组织SOD的活力抑制越明显（P〈0.05）。     

矿山循环水中SO42-的脱除研究

采用吸附法、七铝酸十二钙法、石灰-氯化铝絮凝沉淀法对矿山循环水中高浓度SO24-的脱除进行研究。结果表明:单纯采用吸附法来处理废水,处理后水中的SO24-远不能达到工业用水标准;实验室制备的七铝酸十二钙对SO24-的去除效果不理想,仅为35%,也无法达到工业用水标准;采用石灰-氯化铝絮凝沉淀法处理废水时,当Al3+投加量为420mg/L,pH值为11时,去除率高达90%以上,可使废水中的SO24-质量浓度从1 800 mg/L降至200mg/L以下,完全可循环回用于矿山的选矿和采矿生产。     

贫营养条件下MBR与IAMBR脱氮效果分析

以膜生物反应器(Membrane Bio-Reactor,MBR)工艺和间歇曝气式膜生物反应器(Intermittent Aeration Membrane Bio-Reactor,IAMBR)工艺进行对比运行试验,探求贫营养条件下系统的运行和脱氮特性。定期测量各项氮指标及混合液污泥浓度等数据,结果表明:IAMBR系统整个周期内的氨氮去除率(平均值为81%)基本高于MBR(平均值为76%);IAMBR的总氮去除率虽然有限,但基本维持了理论上的出水总氮质量浓度小于进水总氮质量浓度,优于MBR的总氮去除率负值状态;试验末期,MBR的污泥质量浓度迅速下降至3 650 mg/L以下,而间歇曝气式IAMBR的污泥质量浓度仍旧保持在4 530 mg/L。因此,整体来看IAMBR系统比MBR更能经受贫营养环境的冲击。     

营养条件对氧化亚铁硫杆菌生长及其铁沉淀的影响研究

为减少氧化亚铁硫杆菌培养过程中沉淀的产生,对其营养条件进行优化,研究不同氮源、磷源、初始Fe2+质量浓度及pH值对菌体生长和沉淀量的影响。结果表明:最佳氮源(NH4)2HPO4质量浓度为1.5 g/L时,取代了(NH4)2SO4和K2HPO4,同时作为氮源和磷源;优化后的培养基初始Fe2+质量浓度为13.5 g/L,pH值为1.8。优化后培养条件下菌体生长有较高氧化活性且沉淀量少。     

臭氧在循环冷却水处理中的杀菌作用

研究了影响臭氧杀菌的基本因素.结果表明,冷却水的pH值和水温对处理效果影响不大;水中的剩余臭氧浓度是决定臭氧杀菌能力的主要因素;臭氧的消耗量与系统中的微生物数量有关.当水中剩余臭氧质量浓度为0.05 mg/L,接触时间为14 min时,可使灭菌率达99%.循环水处理过程中,为了控制系统中微生物的滋长所需维持的剩余臭氧质量浓度为0.05mg/L.在一定pH值范围(7.0～9.0)内,臭氧的灭菌能力基本相同.在相同的剩余臭氧浓度条件下,臭氧的杀菌能力基本不受温度影响.在循环冷却水系统中,相同的起始菌数条件下,投加臭氧后细菌数目迅速减少,单位时间投加的臭氧越多,则杀菌率越高.     

进水方式对序批式深床人工湿地硝化效能的影响

针对现有人工湿地硝化效能低、占地面积大的问题,研究污水处理厂尾水人工湿地高效硝化深度处理技术,采用序批式深床人工湿地反应器(DSCW),考察进水方式及其运行工况对硝化效能的影响。结果表明,进水方式、进水时间和闲置时间对湿地硝化效能影响显著。进水方式采用"连续进水-间歇出水"较连续进出水运行工况NH_4~+-N去除率高39.69%。连续进水时间为5.5 h、7.5 h、11.5 h时,NH_4~+-N去除率分别为81.82%、88.12%、89.91%;闲置时间为0、2 h、4 h时,NH_4~+-N去除率分别为88.12%、94.46%、92.60%。反应器在水温(20±3)℃、负荷35.56 g NH_4~+-N/(m2·d)、连续进水7.5 h-间歇出水0.5 h-排空闲置2 h运行工况下,出水NH_4~+-N为0.91 mg/L,去除率为94.46%,系统NH_4~+-N去除效能大幅提高。     

PVA/ZnONPs活细胞固定化载体的构建及喹啉生物降解特性试验研究

利用ZnO纳米颗粒(ZnONPs)修饰聚乙烯醇(PVA)制备活细胞固定化载体,并将喹啉降解菌Ochrobactrum sp.LC-1固定。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析结果表明,ZnONPs均匀地分布在PVA内部孔隙表面,强化了对细菌及喹啉的吸附效果,且载体内部有大量孔隙支持细菌生长。喹啉生物降解结果表明,固定化细胞喹啉氧化还原酶(Qor)活性是游离细胞的1.7倍,喹啉降解能力大大增强。固定化细胞经驯化后,在喹啉起始质量浓度500 mg/L的条件下,10 h后,固定化细胞喹啉降解率为99.8%,远高于游离细胞的43.2%。当喹啉质量浓度为600~800 mg/L时,固定化细胞对喹啉的降解率可稳定在95%以上,固定化细胞重复利用30次后,喹啉降解率仍维持在94.9%以上,表现出良好的机械耐受强度,可应用于实际生产。     

US/Fenton试剂协同处理焦化废水的研究

采用US (超声波)协同Fenton试剂氧化法处理焦化废水,考察了H2O2投加量、Fe2 投加量、废水的pH、反应时间和超声波功率对处理效果的影响,确定了最佳工艺条件.结果表明,在H2O2投加量7.0 g/L;Fe2 投加量500 mg/L;pH=3.0; 反应时间 40 min; 超声波功率 600 W 的条件下,COD、NH3-N、CN-和色度的去除率分别达95.8%、71.3%、69.5%和75.2%,出水COD降至41.0 mg/L.在相同条件下,US/Fenton试剂协同法的处理效率比单独Fenton试剂氧化法的处理效率提高了约20%,且反应时间显著缩短.