饮用水生物稳定性控制指标体系研究

主要阐述了饮用水生物稳定性的主要控制指标AOC(可生物同化有机碳)、BDOC(可生物降解溶解性有机碳)、TP(总磷)、MAP(可生物利用磷)、BGP(细菌生长潜力)及其测定方法和AOC-T DWMS评价体系.利用层次分析法确定了在城市输水管网中各控制指标的重要性权,使城市饮用水的处理更具有针对性,保证城市饮用水的生物稳定性.     

单因素对复合固定化烟曲霉小球去除Cr(Ⅵ)的影响

利用聚乙烯醇-海藻酸钠-活性炭粉末制作固定化烟曲霉小球,并以其为吸附介质,在30℃、120 r/min的培养条件下,考察了不同初始pH值、葡萄糖质量浓度、NaCl质量浓度和Cr(Ⅵ)质量浓度时固定化烟曲霉小球对模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附效果.结果表明,固定化烟曲霉小球在中性偏酸环境中对Cr(Ⅵ)有更好的吸附效果,且吸附效率随葡萄糖初始添加量的增加呈增大趋势;NaCl在初始添加量较低时对Cr(Ⅵ)吸附效果影响不大,质量浓度较高时,则会对Cr(Ⅵ)的吸附效果产生显著影响;固定化烟曲霉小球对Cr(Ⅵ)的吸附效率随Cr(Ⅵ)质量浓度的增加呈递减趋势,而吸附量随Cr(Ⅵ)质量浓度的增加呈递增趋势.     

氯苯对球形红细菌的毒性效应研究

研究不同质量浓度氯苯对光合细菌球形红细菌(Rhodobacter sphaeroides)生长和脱氢酶活性的影响.结果发现,当氯苯质量浓度达到80 mg/L时,即可抑制球形红细菌的生长;当氯苯质量浓度增加到1 000 mg/L时,球形红细菌的生长被完全抑制.球形红细菌脱氢酶活性随氯苯质量浓度增加而明显降低.在此基础上进一步运用化学品对水生生物急性毒性实验的标准方法研究了氯苯对球形红细菌的毒性效应.结果表明,氯苯对球形红细菌生长的安全质量浓度(最低可见效应质量浓度LOEC)为40 mg/L.抑制球形红细菌生长的96 h-EC50为346.7 mg/L.氯苯与球形红细菌的质量浓度-效应方程为y=11.1459-2.416x,R2=0.989 7.对该质量浓度-效应方程进行χ2检验表明,结果符合精度要求,计算出的96 h-EC50真实可靠.     

紫外LED联合次氯酸钠灭活枯草芽孢杆菌的影响因素

为了探究不同水质对紫外发光二极管(UV-LED)联合次氯酸钠灭活枯草芽孢杆菌(ATCC6633)效果的影响,通过改变初始氯质量浓度、初始菌液浓度、p H值、温度、无机阴阳离子浓度及腐殖酸质量浓度等6种常见水质条件来观察其分别对试验灭活率的影响。结果表明,灭活率随初始氯质量浓度增加先升高后降低,初始氯质量浓度为8 mg/L时灭活率为5. 9个对数级,达到最高值;灭活率则随初始菌液浓度升高而降低,在初始菌液浓度为104cfu/m L时,灭活率最高,达6. 2个对数级;灭活率随p H值上升有显著降低,酸性条件下灭活率明显好于碱性条件,在p H=6时灭活率为6. 59个对数级;灭活率随温度上升先升高后降低,在25℃时灭活率最高为5. 9个对数级。碳酸氢根离子浓度的增加会对灭活产生抑制作用,锰离子质量浓度的增加同样会降低枯草芽孢杆菌的灭活率。溶液中腐殖酸的存在也会对灭活有抑制作用,且质量浓度越大抑制效果越明显。动力学分析表明,UV-LED联合次氯酸钠对枯草芽孢杆菌的反应遵从假一级反应动力学,反应速率常数k的变化幅度表明,p H值、初始氯质量浓度和HA质量浓度对试验灭活的影响高于其他3种水质条件。     

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。     

一株蜡状芽孢杆菌降解毒死蜱的影响因素研究

为了明确一株蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus HY-2)对毒死蜱的降解特性,在基础培养基中定量添加毒死蜱和降解菌进行混合摇培,每12 h取样检测毒死蜱残留量和菌株生长量,研究了接种量、毒死蜱初始质量浓度和含盐量等因素对菌株降解毒死蜱的影响。结果表明,接种量为8%(体积分数,接种体密度为OD600=3.0)时对80mg/L毒死蜱的降解率最高,为53%。随毒死蜱初始质量浓度增加,菌株的生长受到不同程度的抑制,然而随着毒死蜱的降解,菌体的生长量迅速增加,培养液的p H值随降解菌的增殖而逐渐上升。毒死蜱初始质量浓度为40~150 mg/L时,随降解时间延长,毒死蜱的残留质量浓度逐渐下降;而毒死蜱初始质量浓度为200 mg/L时,毒死蜱质量浓度在降解过程中出现了先上升后下降、然后逐渐下降的现象。降解菌对Na Cl有较高的耐受度,当Na Cl质量浓度为20~70 g/L时,降解菌在60 h时对80 mg/L毒死蜱的降解率为27%~53%。     

铁对铜绿微囊藻生长活性及产毒的影响

以MA培养基为基础,向无铁培养基中添加不同质量浓度的FeCl3,对对数生长期的铜绿微囊藻进行接种培养,比较不同Fe3+浓度下,铜绿微囊藻的生长、活性及产毒状况.结果表明,无Fe3+时,藻的生长、细胞活性和产毒受到抑制;Fe3+浓度增大时,有利于藻的生长,且当Fe3+质量浓度为0.42 mg/L时,培养42 d后细胞密度达到最大(4.5×1010个/L).过高或过低浓度的Fe3+均会抑制藻细胞活性和毒素的产生.Fe3+质量浓度为0.04 mg/L时,脱氢酶活性较好;质量浓度为0.10 mg/L时,适宜藻毒素MCLR的生成,且单位生物量藻细胞的MCLR产量可达0.32 mg.研究表明,Fe3+浓度对藻细胞完整性的影响不大,而且藻细胞的最佳生长条件并不是其最佳产毒条件.     

不同碳源及光照对小球藻生长和产油脂的影响

考察了3种碳源(葡萄糖、NaHCO3和乙酸钠)在不同初始质量浓度和光照条件下对小球藻(Chlorella vulgaris)生长和产油脂的影响。采用OD680和生物量来评价小球藻的生长情况;以溶剂浸提法提取生物油脂,并以油脂质量分数和油脂产量来描述产油脂特性。结果表明,经过9 d的培养,3种碳源中葡萄糖是最佳有机碳源。由其培养的小球藻生长速率最快,由NaHCO3培养的小球藻的生长效果不如葡萄糖,而乙酸钠不利于小球藻的生长。随着光照的增强,小球藻光合效率提高,生物量逐渐提高,5 000 lx最利于小球藻的生长,而1 600 lx最利于小球藻油脂的积累。研究表明,光照5 000 lx下,初始质量浓度为15 g/L的葡萄糖作为碳源是小球藻适宜的生长和产油条件,获得了3.17 g/L的最大生物量和1.025 g/L的最大油脂产量。     

万年青在镉铀胁迫下的富集特征和生理生化机制

为探究万年青修复镉铀污染土壤的效率及镉铀胁迫对其生理特性的影响,通过水培试验,研究了不同质量浓度镉(0、20 mg/L、40mg/L)、铀(0、0.1 mg/L、1 mg/L、5 mg/L、10 mg/L、20 mg/L)胁迫下万年青的生长、生理响应及耐性、吸收和积累特征。结果表明,在相同质量浓度镉胁迫下,随溶液中铀质量浓度升高,万年青丙二醛(MDA)含量呈明显上升趋势,光合色素质量比、可溶性蛋白质质量比、过氧化物酶(POD)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性呈先升后降趋势,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性呈缓慢升高趋势。随铀处理质量浓度升高,根部铀富集系数逐渐降低,转移系数也逐渐下降;万年青对铀元素的富集主要在根部,且从根部向地上部转移的能力随铀处理质量浓度升高而降低。随铀质量浓度增加万年青对铀的富集量逐渐上升,但均表现为根部富集量高于地上部分。当镉、铀质量浓度均为20 mg/L时,万年青对铀的富集量最大,根部富集量达到(898.48±2.53)mg/kg,地上部(茎叶部)富集量达到(277.27±2.52)mg/kg。     

生物质炭施用和不同水分管理对水稻生长和Cd吸收的影响

向实际Cd污染土壤中添加不同质量比(0.5％、1％和2％)的生物质炭,并结合不同水分管理方式,研究该处理对Cd污染土壤的修复效果.结果表明,添加生物质炭提高了淹水处理中水稻各生育期土壤溶液pH值和可溶性有机碳(DOC)质量浓度及土壤pH值,且增幅随生物质炭添加量增加而升高;旱作处理中仅2％生物质炭添加量处理显著提高了各生育期土壤溶液pH值和DOC质量浓度,但所有处理均提高了土壤pH值;生物质炭显著降低了土壤Cd生物有效性,下降幅度达5.09％～68.7％.施用生物质炭后,水稻的株高、稻米产量和水稻总生物量均有显著提高.淹水条件下施用生物质炭显著降低了水稻籽粒中Cd质量比(下降幅度为36.9％～73.4％),而在旱作条件下则增加了水稻籽粒中Cd质量比,这可能与不同水分条件下生物质炭的分解及其携带的Cd有关.研究表明,采用1％生物质炭施用量和淹水的农业措施可有效降低土壤有效态Cd含量和水稻籽粒中Cd含量.     

一株DDT降解菌的鉴定及其生物学特性

利用DDT为唯一碳源筛选、纯化得到DDT降解菌株DT1,通过形态特征、生理生化特性及系统发育分析鉴定为假单胞菌属细菌(Pseudomonas sp.)。通过单因子试验及差异显著性分析得到菌株DT1的最佳生长条件为37℃、初始p H值8.0、DDT初始质量浓度20mg/L、最适Na Cl质量浓度1 mg/L。通过正交试验优化菌株DT1的降解能力,最优方案为温度37℃、p H值9.0、DDT初始质量浓度30 mg/L,可将DDT降解率提高到60.85%。影响其降解能力的环境因素从主到次依次为温度、p H值、DDT初始质量浓度。     

铀胁迫对香根草生理生化指标的影响

采用水培方式研究了不同质量浓度(0、0.1 mg/L、1 mg/L、5mg/L、10 mg/L、20 mg/L)铀胁迫下香根草光合色素质量比、可溶性蛋白质质量比、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化物酶POD、过氧化氢酶CAT)活性、非酶物质(非蛋白巯基NPT、谷胱甘肽GSH和植物络合素PCs)含量的变化.结果表明,铀质量浓度为0.1 mg/L和1 mg/L时,可促进香根草光合色素和可溶性蛋白质质量比的增加,但随铀质量浓度增加,光合色素和可溶性蛋白质质量比逐渐下降.铀胁迫诱导香根草体内MDA含量、POD活性和CAT活性呈明显升高的趋势,SOD活性则表现为逐渐下降的趋势.不同质量浓度铀胁迫对香根草根部NPT、GSH和PCs含量无明显影响,铀质量浓度为0.1 mg/L时香根草根部NPT、GSH和PCs含量略有增加;随铀胁迫质量浓度增加,叶片内GSH含量逐渐下降,NPT和PCs含量则逐渐升高.     

铁细菌在含油工业循环水中的生长及对碳钢腐蚀

模拟装置上研究了含油循环水中铁细菌生长的影响因素及其对碳钢的腐蚀作用。结果表明,水中铁细菌的菌落数随运行时间呈无规则变化,用实验时间内的累计菌落数来表征铁细菌的生长状况可行。累计菌落数随着油浓度增加,先增大后趋稳,碳钢腐蚀速率随油浓度增加而增加,但油质量浓度大于400 mg/L时,腐蚀速率降低。25℃时含油水中铁细菌生长得最旺盛,碳钢腐蚀速率也较大,温度过低或过高温度不利于铁细菌生长。pH=6~9内,随着pH值增加累计菌落数和碳钢腐蚀速率均降低。累计菌落数随着缓蚀阻垢剂浓度的增加而减小,碳钢腐蚀率也随之减小。随着浓缩倍数的增加,累计菌落数和碳钢腐蚀速率均随之增加。     

有机垃圾热解生物碳的研究进展

生物碳是有机垃圾热解的产物。生物碳具有多孔性、高比表面积、高度芳香化结构,充当土壤活性调理剂能增加土壤微生物吸附性能,保水、保肥,促进作物生长,同时还具有贮碳功能。综述了近年来有机垃圾热解及热解生物碳的研究进展,着重介绍了生物碳的形成条件、特征结构、在土壤中的生物与非生物氧化过程,以及对全球气候变化和土壤环境效益等研究动态。展望了有机垃圾热解生物碳技术用于城镇有机垃圾处理的发展前景,提出应重点加强的几个研究方向:1)实现不同混合垃圾制取相似结构的生物碳;2)垃圾热解过程中污染物的控制;3)有机垃圾生物碳的土壤环境行为与环境效益。     

固定化微生物-纳米铁的制备及对高氯酸盐的降解

应用琼脂制备包覆型微生物-纳米零价铁复合物,并进行干燥处理,研究该复合物降解高氯酸盐的性能及活化、海藻糖、保存时间对降解性能的影响。微生物采自污水处理厂二沉池的活性污泥并驯化4个月。采用液相还原法制备纳米铁。纳米铁为直径约80 nm的球形颗粒物。复合物表面呈非晶型的疏松结构,其中直径5μm左右的球形团块是活性污泥的颗粒结构。活性污泥微生物可在12 d内将初始质量浓度50.0 mg/L的高氯酸降解至检测限以下,反应拐点出现在第8 d,显示其具有高氯酸盐自养性能。制备时添加海藻糖并经活化、保存7 d的复合物可在18 d内将初始质量浓度50.0 mg/L的高氯酸降解至检测限以下,反应拐点出现在第9 d。未活化组在18 d内将高氯酸盐质量浓度降低了8%,说明活化对复合材料降解高氯盐的性能有重要作用。未添加海藻糖的复合物反应拐点为第12 d,比添加海藻糖的迟了3 d,表明海藻糖在一定程度上可保护其微生物活性。保存30 d和保存7 d的复合物的降解性能没有显著区别,表明复合材料可长期保存而不失生物活性。     

氯化法处理医院废水的研究

介绍了次氯酸钠法和液氯法2种目前常用的处理医院废水的方法.对2家医院的废水处理过程进行了测试及实验研究.结果表明,这2家医院的废水处理后细菌总数和余氯量未达到国家规定的排放标准.主要原因是加氯量不精确,加氯后的停留时间不足,不能有效杀死废水中的病菌.对加氯量和停留时间的实验研究表明,每吨医院废水中次氯酸钠和液氯的最佳投入量分别为90 g和9 g,加氯后的停留时间不少于60min.     

二氧化氯杀藻无机副产物亚氯酸盐生成规律研究

研究了不同二氧化氯投加量、接触时间、pH值下二氧化氯杀藻中亚氯酸盐的生成规律及其他水质条件(藻初始质量浓度、有机物和氨氮)对亚氯酸盐生成的影响。结果表明,亚氯酸盐生成量随着二氧化氯投加量的增大和时间的延长而增大。放置2 h,生成的亚氯酸盐占二氧化氯初始投加量的10%~30%。二氧化氯杀藻的水样放置时间越长,开始生成亚氯酸盐的pH值就越低。放置30 min时生成亚氯酸盐的起始pH值为6,放置70 min时起始pH值为3.9。在酸性条件下,亚氯酸盐的生成量随pH值增大而增大;而从中性到碱性,亚氯酸盐增加缓慢。藻初始叶绿素a的质量浓度超过14.93μg/L时,亚氯酸盐的生成量随藻初始质量浓度的增大而增大。有机物促进了亚氯酸盐的生成,但亚氯酸盐的生成量并没有随有机物质量浓度的增加而增加。增大氨氮质量浓度,亚氯酸盐的生成量有降低的趋势。     

湿地土壤活性有机碳研究进展

本研究对湿地土壤活性有机碳的生物地球化学循环过程、测量方法、影响因素进行系统梳理,并从研究的不足之处提出了未来的研究方向,主要结论包括:(1)湿地土壤活性有机碳的研究还相对较少,对于活性炭的测量还不是那么全面,应该按照活性炭分组逐级进行,对于同一湿地进行深入分析。(2)国内外关于湿地土壤活性有机碳的研究主要集中在滨海湿地,对于高寒和干旱区湿地的研究还相对较少,应加强干旱、高寒区湿地土壤活性有机碳的研究,填补湿地研究的不足。(3)对于湿地土壤活性有机碳的研究多采用室内模拟配演实验,应该在实验地建立湿地土壤活性有机碳长期观测点,以便能够观测到最真实状态下湿地土壤活性有机碳的变化。     

氨基比林在氯化消毒前后对小球藻生长及生理特性的影响

为探讨典型的吡唑酮类药物——氨基比林(Aminopyrine,AMP)在氯化消毒前后对普通小球藻生长及生理特性的影响,设置了生长抑制试验和生理特性影响试验。在生长抑制试验中,设定药物暴露质量浓度为0.1~32.0 mg/L,共7个处理组,以不加药物组为对照组,再按照药物与氯气(C12)物质的量比为4:1、1:1、1:2、1:5分别向各处理组加入相应的NaClO溶液,并氮吹至余氯在检测限下,测定小球藻的生物量。结果表明:72 h内小球藻的生长抑制率先升高后降低,并随药物质量浓度升高而升高;氯化消毒处理后,抑制率随投氯量增加而上升。在生理特性影响试验中,设置药物质量浓度为2.0~32.0 mg/L,共5个处理组,其他处理同生长抑制试验,测定培养96 h后的抗氧化酶(超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT)活性和丙二醛(MDA)含量,结果表明:MDA含量随机体抗氧化酶活性降低而升高;氯化消毒处理后,1:5处理组的SOD和CAT活性均低于氯化消毒前,而MDA含量均高于氯化消毒前,表明该比例的氯化消毒对小球藻的抑制作用较其他各组更为显著。     

表面活性剂用量对有机膨润土稳定性的影响

为研究有机膨润土的稳定性,通过添加不同用量的表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)对有机膨润土进行改性处理.将制成的有机膨润土加入清水中,通过不同振荡时间、振荡强度、超声处理时间、温度、pH值及不同浓度盐溶液的处理后,测定离心得到的上清液中总有机碳(TOC)的含量.结果表明,相同处理条件下(超声处理除外),有机膨润土的稳定性均随着改性时表面活性剂用量的增加而逐渐降低.当表面活性剂用量小于或等于膨润土阳离子交换量(CEC)时,制备的有机膨润土比较稳定.振荡时间、振荡强度及反应温度对有机膨润土稳定性的影响不明显;增加超声波处理时间、pH值过高或过低均会降低有机膨润土的稳定性;提高处理溶液中的NaCl、CaCl2浓度.可增加有机膨膨润土尤其是高表面活性剂用量的改性有机膨润土的稳定性.因此,为避免有机膨润土的二次污染,在利用表面活性剂制造有机膨润土时,应根据膨润土的阳离子交换量确定适宜的表面活性剂用量,并使溶液pH值处于中性范围.