环糊精及其衍生物对降低铅和菲的藻类毒性研究

研究了环糊精(CD)及其衍生物对重金属铅和有机物菲及其复合污染胁迫下斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)的毒性影响。结果表明,天冬氨酸-β-CD(ACD)具有促进斜生栅藻生长的作用。在单一铅或菲胁迫下,低浓度时能促进斜生栅藻的生长作用,但当铅质量浓度≥0.10mg/L或菲质量浓度≥10μg/L时,斜生栅藻的生长都受到了不同程度的抑制。100 mg/L的ACD加入后,在相同浓度的铅或菲胁迫下,斜生栅藻抑制率明显降低。其中,铅对斜生栅藻96h的半数效应浓度(EC50)由0.96mg/L增加到了3.79mg/L,菲对斜生栅藻96h的EC50由40μg/L增加到了104μg/L,毒性明显降低。复合污染时,铅和菲对斜生栅藻的毒性表现出协同作用。不同CD(α-CD、β-CD和γ-CD)及其衍生物(ACD和羟丙基-β-CD)中,对降低斜生栅藻毒性效果最好的为ACD。     

用水生生物对重金属污染土壤进行生态毒理评价

应用斜生栅藻(Scenedesmusobliquus)和明亮发光杆菌T3(Photobacteriumphosphoreum)急性毒性实验方法对重金属污染土壤的进行生态毒理评价,结果表明,斜生栅藻的生长繁殖率和发光菌的相对发光度与土壤中的重金属含量明显相关,并且随重金属投加量的增加,其生长繁殖率和发光度逐渐降低。对3种测试参数进行比较可知,斜生栅藻细胞数增长率是最敏感的土壤毒性检测指标。土壤的毒性在复合污染的条件下比在单一污染的条件下高很多。本研究的结果可以为污染土壤的优先修复提供理论依据。     

用水生生物对重金属污染土壤进行生态毒理评价

应用斜生栅藻（Scenedesmus obliquus）和明亮发光杆菌T3（Photobacterium phosphoreum）急性毒性实验方法对重金属污染土壤的进行生态毒理评价，结果表明，斜生栅藻的生长繁殖率和发光菌的相对发光度与土壤中的重金属含量明显相关，并且随重金属投加量的增加，其生长繁殖率和发光度逐渐降低。对3种测试参数进行比较可知，斜生栅藻细胞数增长率是最敏感的土壤毒性检测指标。土壤的毒性在复合污染的条件下比在单一污染的条件下高很多。本研究的结果可以为污染土壤的优先修复提供理论依据。     

甘氨酸-β-环糊精对菲的增溶、解吸行为研究

为改善β-环糊精的水溶性,将β-环糊精和甘氨酸在碱性条件下用环氧氯丙烷连接起来,得到水溶性极好的甘氨酸-β-环糊精,研究了甘氨酸-β-环糊精对菲的增溶、解吸行为,考察了pH、甘氨酸-β-环糊精初始浓度、温度、不同环糊精类型对菲解吸的影响。结果表明,甘氨酸-β-环糊精对菲的增溶效果显著,其初始质量浓度为30 g/L时,对菲的增溶倍数可以达到近30倍;甘氨酸-β-环糊精对菲的解吸随pH的升高而降低;升高甘氨酸-β-环糊精初始浓度和温度有利于菲的解吸;甘氨酸-β-环糊精对菲的解吸好于α-环糊精和β-环糊精,甘氨酸-β-环糊精对菲污染土壤的解吸符合准二级动力学方程。该静态解吸研究可以为菲污染土壤的修复提供基础信息。     

沼液中土著菌对斜生栅藻去除污染物效果的影响

研究斜生栅藻对沼液的净化效果,并分析沼液中土著菌对污染物去除效果的影响。在不同的初始藻细胞接种量条件下,根据藻细胞干重、细菌总数及COD、TP和TN浓度的变化趋势,比较斜生栅藻对原沼液和灭菌沼液的净化效果。在藻类培养初期,沼液中土著菌与斜生栅藻之间存在明显的共生关系,当初始藻细胞接种量为0.1 g·L~(-1)时,原沼液中藻细胞干重达到最大值即2.11 g·L~(-1)。在藻类对数生长阶段,沼液中土著菌与斜生栅藻在藻细胞生长量和污染物去除方面表现出明显的协同作用。研究结果表明,斜生栅藻与土著菌组成的共生系统对沼液具有较好的净化作用,且所得的藻类生物量可以作为产能原料。     

乙酰甲胺磷对斜生栅藻的毒性及细菌降解研究

采用血球计数法测定斜生栅藻细胞数目,研究了乙酰甲胺磷对斜生栅藻的毒性作用,并通过藻类培养液中接种经过筛选得到的乙酰甲胺磷高效降解菌测定其对乙酰甲胺磷毒性的去除影响。研究结果表明,乙酰甲胺磷对斜生栅藻的抑制中浓度(EC50)大于159 mg/L,急性毒性为低毒。但进一步研究发现,在7 d后,EC50为174.68 mg/L,明显低于24 h的1 128.57 mg/L,存在亚慢性毒性。通过藻类培养液接种高效降解菌Y-6,乙酰甲胺磷对藻类的生长抑制程度减轻。     

家用洗衣粉中磷对斜生栅藻生长的影响

以洗衣粉中的有机磷为磷源,通过室内模拟的方法研究在不同磷浓度的水体条件下斜生栅藻的生长情况,以及磷对斜生栅藻的生长是否有毒害作用.通过显微计数测定藻细胞数目来探讨洗衣粉中磷对斜生栅藻生长的影响;同时分析了洗衣粉中磷对斜生栅藻96 h生长期中光合色素的影响.结果表明,洗衣粉中的磷除了促进藻生长外,其浓度过低或过高都会抑制藻的生长.由实验结果可得,磷对藻生长的富营养化作用和毒性作用取决于磷浓度的高低.     

曝气对遮光条件下藻类消亡的影响

以斜生栅藻和铜绿微囊藻为材料,分析低光照度范围内藻类光合作用特性和呼吸速率,研究曝气对遮光条件下藻类消亡过程的影响.结果表明,(25±1) ℃时斜生栅藻和铜绿微囊藻的光补偿点分别为600、720 lx,呼吸速率分别为89、57 μmol/(mg*h);光照度低于光补偿点,藻类内源呼吸导致水体DO浓度降低;单纯遮光(光照度为0 lx)处理7 d,斜生栅藻和铜绿微囊藻生物量去除率(以OD650计)分别为17.2%和39.1%;增加曝气措施后,斜生栅藻和铜绿微囊藻去除率分别上升到71.3%和92.0%,曝气能有效促进藻类消亡.实验数据拟合结果证明,藻细胞消亡符合藻细胞内源呼吸-衰减模型.     

天冬氨酸-β-环糊精对土壤中芴和镉的分配行为研究

通过β-环糊精与天冬氨酸的反应合成了水溶性极好的天冬氨酸-β-环糊精(ACD)。运用分子荧光光谱仪和X射线光电子能谱仪分别研究了ACD对芴的包结作用和对镉(Cd)的配位作用,在此基础上研究了土壤对ACD的吸附行为以及ACD对土壤中芴和Cd的分配行为影响。结果表明:合成的ACD具有β-环糊精的空腔结构和天冬氨酸的羧基和氨基,具有比β-环糊精更好的水溶性,土壤对其的最大吸附量为21.49 mg/g;在40g/L的ACD作用下,土壤中芴和Cd的分配系数(K_d)分别降到了2.19、3.56L/kg。因此,ACD通过对芴等有机物发生包结作用,对Cd等重金属发生配位作用使污染物从土壤固相中解吸,溶解到液相中,从而起到土壤修复的作用。     

斜生栅藻的无菌化培养及其在原油降解中的应用研究

选用组合抗生素结合溶菌酶/SDS预处理方法对斜生栅藻进行无菌化培养,对不同抗生素组合的除菌效果进行了比较。青霉素+庆大霉素对斜生栅藻和附生菌都有强烈的抑制性能,而青霉素+利福平和青霉素+四环素组合除菌不彻底。青霉素+卡那霉素组合能彻底除去附生菌并且对藻的抑制作用最小,可得到无菌斜生栅藻。将斜生栅藻与石油组分降解菌构建菌藻共生体系,未除菌藻的附生菌与石油组分菌之间不能很好地相互适应,使得原油降解效果反而降低。纯栅藻则对石油降解菌表现出非常良好的促进作用,利用除菌后的斜生栅藻与石油组分降解菌构建了一个高效降解原油的菌藻共生体系,充分肯定了微藻无菌化培养的积极意义。     

乙醛生产废水碱解脱毒预处理

对乙醛生产废水进行碱解预处理,研究碱投加量、反应温度、反应时间对脱毒效果的影响。结果表明,乙醛生产废水经碱解预处理后,废水中有毒物质降解明显,且厌氧生物毒性和好氧活性污泥毒性显著下降。碱投加量、反应温度和反应时间是影响乙醛生产废水碱解预处理效果的重要因素,在反应时间为0.5 h,碱投加量为1.2 g/L,反应温度为30℃,好氧活性污泥毒性即可有大幅下降;产甲烷抑制率在反应时间为3 h以上,反应温度为60℃、碱投加量为2 g/L以上,有大幅下降。     

藻类膜对磷的吸附/吸收行为研究

在光照强度约4 000 lx及温度28℃条件下,将水华鱼腥藻(Anabaena flos-aquae)和斜生栅藻(Scenedesmus obliqnus)附着在弹性聚氯乙烯载体上形成藻类膜,研究藻细胞在富磷环境(约为2 mg/L)中对磷的短期吸收过程,分析基质中磷、藻细胞总磷及表面吸附磷的迁移变化特征。结果表明:水华鱼腥藻和斜生栅藻细胞总磷含量在稳定时分别为0.96和0.85 mg/mg(以chla计);藻细胞表面对磷的吸附在240 min时达到平衡,其中水华鱼腥藻吸附量占细胞总磷(包括表面吸附磷和细胞内磷)的28.1%,斜生栅藻则为23.5%。根据吸附模型拟合结果,藻细胞表面对磷的吸附符合Langmuir吸附等温式。     

不同氮磷浓度下2种无毒微藻的生长特性和脱氮除磷效能

根据城市二级出水水质特性,选择4种不同氮磷水平的二级出水作为培养基,研究纯培养与共培养下,椭圆小球藻(Chlorella ellipsoidea)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)在不同初始氮磷浓度下的生长状况及脱氮除磷的能力。结果表明,纯培养条件下,椭圆小球藻在2#(TN=15.00 mg/L,TP=1.00 mg/L)实验组中生物量最高,斜生栅藻在4#(TN=10.00 mg/L,TP=0.20 mg/L)实验组中收获最大生物量,椭圆小球藻与斜生栅藻对TP均具有70%以上去除率。共培养下,3#(TN=15.00 mg/L,TP=0.50 mg/L)实验组收获最高生物量,斜生栅藻生物量均高于椭圆小球藻,表明斜生栅藻在共培养条件下更具有生长优势,培养基中TN、TP含量分别降至5.00 mg/L和0.05 mg/L以下。2种培养模式均可达到对二级出水的深度脱氮除磷。     

活化粉煤灰改性壳聚糖絮凝除藻的研究

将活化后的粉煤灰滤液对壳聚糖进行改性,研究其絮凝除藻性能.实验表明,改性后的壳聚糖除藻性能优良,较少的用量(0.5 mL)可去除接近90%的藻.而分泌可溶性的胞外有机物(EOM)会优先争夺絮凝剂--壳聚糖,导致其投加量增加.适当增加改性壳聚糖投加量可以使藻絮体密实,增强抗水流冲击能力,由此展开改性壳聚糖投加量与絮凝除藻的动力学研究.最后,测定了絮凝上清液的藻光合活性,发现投加改性壳聚糖后有效降低了藻光合活性,防止水华二次爆发.     

固定化斜生栅藻净化畜禽废水中氨氮和磷的影响因素

为探讨Cu2+、p H和流速对固定化斜生栅藻去除畜禽废水中NH+4-N、TP效果的影响,在实验室条件下模拟实际污水处理过程,并采用正交实验方案对结果进行分析。结果表明低质量浓度Cu2+(0~0.05 mg/L)改善藻的净化效果,高质量浓度Cu2+(0.50~5.00 mg/L)抑制藻的净化效果;在p H较高的条件下(p H=9),固定化斜生栅藻的净化效果明显提高;流速对结果没有明显影响。通过正交实验,得出固定化斜生栅藻去除畜禽废水中NH+4-N、TP的优化条件如下:Cu2+质量浓度为0.05 mg/L,p H为9,流速为0.3 m/s。此时NH+4-N去除率为96.11%,TP去除率为97.53%。     

磷钨酸季铵盐-β-环糊精包合物光催化降解甲基橙

制备了磷钨酸季铵盐-β-环糊精包合物，并进行了初步表征，用正交实验优化了包合物的制备条件。在光催化反应仪中，以紫外灯为光源，以包合物为光催化剂，研究了其对模拟染料废水甲基橙溶液的光催化降解脱色的影响。讨论了影响光催化降解效果的溶液初始酸度、催化剂投加量和甲基橙的初始浓度等几个重要因素。     

栅藻和小球藻在4种养殖废水中的生长及净化效果对比研究

利用经过处理的鸡场养殖废水、猪场沼液(简称猪沼)、池塘养殖废水和BG-11培养基分别培养斜生栅藻和普通小球藻,对比2种微藻在各培养液中的生长、对废水中氮磷的净化效果以及微藻油脂的积累情况。结果表明:经过23 d的培养,小球藻处理组中,小球藻+猪沼培养液中可收获藻粉0.353 1 g·L~(-1),小球藻+BG-11中可收获藻粉0.189 8 g·L~(-1),高于其他3种培养液中的收获量。栅藻处理组中,栅藻+BG-11中收获的藻粉最多,为0.168 5 g·L~(-1),其次为栅藻+猪沼培养液(0.131 1 g·L~(-1))。2种微藻对不同废水培养液的净化效果不同,但总体来说,栅藻和小球藻对总磷的去除效果最好,去除率在89.32%~98.69%。对硝氮的去除率也在60%以上。另外,利用猪沼培养的小球藻油脂含量最高,达到50.34%;培养的栅藻油脂含量与BG-11中相近,并高于其他培养液。因此,利用猪场沼液培养栅藻和小球藻具有可行性。     

超声波/铁粉对废水2,4-二氯酚的降解研究

采用超声波/铁粉协同作用,降解废水中的2,4-二氯酚,考察了超声功率、铁粉投加量、2,4-二氯酚初始质量浓度、溶液初始pH值等因素,对2,4-二氯酚降解效果的影响,并对其动力学进行了初步探讨。结果表明：超声波与铁粉具有明显的协同效应。在超声波与铁粉的协同作用下,2,4-二氯酚的降解效率,随着超声功率的增大和初始质量浓度的减小而增大,随着铁粉投加量的增加而增大,但铁粉的投加量达到20 g/L时,降解效率的增幅趋于平缓。在pH值为4的弱酸性条件下,2,4-二氯酚的降解效率最佳,pH值为8时,降解效率次之,在中性或弱碱性条件下,降解效率最差。投加适量的铜作催化剂,可提高2,4-二氯酚的降解效率。本实验条件下,催化剂Cu^2＋的最佳投加量为0.256 g/L。超声波/铁粉协同作用对2,4-二氯酚的降解过程符合一级动力学反应规律。协同体系中,2,4-二氯酚降解速率比单独超声降解和铁粉单独作用时的降解速率分别提高了大约13倍和5倍。     

丝藻对含钼废水中MoO_4~(2-)的吸附特性及机制研究

研究了丝藻对含钼废水中MoO2-4的吸附作用。分别考察了初始pH、吸附时间、温度、投加量以及竞争离子等5个因素对吸附过程的影响,并应用吸附热力学和动力学方法对吸附机制进行了探讨。结果表明,丝藻在初始pH 1、吸附时间40min、投加量为1.0g以及30℃条件下,对含钼废水中MoO2-4的去除率达82%,平衡吸附量为0.657 0mg/g。PO3-4对MoO2-4的吸附具有较强的拮抗作用,平衡吸附量下降至0.380 0mg/g,SiO4-4对MoO2-4的拮抗作用相对较弱,而SO2-4对MoO2-4的吸附却有一定的协同作用。丝藻对MoO2-4的吸附等温数据更符合Langmuir吸附等温模型,准二级动力学方程拟合的吸附动力学过程相关性较高,20、25℃下的R2都在0.99以上。说明丝藻吸附MoO2-4属于化学吸附,受化学反应速率控制,且丝藻可以应用于含钼废水治理领域。     

含17β-雌二醇饮用水氯化消毒前后水质生物毒性的变化

选择饮用水中经常暴露的17β-雌二醇(E2)为研究对象,考察了含有E2饮用水在氯化消毒前后的水质生物毒性变化规律。小球藻急性毒性实验结果表明,不同浓度E2(0、2、4、8、16 mg·L~(-1))单独暴露条件下,其对小球藻的生长抑制率呈现出较为明显的剂量-效应关系,即随着E2暴露浓度的升高,对小球藻的生长抑制率有所增加;在较高氯投量下(E2与氯摩尔浓度比值为1∶2和1∶5),氯化消毒后水样对小球藻的生长抑制率均高于氯化消毒前,而在低氯投量下(E2与氯摩尔浓度比值为4∶1和1∶1),水样对小球藻的生长抑制率均低于氯化消毒前,表明低氯投量可降低E2产生的水质急性毒性风险。小球藻酶活性实验结果表明,无论是SOD活力、CAT活力,还是MDA含量,并没有出现因受E2暴露和氯氧化胁迫而产生显著上升的趋势,表明E2单独暴露或E2经氯化消毒后并不会对小球藻的酶活性产生显著影响。