氯苯类有机物生物降解性及共代谢作用研究

利用测定微生物呼吸耗氧量的方法,对氯苯类中的5种优先污染物：氯苯,邻、间、对－二氯苯,1,2,4－三氯苯的生物降解性能进行测试,比较了它们用不同的驯化污泥试验的生物降解性能差异。结果表明,五种氯苯在各自驯化污泥作用下的降解性易难顺序为：氯苯＞邻二氯苯＞间二氯苯＞对二氯苯＞1,2,4－三氯苯,对于氯苯、邻二氯苯、间二氯苯分别驯化污泥,它们能彼此降解,但不能降解对二氯苯和1,2,4－三氯苯,对于对二氯苯和1,2,4－三氯苯分别驯化污泥,对5种受试有机物都能产生降解作用,且能提高它们的生物降解速率。分析表明,5种受试物诱导产生了两种不同类型的酶系统,共代谢作用在它们的生物降解过程中发挥了重要作用。     

微宇宙系统中氯苯的生物强化处理

将分离出的一株降解氯苯的高效土著菌Acinetobacter calcoaceticus和自然材料组成微宇宙系统,通过改变系统组成、重金属和营养物添加水平、悬浮物浓度以及温度,研究了系统中氯苯的去除机制.结果表明,微宇宙系统中氯苯的去除主要是加入菌株的降解作用;加入降解菌后,8d内系统中氯苯的去除率可达到98.3%.底泥和光照对微宇宙系统中氯苯的去除具有明显的促进作用(p0.05).悬浮物在实验前期对氯苯的去除产生明显的促进作用.微宇宙系统中氯苯的去除率随着温度的升高而增加,30.0℃条件下培养7d后,氯苯的去除率可达95.4%;10.0℃和15.0℃下培养14d后,氯苯的去除率分别为43.4%和68.5%.营养盐加入比例达1.0%时,可明显促进氯苯的去除.Cd2+和Hg2+浓度达到10.0mg·L-1时,可对系统中氯苯的去除率产生显著(p0.05、p0.01)降低作用.研究结果可为突发性事故造成的氯苯污染水体的微生物修复提供基本的理论和实践依据.     

紫外光降解高浓度氯苯气体的研究

为评价紫外光降解作为高浓度挥发性有机物生物预处理的可行性,系统考察了其对高浓度氯苯气体的去除性能及其影响因素.所考察的影响因素包括紫外光波长、进口ρ(氯苯)、空塔停留时间和气体相对湿度等.结果表明:复合254和185 nm波长紫外光照射对氯苯的去除效果优于单一254 nm波长;紫外光降解反应器的进口ρ(氯苯)在2 300～2600 mg/m3,空塔停留时间为27 s时,对氯苯气体的去除率可达40%,继续延长空塔停留时间对氯苯去除率的提高作用有限;进口ρ(氯苯)在150～3 000 mg/m3时,氯苯去除速率随进口浓度单调增加,当高于3 000 mg/m3时,氯苯去除速率基本保持不变;增加气体相对湿度可以提高紫外光降解反应器对氯苯的去除效果.      

好氧颗粒污泥降解氯苯胺类污染物的试验研究

以氯苯胺类混合物为唯一碳源和氮源、活性污泥为接种污泥,在SBR反应器中成功培养出能高效降解氯苯胺类物质的好氧颗粒污泥。成熟的好氧颗粒污泥平均粒径为321μm,SVI值为46mL/g,MLVSS为2700mg/L。当进水中氯苯胺总浓度为400mg/L,成熟好氧颗粒污泥对间氯苯胺、对氯苯胺和邻氯苯胺的去除率分别趋于100%、100%和85%,TOC去除率达80%以上,出水中Cl-浓度达126.9mg/L,Cl脱除率为89%,表明该体系对氯苯胺类混合物具有较高降解性能和矿化率。不同阶段序批实验结果表明,污泥颗粒化后氯苯胺的降解速率、降解效率及矿化率均明显提高。不同混合体系的降解模式表明,好氧颗粒污泥体系对氯苯胺类物质降解先后顺序为间氯苯胺、对氯苯胺、邻氯苯胺。PCR-DGGE指纹图表明,对氯苯胺类物质具有高降解性能的好氧颗粒污泥体系具有丰富、稳定的微生物种群结构。     

氯苯类化合物的生物降解

经过2个月的驯化,从某染料厂和某毛纺厂活性污泥中分离出能够生长于1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯和六氯苯的4种微生物.通过测定该混合菌降解氯苯类化合物过程中的累积好氧量、微生物生长曲线及降解产物Cl^-的释放,证明在好氧条件下该混合菌能够以1,4二氯苯和1,2,4-三氯苯为唯一碳源和能源,降解产物Cl^-浓度的变化与微生物生长周期有关.通过好氧振荡瓶培养法测得3种氯苯的生物降解顺序为:1,4-二氯苯[356.7μg/(L·d)]>1,2,4-三氯苯[110.4μg/(L·d)]>六氯苯[～6μg/(L·d)],说明氯取代数越多,氯苯类化合物越难被好氧降解.     

一株氯苯优势降解菌的降解条件优化

以氯苯降解率为降解效果指标,以降解温度、初始pH、降解时间、接种量和氯苯初始浓度为影响因素,对实验室保藏的一株氯苯优势降解菌株Lysinibacillus fusiformis LW13降解氯苯的降解条件进行优化。单因素试验结果表明,该降解菌株对氯苯的适宜降解条件分别为:温度20～40℃,pH为8.0,降解时间4 d,接种量2%～4%,氯苯初始浓度60～140 mg/L。以降解温度、氯苯初始浓度和接种量这三个显著影响因素进行正交试验,结果表明各影响因素的主次顺序为降解温度>氯苯初始浓度>接种量,最佳降解条件为降解温度35℃、氯苯初始浓度100 mg/L和接种量4%,最佳降解条件下氯苯降解率可高达93.8%。     

氯苯驯化活性污泥对同类有机物的好氧降解性比较研究

利用测定微生物呼吸耗氧量的方法,对氯苯类中的５种优先污染物：氯苯,邻,间,对－二氯苯１,２,４－三氯苯,用接种活性污泥和经氯苯驯化的污泥地它们的生物降解性能进行了测试。实验结果表明,用未经驯化的污泥,５种氯苯皆存在的抑制作用,抑制作用的大小和抑制时间的长短氯代程度和浓度的影响,用氯苯将此污泥驯化后,该污染不仅表现出对苯具有降解能力,而且也表现出邻二氯苯,间二氯苯等同类有机物的共代谢降解能力,经分析     

松花江水体氯苯类污染物的污染研究

氯苯类污染物是化学性质比较稳定的一类污染物，一般都具有“三致”作用毒性，对人体健康危害大，而且在环境中多数难降解，对水生态环境有一定危害。研究表明，松花汪江水、鱼体、以江水灌溉的沿江农作物、以江水为水源的城市自来水均含有氯苯类污染物，但暂达不到对鱼类和人体健康构成威胁。     

活性炭电催化氧化技术降解废水中氯苯机理研究

采用活性炭电催化氧化技术,研究氯苯降解机理.配制质量浓度100mg/L的氯苯水溶液,在活性炭电催化反应器槽电流1.0 A,降解时间为10～120 min条件下,采用高效液相色谱仪和气-质联用仪定性分析氯苯降解产物,研究氯苯降解过程;控制降解时间30 min,在槽电流分别为0.5,1.0,2.0 A条件下,分析水样中强氧化剂·OH含量.研究结果表明,不同的时间,废水中氯苯降解生成的中间产物不同,中间产物主要有对氯苯酚、对苯二酚、对苯醌、丁烯二酸和草酸等:氯苯废水在电催化作用下,产生具有强氧化能力的·OH,其降解过程为:·OH先攻击苯环C1基团的对位,在亲电加成作用下生成对氯苯酚,C1基团再被·OH取代生成对苯二酚和对苯醌,接着被氧化开环形成有机酸类物质,最终被矿化为CO2和H2O,但有机酸矿化的过程比较缓慢.     

脉冲电晕等离子体降解二噁英前驱物三氯苯的影响因素分析

氯苯是产生二噁英的主要前驱物。利用脉冲电晕等离子去除三氯苯,从电源参数电压、频率、脉宽、上升沿几个方面探讨了其对三氯苯去除效果及作用机理。结果表明:1)在输入电压16 k V,频率300 Hz,脉宽100 ns,上升/下降沿100 ns的条件下,三氯苯去除率最高可达70%左右。2)当输入频率500 Hz,脉宽100 ns,上升/下降沿100 ns时,三氯苯去除率随着电压升高增大;当输入电压分别为14,16 k V,脉宽100 ns,上升/下降沿100 ns时,调节频率为100～800 Hz,随着频率升高,三氯苯去除率增大,继续增加频率,三氯苯去除率不变。3)脉宽和上升沿对三氯苯的处理效果影响不大。同时对脉冲电晕等离子体降解三氯苯的机理进行探讨,认为其降解主要是通过巨大能量引起断键脱氯脱氢,其次是氧化。     

改性生物炭活化过硫酸盐对水中苯和氯苯的去除机制

采用传统的液相沉淀法合成铁盐改性花生壳生物炭（Fe-BC）,将其作为活化过硫酸盐（PS）的活化剂用于去除水体中的苯和氯苯.通过扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、Boehm滴定法和BET测量对合成材料的结构和形态进行了表征,研究了pH值和水中阴离子对反应体系的影响以及材料的再利用性能.结果表明,在Fe-BC/PS体系中,反应3h后苯和氯苯的去除率均高达100%.Fe-BC/PS去除苯和氯苯协同机制包括BC的吸附、自由基的氧化等.在中性及酸性溶液中,苯和氯苯的去除率均能够达到100%.水中常见阴离子对反应体系具有不同程度的抑制作用,抑制强度依次为HCO₃^->HPO₄^->Cl^->NO₃^-.Fe-BC材料具有良好的再利用性能,是一种高效、廉价的PS活化剂.     

改性生物炭活化过硫酸盐对水中苯和氯苯的去除机制

采用传统的液相沉淀法合成铁盐改性花生壳生物炭（Fe-BC）,将其作为活化过硫酸盐（PS）的活化剂用于去除水体中的苯和氯苯.通过扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、Boehm滴定法和BET测量对合成材料的结构和形态进行了表征,研究了pH值和水中阴离子对反应体系的影响以及材料的再利用性能.结果表明,在Fe-BC/PS体系中,反应3h后苯和氯苯的去除率均高达100%.Fe-BC/PS去除苯和氯苯协同机制包括BC的吸附、自由基的氧化等.在中性及酸性溶液中,苯和氯苯的去除率均能够达到100%.水中常见阴离子对反应体系具有不同程度的抑制作用,抑制强度依次为HCO₃^->HPO₄^->Cl^->NO₃^-.Fe-BC材料具有良好的再利用性能,是一种高效、廉价的PS活化剂.     

氯苯类同系物共基质条件下相互作用研究

通过分析贡献因子的方法,研究氯苯类同系物在驯化污泥中同系物共基质条件下的耗氧速率,结果表明,氯苯类同系物共基质条件下存在的相互作用包括竞争,抑制、诱导及共代谢等,有机物间的相互作用受驯化污泥的影响较大,即使对于２种相同的有机物,经污泥不同,作用机制也不相同。     

氯苯紫外光降解产物对生物过滤塔运行性能的影响

生物过滤技术对难生物降解VOCs的处理效果较差,构建紫外光降解-生物过滤联合处理工艺是解决难生物降解VOCs处理的一个有效手段.已有研究表明,紫外光降解预处理对氯苯生物过滤塔的去除性能有促进作用.为了考察紫外预处理对生物过滤塔的影响机理,本研究分别考察了氯苯紫外光降解主要产物氯酚、乙酸以及副产物臭氧对生物过滤塔运行性能的影响.研究结果表明,加入乙酸降低了生物过滤塔的氯苯去除性能,在增加喷淋量后去除性能有所恢复.加入邻氯酚使生物过滤塔的氯苯去除性能略有降低.臭氧明显促进了生物过滤塔的氯苯去除性能,当进口臭氧浓度在60～120mg.m-3时,氯苯平均去除率可由70%提高到90%以上.因此,臭氧是紫外预处理促进生物过滤塔运行性能的主要因素.     

氯化石蜡产品中短链和中链同系物的指纹分布

使用气相色谱-电子捕获负化学电离质谱（GC-ECNI-MS）,对包含CP-42、CP-52和CP-70三种常见氯含量的22个CPs产品进行了测定,分析了不同氯含量的CPs产品中短链氯化石蜡（SCCPs）和中链氯化石蜡（MCCPs）同系物的分布模式.SCCPs同系物呈现5种分布特征,分别是CP-42型、三类CP-52型和CP-70型,MCCPs同系物呈现4种分布特征,分别是CP-42型和三类CP-52型,CP-70产品中MCCPs同系物未呈现出一致的分布规律.CPs生产原料石蜡中烷烃的成分组成和CPs生产工艺的不同,是造成产品同系物分布模式不一致的原因.通过统计学分析,得到CPs产品中SCCPs和MCCPs同系物的指纹分布,这是开展环境中CPs的源解析、迁移转化、归趋和毒性风险评价等研究的有利工具.     

光合细菌球形红细菌厌氧降解氯代苯

采用光合细菌球形红细菌(Rhodobacter sphaeroides)在厌氧光照条件下对氯代苯进行生物降解.结果表明,氯代苯不能作为球形红细菌生长的唯一碳源和能源.球形红细菌厌氧降解氯代苯是在适宜碳源存在下,由氯代苯诱导产生诱导酶以共代谢的方式进行,降解途径是先打开苯环生成小分子的氯代烷烃、再还原脱氯.在培养基中加入一定量的酵母膏,可使细菌生长的停滞期明显缩短,提高氯代苯的脱氯率.在氯代苯浓度为100mg/L时,厌氧降解的最适宜条件为苹果酸浓度1.0g/L、硫酸铵浓度0.1g/L、pH7.0、酵母浸膏浓度1.0g/L.     

易降解有机物对氯苯好氧生物降解性能影响

利用测定微生物呼吸耗氧量的方法,从生物氧化程度出发,对氯苯在单基质条件下的好氧生物降解性能及易降解有机物对受试物的生物降解性能的影响进行了研究。结果表明,受试物的生物氧化率与浓度无关,易降解有机物的存在有利于受试物的降解,生物氧化率的增加值随所投易降解BOD₅浓度的关系具有类似米－门公式的形式。     

氯代芳香族化合物电化学还原特性的测定及QSPR研究

运用定量结构-性质相关技术研究了萘、联苯、苯、苯酚等4类共87种氯代芳香族化合物的电化学还原特性与分子结构间的定量关系结果表明,化合物的还原电极电位除了与最低未占据分子轨道能EL_UMO有显著相关性以外,还与分子中氯原子个数n_CI存在一定相关性,从而揭示了氯代芳香族化合物电化学还原的内在规律,为有害污染物高级还原处理技术的开发与工艺设计提供了有价值的基础数据.     

微生物共代谢在氯代有机物生物降解中的作用

概述了微生物共代谢的生化机制,研究进展以及在氯化有机物生物降解中的作用,提出了微生物共代谢这种尚未被人们透彻了解的生物过程在氯代有机物等难解化合物生物处理中的应用前景。