HepG2细胞对垃圾渗滤液经SND/UF/RO处理前后的毒性评估

垃圾渗滤液含有高浓度难降解毒性污染物及致癌、致诱变和致畸物质,其较为成熟的处理工艺主要有硝化反硝化（SND）、超滤（UF）和反渗透（RO）等.目前,关于SND/UF/RO技术对渗滤液处理前后的毒性降低情况尤其与细胞凋亡相关的研究较缺乏,故本文选用HepG2细胞为评价对象,研究经SND/UF/RO处理前后垃圾渗滤液的细胞毒性、遗传毒性.细胞毒性结果表明,经SND/UF/RO处理后,暴露在浓度为30%渗滤液中HepG2细胞活力从38.3%上升至88.4%;同时,凋亡试验和细胞周期分析表明,经SND/UF/RO处理后的出水清液无法诱导细胞发生凋亡,但可将细胞阻滞在G2期诱导细胞内染色体畸变.这是由于出水清液对HepG2细胞有明显的氧化损伤,但渗滤液原液可诱导细胞凋亡且阻滞细胞停留在S期而影响其增殖.微核试验数据显示,出水清液的遗传毒性是阴性对照组的2倍,彗星实验佐证了出水清液对细胞内DNA有微弱损伤.实验表明,SND/UF/RO工艺可将垃圾渗滤液原液的毒性减少约95%,出水清液仍具有微弱的细胞毒性和遗传毒性.因此,需对经SND/UF/RO处理后的排放液毒性高度重视.     

双酚A体外类雌激素活性评价及其作用机制的初步研究

采用体外MCF-7细胞增殖试验检测了双酚A(BPA)的类雌激素活性，并用生长曲线分析、细胞周期分析、他奠昔芬拮抗试验和凋亡检测对其作用机制进行了初步探讨。结果显示BPA有明显刺激MCF-7细胞增殖的类雌激素活性；细胞周期分析BPA组细胞增殖指数均明显高于溶剂对照组；BPA刺激MCF-7细胞增殖的类雌激素活性可被Tam拮抗：BPA能明显抑制MCF-7细胞凋亡的发生。结果提示BPA刺激MCF-7细胞增殖的类雌激素活性作用机制可能是BPA与雌激素受体结合后，影响细胞增殖及细胞凋亡过程，从而产生一系列生物效应。     

Fenton氧化-活性炭-沸石吸附去除垃圾渗滤液中的有机物

研究了Fenton试剂氧化处理垃圾渗滤液的最佳反应条件,在此条件下进行活性炭、沸石组合吸附法试验,并对处理效果进行比较,结果显示:在pH值为4,n(H2O2)/n(Fe2+)=10,反应时间60 min,沉淀时间90min时,Fenton试剂对渗滤液的氧化效果最好;三种组合吸附方式对渗滤液中COD的吸附效果依次为活性炭-沸石>沸石-活性炭>活性炭+沸石;对垃圾渗滤液氨氮的去除能力为:活性炭+沸石>活性炭-沸石>沸石-活性炭。经过Fenton试剂氧化-活性炭+沸石吸附处理后,COD、氨氮、色度和pH值分别为82.05 mg/L、22.65 mg/L、5倍和6.25。分析有机物的去除机理分析得出,经过Fenton试剂氧化-活性炭+沸石吸附处理,垃圾渗滤液中的有机物能够得到充分降解,其种类与各物质的含量都有所降低,特别是氨氮的含量和色度明显降低。经氧化吸附处理后,垃圾渗滤液各项指标均符合排放标准。     

不同终点检测5种双酚A类化合物对MCF-7的细胞毒性

双酚A(BPA)及其类似物作为聚碳酸酯的主要合成原料,一直是环境污染的重要问题.其雌激素效应是当今科学研究的重点,而毒性效应研究甚少.为评估环境中BPA类物质的毒性效应,实验采用四唑盐(MTS)比色法检测5种双酚A类化合物对人雌激素受体缺失乳腺癌细胞MCF-7(ER-)增殖活性的影响,2,4-二硝基苯肼法检测细胞乳酸脱氢酶(LDH)露出率,单细胞凝胶电泳(SCGE)检测DNA损伤.用非线性最小二乘法对MTS实验结果拟合剂量-效应曲线,表明所有的剂量-效应曲线(DRC)均能用Weibull或者Logit函数有效表征.以模型估算的半数效应浓度负对数值(pEC50)评估5种化合物的毒性大小依次为:BPB>BPC>TDP>BPE>BPA.LDH检测以及SCGE检测受试化合物对MCF-7(ER-)的损伤作用表明,在效应浓度EC20下,细胞核DNA轻微损伤,细胞增殖受轻微抑制;在效应浓度EC40下,细胞核DNA损伤严重,细胞增殖受到显著抑制,从而导致细胞膜通透性显著改变,使LDH大量露出.     

双酚AF诱导乳腺癌细胞增殖的分子机制

从细胞水平上研究不同浓度双酚AF （BPAF）对MCF-7人乳腺癌细胞系的细胞增殖能力、细胞凋亡、细胞周期等终点的影响;以新型雌激素膜受体GPER1介导的PI3K/Akt和ERK1/2信号通路为靶点,研究低浓度BPAF对该信号通路相关基因表达的影响,以及其在诱导乳腺癌细胞增殖中的作用,评估其增殖效应机制.结果表明,低浓度BPAF （0.001~1μmol/L）能够诱导MCF-7细胞的增殖,使S期细胞比例升高,并且激活雌激素信号通路相关基因mRNA的表达;在较高浓度时（>10μmol/L）能抑制细胞活力,诱导细胞凋亡.通过特异性靶点抑制剂发现GPER1在mRNA层面上激活了PI3K/Akt和ERK1/2信号通路,并且该信号通路的激活可能是BPAF引起MCF-7细胞增殖的关键机制,并且ERα也在其中起到了重要的作用.     

利用成组生物测试评估不同深度处理工艺出水的安全性

针对北京北小河污水处理厂出水经深度处理后回用于奥运公园的生态安全性 ,用成组生物毒性测试方法比较了不同深度处理工艺对导致急性毒性的物质、内分泌干扰物质和Ah受体效应物质的去除效果 .结果表明 :城市污水厂出水中含有急性毒性、内分泌干扰和Ah受体效应毒性特征的污染物 ,超滤和活性炭对不同类型物质均有较好的去除效果 .活性炭吸附能基本有效去除具有急性毒性污染物 ,对Ah受体特征物质的去除率达到了98% ;超滤对非极性、具有急性毒性特征的物质和极性的类雌激素物质去除效果最好 ,经超滤处理后的出水非极性组分细胞存活率达100% ,极性组分雌激素当量由0.13pmol·L^-1下降到0.04 pmol·L^-1.微滤和反渗透工艺不能有效去除有毒有机污染物 .进行生物毒性测试时 ,不同组分之间可能存在相互作用 ,需要采用样品分级方法 .     

DEHP、DBP内分泌干扰活性的实验研究

利用MCF-7细胞增殖实验、细胞周期分析、细胞雌激素受体水平测定和断乳大鼠子宫增重实验探讨了邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)内分泌干扰活性及其可能的作用机制.结果表明,DEHP和DBP可诱导MCF-7细胞增殖、细胞内雌激素受体水平增高,对细胞周期无明显影响,DEHP不引起断乳大鼠子宫增重.推断DEHP和DBP可能并不是通过模拟雌激素而是引起体内天然激素受体水平改变等其他机制影响机体内分泌系统.     

双酚-A和17β-雌二醇对人乳腺癌细胞生长的影响

通过MTT-细胞增殖活性测定法和双参数流式细胞光度术研究了双酚-A和17b-雌二醇对人乳腺癌细胞株MCF-7增殖、细胞周期以及核酸和蛋白合成的影响.结果表明,在310^-16～310^-8mol/L范围内,双酚-A和17b-雌二醇都能促进细胞增殖;在310^-14mol/L时,细胞增殖活性达到最高值.当作用浓度为310^-14mol/L时,细胞周期的S期比例增加,细胞总蛋白表达量明显增加.统计结果表明,双酚-A和17b-雌二醇对MCF-7细胞生长特性的雌激素效应非常相似.     

DBP和BPA对MCF-7细胞的联合效应及机制

以乳腺癌细胞系MCF-7为雌激素效应和毒性效应评价模型,分别采用MTT法检测邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和双酚A(BPA)对细胞活力的影响,采用DCFH-DA荧光染色法测定细胞活性氧水平,采用流式细胞仪检测细胞周期和凋亡,采用RT-QPCR检测细胞中ERα、ERβ和GPR30m RNA的转录水平.结果表明:DBP和BPA对MCF-7细胞活力呈现"倒U"型剂量-效应关系,即低浓度(10-8mol/L)和高浓度(10-4mol/L)抑制细胞增殖,在10~(-7)~10~(-5)mol/L浓度范围内刺激细胞增殖,并分别在浓度为10~(-6)和10~(-7)mol/L时达到最高增殖率;DBP和BPA的联合暴露中,低浓度联合暴露呈现加和效应,而高浓度则呈现拮抗效应;低浓度联合暴露促进细胞增殖,其产生原因与细胞周期由G0/G1期向S期推进、ERα和GPR30转录诱导相关;而高浓度联合暴露则显著抑制细胞增殖,其产生原因与诱导活性氧自由基(ROS)生成、细胞周期G0/G1期阻滞、ERα表达抑制相关.研究结果可为环境介质中烷基酚类和酞酸酯类物质共存下的潜在健康风险评估和预防提供基础数据和理论指导.     

环境卫生与卫生工程

X33 X824 9900116用CBMN法评价饮用水处理流程中有机提取物的细胞毒性/刘艳红(北京师范大学生物系).二//环境科学/中科院生态环境研究中心一1998,19(3)一42一45环信X一5 利用CHO细胞胞质分裂阻断微核(CBMN)法,对某自来水厂7个处理工艺流程水中的有机提取物的细胞毒性进行了评价。在实验剂量范围内,比较了各样品的含微核的双核细胞率(B NMN)、核分裂指数(NDI)和胞质分裂阻断增殖指数(CBPI)。实验表明,源水加氯后比源水的细胞毒性增大;经机加池和煤砂滤池处理后的水样毒性较大,其中煤砂滤池水毒性最大,机加池水次之;经炭吸附后的水…     

活性焦对垃圾渗滤液中难降解有机物的吸附及影响因素研究

垃圾渗滤液经预处理后与城市污水混合进行生物处理是较为有效的方法,但垃圾渗滤液中含大量难降解有机物,严重影响了城镇污水处理厂出水COD.因此,需强化垃圾渗滤液预处理过程,使其适用于生物处理.本研究采用活性焦吸附某垃圾焚烧发电厂垃圾渗滤液,发现活性焦对垃圾渗滤液中COD、色度、恶臭、TOC、TN等均具有良好的处理效果.通过对吸附性能的影响因素研究发现,活性焦种类、投加量、p H和吸附时间均会影响吸附效果,最佳活性焦投加量为20 g·L~(-1),酸性条件更有利于吸附,渗滤液中COD的去除主要发生在吸附过程的前1 h.活性焦吸附可提高垃圾渗滤液的可生化性,主要吸附垃圾渗滤液中难降解芳香族大分子有机物,其中,对溶解性有机物中疏水性有机酸组分的吸附效果最佳,使其出水适用于生物处理,从而保证污水处理厂COD可以稳定达标排放.     

生活垃圾渗滤液处理过程中抗生素抗性基因的变化特征

抗生素抗性基因被认为是一种环境污染物,城市生活垃圾填埋场及其渗滤液中存在着多种类和高丰度的抗生素抗性基因.针对生活垃圾渗滤液处理工艺流程特点,本研究采用超高通量定量PCR技术,分析生活垃圾渗滤液处理过程中抗生素抗性基因的变化特征.结果表明,渗滤液处理使得出水抗生素抗性基因丰度减至9. 2×1010copies·L-1,降低了5个数量级,能有效消减渗滤液中的抗生素抗性基因,是一种有效消减垃圾渗滤液抗生素抗性基因丰度的方法;渗滤液出水中的抗生素抗性基因140种,检出率高达46. 7%,相较于自然环境,出水中抗生素抗性基因种类和丰度仍然维持在较高水平,直接排入市政污水管网可能造成抗生素抗性基因的二次扩散,存在着较高的生态环境风险;渗滤液中抗生素抗性基因与Cr、Cd、Ni、As、MGEs、integron和transposon呈现极显著的正相关关系,表明抗生素抗性基因的赋存和迁移传播可能受重金属元素和可移动遗传元件的共同影响.     

CuO-CeO2/γ-Al2O3粒子电极对垃圾渗滤液降解特性

研制了负载型CuO-CeO2/γ-Al2O3粒子电极,并与活性炭颗粒混合填充于主阴阳极之间,实现三维电催化氧化反应,采用XRD、SEM对粒子电极进行表征.结果表明, CuO-CeO2/γ-Al2O3粒子电极对垃圾渗滤液显示了良好的电催化活性和稳定性,在pH为7.0、槽电压10V、空气流速0.04m3·h-1反应条件下,150min后, COD、氨氮去除率达到87.8%、45.4%,去除效果较传统二维平板、三维复极性电解槽更高,经20次反复使用后仍具有一定催化活性.研究了电-多相催化氧化体系对垃圾渗滤液降解的动力学规律,表明渗滤液降解符合准一级反应动力学规律;并在此条件下,体系以直接氧化占优.     

Fenton氧化法预处理并提高垃圾渗沥液可生化性的研究

采用Fenton氧化法对垃圾渗沥液进行预处理.基于响应面法研究了Fenton氧化法对垃圾渗沥液的处理效能,考察了初始pH值、H_2O_2投加量和[H_2O_2]/[Fe~(2+)]摩尔比对TOC去除率的影响,并拟合了TOC去除率与三因素之间的回归方程.同时,通过三维荧光和凝胶色谱比较了Fenton处理前后渗沥液的可生化性.结果发现,渗沥液中类富里酸等难降解有机物得到有效去除,B/C比从0.1左右升至0.25.研究表明,Fenton氧化法可有效改善垃圾渗沥液的可生化性,为后续生物处理创造了条件.     

重力出流式膜生物反应器的膜通量及膜污染控制研究

采用新型的重力出流式膜生物反应器(MBR)处理生活污水和垃圾渗滤液,考察了其在长期运行过程中膜通量的变化规律及其影响因素.结果表明,该MBR能够在较低液位水头(8.5～15.0 kPa)的作用下连续出水,并获得较高的膜通量.处理生活污水时,平均膜通量为11.2 L·(m²·h)^-1;处理垃圾渗滤液时,平均膜通量为6.4 L·(m²·h)^-1.研究发现,污泥浓度对膜通量影响大小与曝气强度有关.当曝气强度小于400 m³·(m²·h)^-1时,膜通量随着污泥浓度的升高显著下降;当曝气强度大于400 m³·(m²·h)^-1时,膜通量几乎不受污泥浓度和曝气强度的影响.对膜的化学清洗试验表明,NaOH+NaClO溶液清洗效果最佳,膜通量可恢复至初始通量的85%以上.进一步研究表明,混合液中高浓度的溶解性胞外聚合物是MBR处理垃圾渗滤液时膜通量较低的主要原因.     

选择性吸附法处理含表面活性剂和多环芳烃的土壤淋洗液研究

比较研究了H103树脂、活性炭、沸石、硅藻土和膨润土等5种吸附剂对土壤淋洗液中TX-100与PAHs的吸附性能.批实验结果表明,H103树脂、活性炭、沸石、硅藻土和膨润土吸附后,淋洗液中T-PAHs及TX-100浓度分别为0.03和0 mg·L~(-1)、0.16和3623 mg·L~(-1)、15.21和6175 mg·L~(-1)、15.98和6555 mg·L~(-1)、9.49和4332 mg·L~(-1),选择性吸附系数排序依次为活性炭膨润土沸石硅藻土H103树脂.其中,活性炭能够去除淋洗液中99%的PAHs,同时保留51.33%的TX-100回收再利用,选择吸附系数达到109.5.活性炭固定床实验中,由淋洗液溶质的穿透曲线计算出物质的吸附容量.当空隙体积为2.5-7PV时,活性炭能够去除淋洗液中72%的PAHs,同时保留81%的TX-100,平均选择吸附系数为10.08.由此可见,活性炭固定床可有效处理含表面活性剂土壤淋洗液中的多环芳烃,同时实现表面活性剂的回收再利用.     

An autotrophic nitrogen removal process：Short-cut nitrification combined with ANAMMOX for treating diluted effluent from an UASB reactor fed by landfill leachate

A combined process consisting of a short-cut nitrification (SN) reactor and an anaerobic ammonium oxidation upflow anaerobic sludge bed (ANAMMOX) reactor was developed to treat the diluted effluent from an upflow anaerobic sludge bed (UASB) reactor treating high ammonium municipal landfill leachate.The SN process was performed in an aerated upflow sludge bed (AUSB) reactor (working volume 3.05 L),treating about 50% of the diluted raw wastewater.The ammonium removal efficiency and the ratio of NO 2 N to NOx-N in the effluent were both higher than 80%,at a maximum nitrogen loading rate of 1.47 kg/(m 3 ·day).The ANAMMOX process was performed in an UASB reactor (working volume 8.5 L),using the mix of SN reactor effluent and diluted raw wastewater at a ratio of 1:1.The ammonium and nitrite removal efficiency reached over 93% and 95%,respectively,after 70-day continuous operation,at a maximum total nitrogen loading rate of 0.91 kg/(m 3 ·day),suggesting a successful operation of the combined process.The average nitrogen loading rate of the combined system was 0.56 kg/(m 3 ·day),with an average total inorganic nitrogen removal efficiency 87%.The nitrogen in the effluent was mostly nitrate.The results provided important evidence for the possibility of applying SN-ANAMMOX after UASB reactor to treat municipal landfill leachate.     

利用垃圾渗滤液富集培养氨氧化菌

确保活性污泥中适当的氨氧化菌(AOB)的数量及活性对污水生物除氮过程至关重要,投加富集AOB是增加活性污泥中AOB浓度的方法之一. 为了经济有效地获取富集的AOB并有效处理难降解的垃圾渗滤液,对利用垃圾渗滤液富集培养AOB的可行性进行了研究. 采用烟台市生活垃圾填埋场的垃圾渗滤液作为培养基,利用辛安河污水处理厂A2/O工艺二沉池的回流污泥进行接种,通过更代方式富集培养AOB. 结果显示:更代4次后,菌液中AOB的浓度增至原来的5.6倍;向活性污泥中投加14.5%的经过4次更代富集培养的AOB,氨氧化速率提高了65.4%,从而验证了利用垃圾渗滤液富集AOB是可行的.      

微波催化氧化法预处理垃圾渗滤液的研究

采用微波-活性炭-Fenton催化氧化预处理垃圾渗滤液,研究了不同因素对垃圾渗滤液处理效果的影响.结果表明,COD和氨氮去除率随活性炭用量、微波辐射时间和微波功率增加而增加;随Fe2+用量和H2O2用量增加,COD和氨氮去除率先增加而后下降;随pH值增加,氨氮去除率显著增加,COD去除率变化不明显.在微波功率为300W,pH值为8,活性炭9g/L,Fe2+用量为0.02mol/L,H2O2用量为7mL/L,辐射时间6min条件下,垃圾渗滤液中COD和氨氮去除率分别达到68.22%和78.08%,SS去除率达到78.55%,浑浊度去除率达到99.02%,颜色由黑褐色去除为接近无色,BOD5/COD由0.21提高到0.45;研究比较了不同处理对垃圾渗滤液的处理效果.结果显示,微波催化氧化对垃圾渗滤液中COD和氨氮去除率明显高于其他处理.