毒性鉴别评价方法对城镇污水处理厂去除水中有毒物质的分析实例

以江苏省常州市城北污水算处理厂的进水、活性污泥处理系统的出水以及A^2O处理工艺的出水为研究对象，对进出水进行Daphnia magna急性毒性试验。结果表明，进水对Daphnia magna具有24h急性毒性，经过活性污泥处理工艺处理及A^2O处理工艺处理，两股出水均不显示24h急性毒性，采用毒性鉴别评价（Toxicity Identification Evaluation,TE）方法对进水进行监测和评价，发现曝气可去除进水的毒性，C18固相提取亦可去除进水毒性，进水中存在的主要毒物为易挥发的非极性有机化合物，进一步检测可知，进水中的关键毒物主要为邻丙基甲醛肟、1，1－甲基乙基－2－甲氧基苯酚、2－氮，氮二甲基苯甲醇等，此外，对2个处理系统出水进行GC／MS分析，可知出水中关键毒物基本被去除。     

O3/UV降解喹啉过程中的毒性变化

利用发光细菌新鲜菌悬液进行毒性测试，研究了O3／UV降解喹啉过程中的毒性变化．研究表明，在选取的浓度范围内，无论是HgCl2还是喹啉，发光细菌发光抑制率(或相对发光量)与物质浓度的对数均呈线性关系．采用处于对数生长期初期的发光细菌进行毒性测试时的灵敏度和最低检测限都很理想，适合于毒性测试．O3／UV降解喹啉时，体系毒性出现先迅速上升并保持一段时间随后缓慢下降然后又缓慢上升的现象．O3／UV降解喹啉过程中产生了毒性更强的中间产物，这些产物是导致体系毒性上升的主要因素。     

利用化学分析和生物毒性监测方法综合评价污水污泥环境影响的研究

利用化学分析和发光细菌生物毒性联合检测方法评价了上海地区7处污水处理厂污水污泥(分别用S1～S7表示)中主要污染物水平和毒性大小.结果表明,污水污泥样品S5和S7的重金属超过CJ/T 309-2009《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》标准和全国平均水平,主要超标重金属为Cd、Hg和Cu;污水污泥中多氯联苯、有机氯农药和二(噁)英类含量与组成则处于安全水平;样点S1～S6的多环芳烃(PAHs)平均含量低于CJ/T 309-2009中A级标准与欧盟和美国关于污水污泥的土地倾倒标准,但样点S7的w(ΣPAHs)达到34.61 mg·kg-1,超过CJ/T 309-2009最高允许限值的6倍.污水污泥浸出液化学分析结果表明,PAHs和重金属含量低于GB 5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》和欧盟EN 12457.2-2002 《废弃物表征浸出颗粒废弃物和污泥浸出一致性试验》标准,但所有样点的溶解性总有机碳均超过欧盟EN 12457.2-2002标准.发光细菌综合生物毒性结果表明:样点S3的综合毒性最高,S1、S6和S7次之,S2、S4和S5较低,以生活污水为主要来源的污水污泥的综合生物毒性较高.该结果可为污水污泥的后续处理和处置提供基础数据.     

城市污水处理厂污泥中多氯二苯并二噁英/呋喃的分布特征

采用同位素稀释法-高分辨气相色谱-质谱测定了2007年北京8个污水处理厂污泥样品中多氯二苯并二噁英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)的分布情况,并根据毒性当量系数计算了污泥中PCDD/Fs的毒性当量(I-TEQPCDD/Fs).样品的I-TEQPCDD/Fs为1.4-15.0pg·g-1dw,平均值为6.0p...     

HgCl2对斑马鱼SOD,AChE酶活性和基因相对转录量的影响

以HgCl2为实验毒物,研究其对斑马鱼的毒性效应,经染毒后,分别在第1天和第7天取斑马鱼的肌肉测定超氧化物歧化酶(SOD)、乙酰胆碱酯酶(AChE)活性,半定量RT-PCR检测肌肉中乙酰胆碱酯酶、细胞色素P450(CYP 1A)和超氧化物歧化酶(Cu/Zn-SOD)基因的相对转录量.结果显示HgCl2对斑马鱼的毒性很强...     

牡蛎和贻贝中二噁英及多氯联苯同类物的分布

利用同位素稀释、高分辨气相色谱-高分辨质谱联用仪，首次测定了大连湾牡蛎和贻贝等海洋生物体内痕量的二噁英和多氯联苯，并比较了二噁英及多氯联苯的同类物在牡蛎和贻贝中的含量分布。结果表明，所采集的牡蛎和贻贝样品中均含有二噁英和多氯联苯，且多氯联苯的含量明显高于二噁英，反映出环境中多氯联苯背景值大于二噁英的背景值。其中，牡蛎和贻贝中二噁英总质量分数平均值分别为47．8pg／g和216pg／g(以干物质计)，毒性当量平均值分别为O．89pg／g和0．87pg／g；12种有毒性的共平面多氯联苯的总质量分数平均值分别为585．5pg／g和818．6pg／g，总毒性当量平均值分别为0．47pg／g和1．18pg／g。牡蛎和贻贝样品中的二噁英及多氯联苯的同类物含量分布基本类似，表明二者摄取的二噁英及多氯联苯可能有相似的来源。可以把牡蛎和贻贝作为生物标志物，以监测海洋环境中二噁英和多氯联苯的污染状况。     

焦化废水A~2/O处理过程中的组成和毒性变化规律

焦化废水中含有大量毒性物质,具有较强的生物毒性。本文以实验室构建的A2/O焦化废水处理系统为研究对象,考察废水处理过程化学成分和急性毒性的变化。采用紫外扫描和三维荧光光谱分析考察了处理系统各阶段出水的物质组分,并采用固相萃取和超滤膜分离等手段对水样各组分的发光细菌急性毒性进行研究。结果表明,伴随着芳香族物质等毒物的去除,焦化废水的急性生物毒性在该处理系统中被逐步削减,最终出水的毒性当量仅为原水的28%;不同组分的生物毒性测试结果显示,废水水样的强极性和中等极性有机组分贡献了绝大部分的毒性当量,而这些物质主要在缺氧段及好氧段被削减;结合三维荧光光谱的分析结果,可推断焦化废水中一类很难在A2/O处理系统中被完全去除的芳香族蛋白质类似物(Ⅱ区)很可能具有较强的生物毒性,是构成出水毒性的主要物质。     

上海市典型污水处理厂污泥浸出液的化学和毒性评价

为了研究污水污泥在海洋环境中释放带来的生态风险,在分析上海7处典型污水处理厂污水污泥浸出液中重金属与溶解性有机碳的基础上,使用黑鲷,卤虫,三角褐指藻,纤细角毛藻和小球藻研究污水污泥浸出液对海洋生物的急性毒性作用和生长抑制作用。化学分析结果表明,所有样点的污水污泥浸出液中重金属总量均低于中国(GB5085.3-2007)与欧盟(EN12457.2-2002)关于危险废弃物的鉴别标准,但溶解性有机碳(DOC)含量超过欧盟标准1个数量级。毒性实验结果表明,黑鲷幼鱼对污水污泥浸出液的敏感性最强,其次是海洋微藻,卤虫无节幼体的敏感性较低;毒性综合分析结果表明,S2和S3点的污水污泥浸出液对海洋生物的综合生物毒性相对最高,而S4,S5的综合生物毒性最低,其中接纳污水为工业污水,且有机质与硫化物含量较低的污水污泥浸出液对海洋生物的综合生物毒性较低。     

城市污水厂污泥倾倒对海洋生物的毒性研究

以广州市和佛山市的5个城市污水处理厂的污泥为实验对象,选取费氏弧菌、蒙古裸腹溞、卤虫、裸项栉鰕虎鱼仔鱼4种不同营养级的海洋生物为受试对象,结合化学分析方法,研究广州区域周边污水污泥浸出液的生物毒性效应。结果显示各污水污泥浸出液的毒性均较大,且浸出液的Cu污染浓度较高;广州市污水污泥对4种受试生物的毒性效应要高于佛山市。从污泥毒性对受试生物的选择性方面分析,发现卤虫筛分能力强且灵敏度高,而费氏弧菌则相关性好且方法简捷。研究结果为反映城市污泥的生物毒性强度和选择合适毒性评价受试生物提供基础数据。     

城市污水处理厂污泥处理处置的政策分析

简要介绍了城市污水处理厂污泥处理处置技术，提出污泥产业发展政策的建议，指出土地利用是符合我国国情的污泥处置的方向之一：污泥处理技术主要有减量化、浓缩、脱水、消化、堆肥等；污泥处置技术主要有焚烧、填埋、土地利用、建材利用等。污泥处理处置应按照减量化、稳定化、无害化原则，鼓励污泥资源化综合利用。合理确定污水处理厂污泥处理处置设施的布局和设计规模；鼓励对污泥处理处置给与税、费优惠政策，明确将污泥处理处置的运营费用列入污水排污收费范围，建立科学的价格补偿机制；政府在污泥产业发展中起着较为重要的作用，主要体现为服务与监督，包括承诺、保障和协调三个方面。     

基于高通量分析方法的长江干流重庆段抗生素种类特征及来源初探

采用高通量分析方法对长江干流重庆段11个流域断面、2个市政污水处理厂进水和6个养殖场废水的潜在抗生素进行筛查,并结合抗生素使用调查探讨其来源。结果表明,(1)共检出83种抗生素,其中流域内检出36种,污水处理厂和养殖场废水中检出70种;磺胺间甲氧嘧啶检出率最高,在流域水体和废水的检出率分别为91%和55%,喹诺酮类是检出抗生素的主要类型;(2)长江干流重庆段下游检出抗生素数量高于上游检出抗生素;(3)有20种抗生素可能由上游携带和重庆市内排放2种方式进入流域,7种抗生素可能由上游携带入境,9种抗生素可能由重庆市内排放引入长江。     

施用城市污泥对土壤生态系统影响的研究进展

城市污泥的合理处置已成为目前环境科学研究领域中的重要课题。因污泥富含有机质和有效营养成分,对土壤改良有积极的促进作用,所以污泥的土地利用普遍被认为是一种积极、有效的处置方式。鉴于此,本文就国内外施用城市污泥对土壤生态系统的．影响及相关的过程和机理进行了综述。结果显示,施用污泥可改善土壤理化性质,提高土壤有机质和氮、磷等养分元素的含量,其改良作用因污泥类型而异。污泥对土壤重金属的积累有所影响,特别是在酸雨频发地区或者长期施用污泥,可能会带来重金属Gu污染的环境风险。污泥普遍有利于提高土壤酶活性,譬如土壤淀粉酶、脲酶和蔗糖酶活性,但污泥施用过量或时间延长,则会抑制多酚氧化酶和磷酸酶的活性,而污泥对过氧化氢酶的影响则不大。污泥对土壤微生物特性短期内有积极的影响,但长期则有负面作用。施用污泥可导致土壤动物活性的增加,但也会对一些土壤动物产生毒性,譬如异壳介虫属和弹尾目昆虫,而且污泥毒性不仅取决于污泥用量,土壤类型也起着重要作用。基于上述分析和评述,提出了未来研究展望如下：（1）针对污泥施用后土壤生态系统生物、物理和化学过程和机理进行系统、综合的基础研究;（2）对污泥土地利用进行长期的系统定位试验和环境监测,并对之进行环境风险评价;（3）对污泥稳定化处理技术的创新及其应用研究。     

广州市某A2/O工艺城镇污水处理厂出水对大型溞的生殖毒性作用

城镇污水处理厂废水中存在大量生物毒性物质,但该废水对动物的生殖能力影响研究还十分缺乏。利用大型溞暴露实验,检测广州市某采用A~2/O工艺的城镇污水处理厂出水的急性毒性和生殖毒性。48 h急性毒性实验表明,所有水样均未表现出急性毒性效应。慢性生殖毒性(14 d)测试结果表明:(1)从进水到缺氧池出水均能显著提高第一胎产溞数量;(2)进水和沉砂池出水显著增加受试期总产溞数量;(3)从厌氧池到出水工艺段受试溞的第一胎产溞时间均推后;(4)好氧池出水的毒性显著降低,但仍然对大型溞具有生殖毒性。研究表明,好氧池(A~2/O)工艺能够显著去除具有大型溞生殖毒性的物质,但污水处理厂废水的生殖毒性仍需要引起关注。     

制革废水处理系统各级出水的生态毒性评价

采用生态毒理学常用的大型溞（Daphnia magna）和活性污泥（activated sludge）作为试验系统,对制革废水处理系统各个环节出水进行毒性试验,以评价其处理效果。按照OECD标准试验方法,选取本实验室繁殖的大型溞（溞龄小于24 h）,和采自以处理生活污水为主的污水处理厂活性污泥,分别使用重铬酸钾和3,5-二氯酚作为参比物验证大型溞和活性污泥的毒性敏感性。以大型溞活动抑制和活性污泥呼吸抑制作为毒性终点,利用48 h静态试验和3 h曝气试验分别评价水样对于大型溞活动和活性污泥呼吸作用的急性毒性效应。统计各试验组大型溞的活动情况和活性污泥的呼吸速率,分别将其与空白对照组进行比较,计算大型溞的活动抑制率和活性污泥的呼吸抑制率,采用Bliss法统计制革废水处理系统各个环节出水对大型溞和活性污泥的半数抑制浓度（EC50）。结果表明：制革废水依次经过厌氧脱硫反应器、脱色厌氧反应器、微曝气反应器和厌氧氨氧化反应器的生物处理系统处理,其出水对大型溞和活性污泥的急性毒性已大为降低。进水、厌氧脱硫反应器出水、脱色厌氧反应器出水、微曝气反应器出水和厌氧氨氧化反应器出水对大型溞活动抑制试验的48 h-EC50分别为41.3%、32.2%、48.0%、91.2%和无抑制作用;活性污泥呼吸抑制试验3 h-EC50则分别为178.2%、101.5%、689.7%、184.6%和无抑制作用。总体上毒性呈现逐渐降低的趋势,而且大型溞比活性污泥更为灵敏。大型溞和活性污泥的生态毒性结果与化学分析的结果相互补充,可为制革废水处理提供预警和效果评价提供科学依据。     

Co-pyrolysis of sewage sludge and biomass for stabilizing heavy metals and reducing biochar toxicity: A review

The huge amounts of sewage sludge produced by municipal wastewater treatment plants induce major environmental and economical issues, calling for advanced disposal methods. Traditional methods for sewage sludge disposal increase greenhouse gas emissions and pollution. Moreover, biochar created from sewage sludge often cannot be used directly in soil applications due to elevated levels of heavy metals and other toxic compounds, which alter soil biota and earthworms. This has limited the application of sewage sludge-derived biochar as a fertilizer. Here, we review biomass and sewage sludge co-pyrolysis with a focus on the stabilization of heavy metals and toxicity reduction of the sludge-derived biochar. We observed that co-pyrolyzing sewage sludge with biomass materials reduced heavy metal concentrations and decreased the environmental risk of sludge-derived biochar by up to 93%. Biochar produced from sewage sludge and biomass co-pyrolysis could enhance the reproduction stimulation of soil biota by 20‒98%. Heavy metals immobilization and transformation are controlled by the co-feed material mixing ratio, pyrolysis temperature, and pyrolysis atmosphere.

     

Possible solutions for sludge dewatering in China

In China, over 1.43×10⁷ tons of dewatered sewage sludge, with 80% water content, were generated from wastewater treatment plants in 2007. About 60% of the COD removed during the wastewater treatment process becomes concentrated as sludge. Traditional disposal methods used by municipal solid waste treatment facilities, such as landfills, composting, or incineration, are unsuitable for sludge disposal because of its high water content. Disposal of sludge has therefore become a major focus of current environmental protection policies. The present status of sludge treatment and disposal methodology is introduced in this paper. Decreasing the energy consumption of sludge dewatering from 80% to 50% has been a key issue for safe and economic sludge disposal. In an analysis of sludge water distribution, thermal drying and hydrothermal conditioning processes are compared. Although thermal drying could result in an almost dry sludge, the energy consumption needed for this process is extremely high. In comparison, hydrothermal technology could achieve dewatered sewage sludge with a 50%–60% water content, which is suitable for composting, incineration, or landfill. The energy consumption of hydrothermal technology is lower than that required for thermal drying.     

北京市污水厂污泥中的内分泌干扰效应物质

采用重组基因酵母法检测了北京市16个污水处理厂污泥的雌激素、雄激素和孕激素效应.结果表明,各污水厂污泥中均可检测到雌激素受体诱导效应,范围在0.587～6.76ngEEQ·g-(1dw)之间.各水厂污泥均未检测出雄激素诱导效应和孕激素诱导效应,大部分污水厂污泥样品表现出较明显的雄激素抑制效应和较强的孕激素抑制效应.与国外相比,北京市污水厂污泥中的雌激素活性值相对较低.堆肥处理不能有效去除雌激素类物质和孕激素抑制物质,但对雄激素抑制物质的去除明显.     

Polychlorinated biphenyls,polycyclic aromatic hydrocarbons and alkylphenols in sediments from the Odra River and its tributaries,Poland

Concentrations of polychlorinated biphenyls (PCBs), polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), nonylphenol (NP) and octylphenol (OP) were measured in sediments collected during June–August 1998 along the Odra River and its tributaries (Warta, Obrzyca, Barycz, Kaczawa and Bóbr Rivers) in Poland. In addition, raw and treated sewage sludge collected from Gdańsk, Poland, were analyzed for the target compounds. Concentrations of PCBs in sediments varied widely, ranging from 2.7 to 412?ng/g, on a dry weight basis (dry wt). PAHs were the predominant compounds in sediments with concentrations ranging from 150 to 19?000?ng/g, dry wt. The distribution of concentrations of PAHs was more homogenous than that of PCBs. NP concentrations in sediments ranged from <1 to 762?ng/g, while that of OP from <1 to 9.8?ng/g, dry wt. Measured concentrations of target analytes in sediments of the Odra River and its tributaries were comparable to or greater than those reported for riverine sediments in other eastern European countries. Concentrations of total PCBs, PAHs and NP in raw and treated sewage sludge collected from a sewage treatment plant in Gdańsk, Poland, were in the ranges of 203–284, 11?720–13?880 and 6760–99?600?ng/g, dry wt, respectively. Primary treatment of sewage did not appear to reduce PCB or PAH concentrations, although NP and OP concentrations were much less in treated sludge than in raw sludge. This is one of a few studies that document concentrations of PCBs, PAHs and NP in sediments of the Odra River and its tributaries in Poland.