镉和铅联合作用对黑腹果蝇发育及抗氧化的影响

作为主要的重金属污染物,镉(Cd~(2+))和铅(Pb~(2+))对生物体具有不同影响和毒作用机制,然而当它们同时存在于机体内常会表现出不同的联合效应,因此研究以上两种重金属的联合作用极其重要。本研究以模式生物黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)为研究对象,采用原子吸收、发育实验、酶学测定以及荧光定量PCR评估Cd~(2+)和Pb~(2+)以及二者联合对果蝇的影响。向果蝇分别饲喂不同剂量的Cd~(2+)(0.05、0.1、0.3、0.5 mmol?L~(-1))和Pb~(2+)(0.2、0.5、1.5、2.9 mmol?L~(-1))以及Cd~(2+)+Pb~(2+)(0.05+0.2、0.1+0.5、0.3+1.5、0.5+2.9 mmol?L~(-1)),测定果蝇成虫体内Cd~(2+)和Pb~(2+)积累量,以及化蛹率、羽化率、抗氧化能力、金属硫蛋白(metallothionein,MTNs)和谷胱甘肽S转移酶(glutathione S-transferase,GST)基因的表达水平。结果表明,果蝇中Cd~(2+)和Pb~(2+)浓度随着培养基中重金属浓度的上升而增加,当同时加入Cd~(2+)和Pb~(2+)后,二者积累量进一步增加。单独添加Pb~(2+)(0.2、0.5、1.5、2.9 mmol?L~(-1))或共同添加Cd~(2+)+Pb~(2+)(0.1+0.5、0.3+1.5、0.5+2.9 mmol?L~(-1))显著降低果蝇化蛹率和羽化率,而Cd~(2+)+Pb~(2+)联合处理较单独Cd~(2+)/Pb~(2+)处理表现出更强的效果,且这种效果随着Cd~(2+)/Pb~(2+)浓度的增加而增强。Cd~(2+)+Pb~(2+)处理CAT活性较单独Cd~(2+)/Pb~(2+)处理显著提高。Cd~(2+)+Pb~(2+)(0.05+0.2、0.1+0.5、0.3+1.5 mmol?L~(-1))处理组SOD活性较单独Cd~(2+)/Pb~(2+)处理,SOD活性无明显变化,但在Cd~(2+)+Pb~(2+)(0.5+2.9 mmol?L~(-1))处理组中SOD活性显著上升;Cd~(2+)+Pb~(2+)(0.05+0.2 mmol?L~(-1))处理组MDA含量较单独Cd~(2+)/Pb~(2+)处理显著提升,但在处理组Cd~(2+)+Pb~(2+)(1+0.5、0.3+1.5、0.5+2.9mmol?L~(-1))中MDA含量反而较单独的Cd~(2+)/Pb~(2+)处理有所下降。荧光定量PCR结果表明,在Cd~(2+)/Pb~(2+)处理下MTNs和Gsts表达水平显著升高。本研究表明重金属联合作用会对生物体产生不同的毒性效应,而MTNs和Gsts两类基因在生物体重金属胁迫下的解毒机制中发挥着至关重要的作用。     

壳聚糖活性污泥复合吸附剂处理铅、镉废水研究

研究了壳聚糖活性污泥复合吸附剂(SCTS)对废水中Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附性能,通过单因素试验分析了温度、SCTS投加量、pH值、搅拌转速和重金属离子浓度对SCTS吸附性能的影响,正交试验确定了影响因素的主次顺序及最优组合水平。结果表明:影响SCTS吸附废水中Pb~(2+)的因素从大到小依次为pH值、SCTS投加量、Pb~(2+)初始浓度和搅拌转速,吸附Pb~(2+)的最优组合为pH值=2、SCTS投加量为10 g· L~(-1)、ρ(Pb~(2+))初始值为50 mg· L~(-1)、搅拌转速130 r·min-1,Pb~(2+)去除率达95.76%。影响SCTS吸附废水中Cd~(2+)的因素作用力大小依次为pH值、Cd~(2+)初始浓度、转速和SCTS投加量,吸附Cd~(2+)的最优组合为pH值2、SCTS投加量2.5 g· L~(-1)、ρ(Cd~(2+))初始值60 mg· L~(-1)、转速130 r·min-1,此时Cd~(2+)的去除率为96.08%。     

重金属对禾谷镰刀菌的生长及毒素合成的影响

以禾谷镰刀菌为研究对象,研究了常见重金属(Cu、Pb、Zn、Cd)对禾谷镰刀菌菌株生长及其毒素合成的影响。研究结果表明,重金属对菌株的生长和其产毒能力均产生影响。Cu~(2+)和Cd~(2+)对菌株生长影响较大,随着浓度的增加对生长的抑制作用增强,当离子浓度分别为20 mg·L~(-1)和40 mg·L~(-1)时,能够完全抑制菌株生长。Zn~(2+)在0~160 mg·L~(-1)浓度范围内促进菌株生长,在10 mg·L~(-1)浓度下促进毒素合成。Pb~(2+)在察氏培养基中对菌株生长的影响没有明显规律可循,但是,随着Pb~(2+)浓度增加,抑制毒素合成作用增强。     

铅、镉污染废水树皮类吸附材料的筛选

近年来,水体重金属污染日趋严重,筛选出绿色高效处理重金属污染废水的吸附材料迫在眉睫.本文采用振荡吸附法研究了10种树皮类生物质吸附材料在不同投加量、初始浓度、pH和吸附时间下对模拟污染废水中Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附效率.结果表明,在25℃和180 r·min~(-1)恒温振荡条件下,10种树皮对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附效率存在明显差异(P0.05).它们对模拟废水Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附量和吸附率,分别随初始浓度的增加呈递增和递减趋势;在0—120 min内随吸附时间的延长而提高;在pH 2.0—4.0范围内,随pH的增大而明显提升.红外光谱分析表明,羟基和羧基参与了Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附.在投加量0.5 g·L~(-1)、模拟废水初始浓度50 mg·g~(-1)、pH 5.50和吸附时间120 min条件下,侧柏(Platycladus orientalis)皮、核桃树(Juglans regia)皮和构树(Broussonetia papyrifera)皮对Pb~(2+)的吸附量可达71.77—83.61 mg·g~(-1),对Cd~(2+)的吸附量达到64.69—70.33 mg·g~(-1),对实际污染废水具有较高的吸附率,最高可达98.21%.因此,侧柏皮、核桃树皮和构树皮可能是是吸附复合污染废水中铅镉的潜在材料.     

不同浓度柠檬酸溶液中石灰性紫色土微团聚体对Pb~(2+)的吸附解吸特性变化

铅(Pb~(2+))因溶解度较小,易在土壤中长期滞留,从而造成严重的土壤铅污染。柠檬酸(Citric Acid)作为植物根系分泌的典型天然有机酸,含有大量羧基功能团和活性点位,影响着土壤中重金属的吸附和解吸。为深入了解柠檬酸输入土壤后,Pb~(2+)在土壤中的积累与迁移规律,以石灰性紫色土为研究对象,通过模拟试验,采用平衡液吸附法及柠檬酸、HCl解吸法,研究了不同浓度柠檬酸溶液中石灰性紫色土及各粒径微团聚体对Pb~(2+)的吸附-解吸特性。结果表明:在不同浓度柠檬酸溶液中,石灰性紫色土全土及各粒径微团聚体对Pb~(2+)的吸附量随其初始浓度增大而增加,各粒径间吸附量大小顺序为:(0.002 mm)2~0.25 mm全土0.053~0.002 mm0.25 mm~0.053 mm;柠檬酸浓度在0~1 mmol·L~(-1)范围内,石灰性紫色土全土及各粒径微微团聚体对Pb~(2+)的吸附量明显上升,1~100 mmol·L~(-1)范围内吸附量下降,低浓度的柠檬酸能够有效促进全土及各粒径微团聚体对Pb~(2+)的吸附,高浓度柠檬酸则起抑制作用,降低土壤对Pb~(2+)的吸附量;Freundlich方程对等温吸附过程的拟合达到极显著水平(R2=0.985-0.999),全土和不同粒径微团聚体对Pb~(2+)的吸附为不均匀表面的多层吸附;易解吸率随初始Pb~(2+)质量浓度上升而不断增大,难解吸率不断下降,加入柠檬酸后,易解吸率进一步上升,且随柠檬酸浓度升高而增大。研究柠檬酸溶液中石灰性紫色土对Pb~(2+)的吸附-解吸特性,能够有效预测石灰性紫色土区域重金属的环境效应,对农业环境安全调控具有重要意义。     

外源GSH对马蔺铅吸收动态及积累分布特性影响的研究

采用营养液培养研究了马蔺(Iris lactea var.chinensis)对重金属铅(Pb)的短时间(0-4h)吸收动力学特征及积累分布特性。结果表明,0~4 h内,500 mg·L~(-1) Pb胁迫以及500 mg·L~(-1) Pb胁迫下添加外源GSH(谷胱甘肽)和BSO(丁胱亚磺酰胺,GSH合成专一性抑制剂)处理马蔺对Pb的吸收均随时间的延长呈逐渐上升的趋势。胁迫0~2 h内,3种处理下Pb向马蔺地上部的转运能力均随时间的延长呈逐渐增加的趋势;胁迫2 h后,3个不同处理下马蔺根系内Pb的增加速率均高于地上部,Pb转运率下降;在胁迫4 h时,Pb+GSH处理马蔺地上部Pb吸收量分别是Pb处理和Pb+BSO处理的2.36、1.52倍。扫描电镜结合能谱仪对马蔺幼苗根尖横切面进行X-ray微区分析表明,500 mg·L~(-1) Pb胁迫4 h时,仅在表皮细胞检测到一定含量Pb,而外皮层、皮层、内皮层和中柱细胞内Pb含量因低于检测限而没有检测到。马蔺短时间Pb外流动力学实验表明,3种不同处理下Pb~(2+)外流最快速的阶段均在0~2 h之间,代表Pb~(2+)从细胞壁流出;Pb~(2+)从木质部中流出发生在2~6 h之间;而最缓慢的交换阶段被认为是Pb~(2+)从液泡中流出,发生在6~48 h之间。因此,短时间Pb胁迫下马蔺根系吸收的Pb可能主要积累于马蔺表皮细胞壁中。Pb+GSH处理下马蔺根细胞解析出的Pb含量均高于单Pb胁迫和Pb和BSO处理下相应部位的Pb含量,说明0~4 h短时间内GSH具有促进马蔺Pb吸收和转运的功能。     

CASS工艺微生物抵抗含Cu~(2+)、Ni~(2+)锻造添加剂废水毒性的效果

工(产)业园区内企业在紧急情况下排放的污水中,有毒物质会影响污水处理厂活性污泥微生物的活性,甚至导致微生物的死亡.基于此,利用CASS工艺的特点检验微生物系统抗冲击毒性的能力,通过不同的配比浓度调整试验水样中Cu~(2+)、Ni~(2+)的质量浓度,监测CASS系统进出水的Cu~(2+)、Ni~(2+)、COD_(cr)指标,用以判断微生物系统是否受到影响,进而确定CASS微生物系统抗毒性冲击的临界点.结果表明:Cu~(2+)质量浓度小于3.0 mg·L~(-1),Ni~(2+)质量浓度小于5.0 mg·L~(-1),时,CASS 工艺微生物抵抗含Cu~(2+)、Ni~(2+)锻造添加剂废水的毒性能力较强,对Cu~(2+)、Ni~(2+)、COD_(cr)的去除率均可以达到80%;当Cu~(2+)质量浓度大于3.0 mg·L~(-1),Ni~(2+)质量浓度大于5.0mg·L~(-1)时,CASS工艺微生物对毒性抵抗能力显著降低,活性受到严重破坏,对CU~(2+)、Ni~(2+)、COD_(cr)去除率下降至60%以下.所以可以确定CASS工艺微生物抵抗含Cu~(2+)、Ni~(2+)锻造添加剂废水毒性的最高质量浓度限值,Cu~(2+)为3.0 mg·L~(-1),Ni~(2+)为5.0mg·L~(-1).为污水处理厂实际运行工程中避免活性污泥微生物系统受毒性冲击而导致运行瘫痪提供参考依据.     

磁铁矿纳米颗粒与Pb~(2+)复合物对大鼠肾细胞的毒性研究

磁铁矿纳米颗粒(magnetite nanoparticles, MNPs)是一种环境友好型吸附剂,广泛应用于废水中Pb~(2+)的处理。目前,有不少关于MNPs毒性的研究,但对MNPs处理Pb~(2+)形成的复合物的毒性却鲜有报道,其复合毒性亟待深入研究。本文以大鼠肾细胞(NRK)作为细胞模型,系统研究不同Pb含量的MNPs-Pb复合物,以及相应浓度的MNPs和Pb~(2+),对大鼠肾细胞活性、细胞形态和密度的影响,考察细胞对纳米颗粒的摄取以及细胞凋亡的作用机制,评估MNPs-Pb的毒性效应。结果表明,在本实验浓度和暴露时间(12 h)条件下,Pb~(2+)能够显著抑制细胞活性,改变细胞形态,促进细胞凋亡,对细胞有显著的毒性效应,并且呈现剂量相关性;利用MNPs吸附水环境中Pb~(2+)形成的复合物MNPs-Pb对大鼠肾细胞没有显著的毒性作用(P<0.05),MNPs对Pb~(2+)的吸附可能是Pb~(2+)的细胞毒性降低的原因。     

凡口铅锌矿湿地系统沉积物中重金属的分布

研究了用于处理凡口铅锌矿选矿废水的宽叶香蒲(Typha latifolia)人工湿地系统沉积物中重金属Pb、Zn、Cu和Cd的分布。沉积物略呈碱性,在各层沉积物中,DTPA-Zn质量分数高于DTPA-Pb质量分数。冬季(11~12月)湿地系统中3个处理池进水口的沉积物结合水中的Pb、Zn、Cu和Cd质量分数与春季(1~3月)的相比较,有显著的差异。湿地处理系统中Pb、Zn、Cu和Cd主要沉积在表层土壤中;但3个处理池入水口和出水口不同深度的沉积物pH值没有显著差异(p<0.05),表明pH值与重金属含量并不存在相关性。     

不同重金属混合液对萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)实验种群增长的影响

为探究重金属复合污染对轮虫种群增长的影响,以萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)为受试生物,采用析因设计方法设置ρ(Cu2+)为0.001和0.01 mg·L~(-1)、ρ(Zn2+)为0.01和0.1 mg·L~(-1)、ρ(Cd2+)为0.01和0.1mg·L~(-1)、ρ(Cr6+)为0.01和0.1 mg·L~(-1)和ρ(Mn2+)为0.1和1 mg·L~(-1)不同组合的混合液,利用轮虫群体累积培养方法,研究暴露于不同重金属混合液中的轮虫18 d实验种群增长的变化情况,探讨不同处理组对轮虫种群增长率和轮虫最大种群密度的影响。结果显示,重金属混合液组成成分浓度的变化显著影响其对轮虫的毒性,高浓度重金属混合液均显著降低轮虫种群增长率和轮虫最大种群密度。每种重金属离子和其他4种重金属混合液浓度的交互作用均显著影响轮虫种群增长率;Zn2+和其他4种重金属混合液浓度的交互作用显著影响轮虫最大种群密度。轮虫种群增长率对重金属混合物中各组成成分之间的交互作用更加敏感,适合用来监测重金属复合污染对轮虫种群的长期、慢性毒性影响。     

还原条件下氧化石墨烯对铅离子的吸附/解吸附性能

针对地下水还原条件下附着Pb离子氧化石墨烯(GO)纳米颗粒的环境稳定性,实验研究了厌氧条件下Na_2S还原对GO吸附Pb~(2+)以及解吸附过程的影响.采用X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射以及表面增强拉曼技术对吸附与解吸附的过程机理进行分析比较.结果表明,GO及Na2S还原生成r GO对Pb~(2+)的吸附过程符合Langmuir吸附模型,最大吸附容量分别为937.65、92.99 mg·g~(-1),GO还原后Pb~(2+)吸附容量减小;厌氧条件下Na2S还原引起GO表面吸附的Pb释放,实验条件下有19.9%—35.3%被吸附的Pb以离子形态释放出来.光谱分析表明,吸附Pb的GO在厌氧条件下被Na2S还原致使GO表面含氧官能团减少,造成Pb解吸附,解吸附释放出的部分Pb与反应体系中的硫化物结合生成PbS沉淀.附着Pb的GO进入还原环境后,以Pb~(2+)离子形式解吸附释放的Pb会引起水体的再污染.     

铅暴露对中华大蟾蜍耳后腺分泌蟾蜍甾烯的影响

采用半静水式实验方法,研究Pb~(2+)暴露30 d对中华大蟾蜍(Bufo bufo gargarizans Cantor)生理状态和耳后腺分泌蟾蜍甾烯水平的影响。结果表明,随Pb~(2+)浓度(0.68~5.46 mg·L~(-1))升高,蜕皮和自发活动减少,存活率下降。进一步采用液相-质谱检测技术发现,0.68 mg·L~(-1)Pb~(2+)暴露下,10种蟾蜍甾烯水平出现1.5倍以上变化。5.46 mg·L~(-1)Pb~(2+)暴露下,17种蟾蜍甾烯水平发生下调(1.5倍),其中bufarenogin水平显著下降(P0.05),其他物质水平与对照组无显著性差异。这说明Pb~(2+)暴露对蟾蜍耳后腺中蟾蜍甾烯物质具有潜在影响。     

铅暴露与排放对中华鲟幼鱼血液中ALT、AST活力的影响

采用水溶液静态置换法,从中华鲟(Acipenser sinensis)受精卵发育至96 h开始,研究了其在0(对照组)、0.2、0.8和1.6mg·L~(-1) Pb~(2+)水溶液中暴露16周,随后排放6周,对中华鲟幼鱼血液中ALT、AST活力的影响.结果显示:Pb暴露后幼鱼血液中的ALT和AST活力均表现为随Pb暴露剂量增加而升高的趋势,1.6mg·L~(-1)组ALT活力与其它各组比较呈极显著差异(P<0.01);0.8和1.6mg·L~(-1)组AST活力与对照组比较分别呈显著差异(P<0.05)和极显著差异(P<0.01). Pb排放后,各暴露组血液中ALT活力降低至对照组水平(P>0.05);1.6 mg·L~(-1)组的AST活力依然较高.超出对照组近2倍(P<0.01).对照组血液的AST/ALT值在2.24～2.32之间;随Pb质量浓度增加,暴露后AST/ALT值呈增加趋势.Pb排放后AST/ALT值降低,但1.6 mg·L~(-1)组与其余各组比较仍维持较高值(P<0.05).初步认为,0.2 mg·L~(-1)和0.8 mg·L~(-1) Pb~(2+)暴露导致中华鲟幼鱼肝细胞不同程度受损,经Pb排放后,轻度受损的组织细胞能够恢复.血液中的AST/ALT值在判断鱼类组织损伤中也具有重要意义.     

几种湿地植物对重金属镉胁迫的生理生化响应

通过水培试验研究了不同质量浓度的重金属镉(0、20、30、40、50、60 mg·L-1)胁迫对水生美人蕉(Canna glauca)、红蛋(Echinodorus osiris)、风车草(Cyperus alternifolius)、彩叶草(Coleus blumei benth)等湿地植物体内丙二醛、脯氨酸、镉的含量以及细胞膜的透性变化的影响,探讨了镉胁迫下不同湿地植物对镉的生理生化响应和耐受能力,为应用人工湿地处理含镉废水提供依据.研究结果表明,在镉胁迫下4种供试植物叶片的丙二醛含龟和膜透性增加,并且试验条件下,培养液中镉质量浓度越高植物叶片中阿二醛细胞膜透性也越高;植物叶片中脯氨酸质量分数变化则有所不同,培养液中镉质最浓度处于0～40 mg·L-1时,脯氨酸质量分数随着镉质量浓度增加而增加,镉质量浓度高于40 mg·L-1,脯氨酸质量分数随着镉质量浓度的增加而降低.不同湿地植物对镉胁迫响应也显著不同,丙二醛含量、脯氩酸质量分数和细胞膜透性大小为:彩叶草>风车草>红蛋>美人焦.由此可见,4种供试植物耐受镉害的能力依次为:美人蕉>红蛋>风车草>彩叶草.美人蕉和红蛋在含镉废水人工湿地生态上程修复中具有很好的应用前景.     

几种植物处理含重金属废水的适应性研究

试验采用蕹菜、油菜、美人蕉、水葫芦、水花生、水浮莲6种适应人工湿地的植物，在水培情况下研究了它们对Hg、Cd、Pb、Cr、Cu、Zn6种重金属的适应性，以综合考虑了植物的适水性与对重金属耐性的生物量为指标，得出了植物对6种重金属模拟废水综合耐性由强到弱的排序为美人蕉→水葫芦→油菜→水浮莲→蕹菜→水花生。不同植物对于其中一种重金属的单一耐性也有差异，美人蕉对Cr、Hg、Zn耐性较强，水浮莲对Pb、Cu、Cd耐性较强。植物对重金属的综合耐性和单一耐性的试验结果可为湿地处理含重金属废水提供参考。     

Hg2+和Pb2+对中国鲎N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶的影响

节肢动物蜕皮与N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(EC3.2.1.52,NAGase)密切相关。为了探究Hg~(2+)和Pb~(2+)这2种重金属离子对节肢动物NAGase的影响,以中国鲎(Tachypleus tridentatus)为材料,从其内脏分离提取了NAGase。利用酶促反应动力学方法,研究Hg~(2+)和Pb~(2+)对中国鲎NAGase的影响;通过对酶荧光发射光谱的测定,研究NAGase酶蛋白经Hg~(2+)和Pb~(2+)作用后的空间构象变化。结果表明,Hg~(2+)和Pb~(2+)对中国鲎NAGase均有较强的抑制作用,Hg~(2+)对NAGase的抑制作用强于Pb~(2+),Hg~(2+)和Pb~(2+)对NAGase的抑制作用均表现为可逆过程,其中Hg~(2+)对NAGase的抑制属于竞争性抑制作用,抑制常数KI为22.68μmol·L~(-1),Hg~(2+)只与游离酶结合,不与酶-底物络合物结合;而Pb~(2+)对NAGase的抑制是属于竞争性-非竞争性混合型抑制作用,抑制常数KI和KIS分别为19.13 mmol·L~(-1)和75.23 mmol·L~(-1),Pb~(2+)与游离酶的亲和力相比与酶-底物络合物的亲和力更强。NAGase经Hg~(2+)和Pb~(2+)作用后荧光发射强度均降低,但荧光发射峰值并没有发生位移,说明Hg~(2+)和Pb~(2+)对中国鲎NAGase的抑制作用均为酶蛋白空间构象的变化所致。这证明了Hg~(2+)和Pb~(2+)对中国鲎NAGase活力具调控作用。     

Cu和Pb对赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo)生长的影响

以添加了不同浓度的CuSO_4和Pb(NO_3)_2混合液的f/2培养基培养赤潮异弯藻,通过分析藻的最大生长密度、生长周期及比生长率这3个参数与Cu和Pb之间的相关关系,讨论2种重金属对赤潮异弯藻生长的影响以及2种重金属之间的互作效应。结果表明,Cu为0～0.02 mg·L~(-1)或Pb为0～0.32 mg·L~(-1)时,对赤潮异弯藻生长有促进作用;当Pb浓度不同的条件下,Cu浓度达到0.5～2.5 mg·L~(-1)时,赤潮异弯藻生长受到明显抑制,甚至无法生长;在Cu浓度不同的条件下,Pb在1～9 mg·L~(-1)范围内,随着浓度的增加,对赤潮异弯藻生长抑制作用逐步增强。在Cu浓度为0～2.5 mg·L~(-1)或Pb浓度为1～9 mg·L~(-1)及两者互作条件下,赤潮异弯藻最大生长密度和生长周期都受到显著影响(P0.01)。另外,Cu和Pb对赤潮异弯藻比生长率无显著影响,两者相互作用不明显。结合湛江海域已报道的这2种重金属实际含量,进一步评估了海区中重金属的潜在生态效应。     

垂直流-水平潜流复合人工湿地深度处理电镀废水的效果

采用垂直流-水平潜流复合人工湿地对金华清湖电镀厂排放的电镀废水尾水进行深度处理,研究复合人工湿地对电镀废水的深度净化效果,并对复合人工湿地在低(30 cm·d-1)、高(55 cm·d-1)水力负荷条件下的去除效果进行对比试验,探讨水力负荷对复合人工湿地处理能力的影响.复合人工湿地主要由调节池、垂直流人工湿地、水平潜流人工湿地和集水池四部分组成,电镀厂化学沉淀处理后的尾水先经一级垂直流人工湿地的基质和植物根系的过滤、吸附作用,刺激微生物活性,再流入水平潜流人工湿地完成二级处理,依靠植物、微生物、基质三者的联合作用从而使电镀废水得到深度净化.其中,垂直流人工湿地种植凤眼莲(Eichhornia crassipes)、稗草(Echinochloa crusgalli)和空心莲子草(Herba Alternantherae)3种水生植物,潜流人工湿地种植藨草(Scirpus triqueter)、黄菖蒲(Iris pseudacorus)、芦苇(Phragmites communis)、千屈菜(Lythrum salicaria)和美人蕉(Canna indica)5种水生植物.结果表明,复合人工湿地对电镀废水的净化效果非常显著,对Zn、Cu、Cr、Mn四种重金属和COD具有很高的去除率,处理后Zn、Cu、Cr、Mn和COD的质量分数分别为15.9%、12.4%、15.2%、28.5%和32.9%.其中,Cu、Mn和COD出水符合<污水综合排放标准>(GB8978-1996)一级标准,而Zn、Cr虽有很高的去除率,但并未达到标准.研究同样表明,复合人工湿地对电镀废水的去除效率存在一个最适宜的处理时间,过短和过长的处理时间都不利于污染物的去除.低、高水力负荷对比试验研究表明,水力负荷对COD的去除效果影响较大,对Zn、Cu、Cr、Mn的影响较小;在高水力负荷条件下,复合人工湿地对Zn、Cu、Cr、Mn四种重金属仍然具有很高的去除率,其质量分数分别降到32.3%、27.7%、30.8%、43.2%.     

紫球藻对沼液废水中氨氮、铜离子及抗生素磺胺二甲嘧啶的处理效果

微藻处理沼液废水是一项污水资源化处理的生物技术,将富含胞外多糖的紫球藻(Porphyridium cruentum)作为研究对象,以实际沼液废水中氨氮、铜离子(Cu~(2+))和抗生素磺胺二甲嘧啶浓度为对照,分别设置不同浓度上述污染物考察其对紫球藻生长的影响,并测定紫球藻对沼液废水中氨氮、Cu~(2+)和抗生素磺胺二甲嘧啶的富集效果。结果表明,培养10 d后,在正常培养基以及ρ(氨氮)分别为50、500和2 000 mg·L~(-1)培养基中紫球藻生物量分别为1.67、1.74、0.85和0.68 g·L~(-1);在正常培养基以及ρ(Cu~(2+))分别为0.5、1.0和2.0 mg·L~(-1)培养基中,紫球藻生物量分别为2.36、1.81、1.83和1.58 g·L~(-1);在正常培养基以及ρ(抗生素)分别为5、10、20、100和200 mg·L~(-1)培养基中,紫球藻生物量分别为1.60、1.18、1.42、1.30、0.98和0.88 g·L~(-1)。此外,在最佳氨氮、Cu~(2+)及磺胺二甲嘧啶浓度条件下紫球藻对各污染物去除率分别为73.2%、54.3%和56.9%。氨氮为紫球藻的生长提供了一定量营养盐,促进紫球藻生长;Cu~(2+)和高浓度磺胺二甲嘧啶则抑制紫球藻生长。紫球藻富含胞外多糖的特性为沼液废水中难处理污染物Cu~(2+)和抗生素等的富集去除提供了新的思路。     

不同污染负荷对废砖垂直流人工湿地处理农村生活污水的影响

废砖垂直流人工湿地是采用农村废弃建筑垃圾和秸秆为填料的一种新型"以废治废、变废为宝"的人工湿地。农村生活污水水质波动大,污染负荷变化大,为了摸清在不同污染负荷变化情况下,废砖垂直流人工湿地系统的处理效果如何,以常规石灰石人工湿地为对照,选择不同污染负荷的农村生活污水为供试污水,研究废砖垂直流人工湿地在不同污染负荷下对污染物的处理效果。结果显示,不同污染负荷下,废砖人工湿地系统对污染物的去除存在显著差异(P0.05),在污染负荷1 [ρ(TN)=10 mg·L~(-1),ρ(TP)=1 mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=10 mg·L~(-1)]和污染负荷2 [ρ(TN)=20 mg·L~(-1),ρ(TP)=3 mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=200mg·L~(-1)]情况下,系统显示较好的污染物去除效果,出水TN和NH_4~+-N质量浓度满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级B类水质标准。废砖人工湿地系统对污染物的去除效果要优于石灰石人工湿地。废砖人工湿地的TP去除率在4个不同污染负荷下分别可达到86%、74%、64%、61%;在污染负荷为3[ρ(TN)=40mg·L~(-1),ρ(TP)=7mg·L~(-1),ρ(COD_(Cr))=300 mg·L~(-1)]情况下,废砖人工湿地系统对COD_(Cr)的去除率可达到83%。污染负荷变化,会影响系统微环境指标的变化。不同污染负荷的变化对系统的净化效果具有显著影响。该研究结果可为废砖人工湿地系统实际运行和进一步优化提供重要实际参考价值。