α-MnO2/水界面磺胺嘧啶的氧化降解动力学

通过反歧化法合成α-MnO2,并以α-MnO2为氧化剂,研究了不同锰氧化物剂量、不同磺胺嘧啶初始浓度和不同pH值下α-MnO2/水界面磺胺嘧啶的氧化降解动力学,并讨论了不同的反应条件对反应动力学的影响.结果表明,α-MnO2可以有效的氧化降解甚至矿化磺胺嘧啶,反应符合准一级反应动力学方程,在25 ℃,pH 4.6的反应条件下,反应120 min后,11.5 mmol·L-1的α-MnO2对0.02 mmol·L-1磺胺嘧啶去除率达到99.98%.α-MnO2剂量和磺胺嘧啶的初始浓度均与磺胺嘧啶氧化降解的动力学常数呈显著正相关关系,相关因子分别为0.67和0.18,相关系数R分别达到0.9961和0.9979;而磺胺嘧啶的降解动力学常数与体系的pH则呈显著负相关关系,相关因子为-0.25,相关系数R达到0.9975.初步探讨了锰氧化物氧化降解磺胺嘧啶机理.研究表明,土壤及沉积物中的锰氧化物可以有效促进其中残留抗生素类药物磺胺嘧啶的降解消除过程.     

磺胺甲恶唑和甲氧苄氨嘧啶在土壤中的好氧降解及对微生物呼吸的影响

实验研究了抗生素药物在不同土壤中（不同种类以及有无添加牛粪）的降解行为,同时采用基质诱导呼吸法考察了药物在土壤中对微生物呼吸的影响．结果表明,添加牛粪的土壤在前20d内轻微促进了磺胺甲恶唑的降解效率,磺胺甲恶唑的快速降解主要是微生物作用引起,而甲氧苄氨嘧啶则在好氧条件下表现出较强的持久性．同控制土壤样品对比,药物对土壤...     

嗪吡嘧磺隆在土壤和沉积物中的降解

采用室内模拟实验法,测定了嗪吡嘧磺隆在好氧与积水厌气(或厌氧)条件下的土壤降解和水-沉积物降解特性.研究结果表明,嗪吡嘧磺隆在好氧条件下,江西红壤、太湖水稻土、东北黑土中降解速率分别为0.041、0.008、0.004 d-1,积水厌气条件下分别为0.028、0.023、0.005 d-1,不同类型土壤中降解快慢顺序为:江西红壤太湖水稻土东北黑土,在太湖水稻土和东北黑土中积水厌气条件更有利于其降解,且土壤p H值是影响土壤中降解速率的主要因素;水-沉积物降解中,好氧条件下河流与湖泊水-沉积物系统中农药总量的降解速率分别为:0.031、0.032 d-1,厌氧条件下的降解速率分别为0.035、0.041 d-1,湖泊体系的降解速率快于河流体系,厌氧条件下降解速率快于好氧条件,且嗪吡嘧磺隆在水-沉积物体系中主要存在于水体中,系统降解速率主要受水体中的降解速率影响.可见,嗪吡嘧磺隆在中性至碱性土壤中具有较强稳定性,进入水-沉积物系统时主要分布于水体当中,可能会对水体和土壤环境造成一定的污染影响.     

甲黄隆,氯黄隆,苄嘧黄隆及其降解产物对蛋白核小球藻生长的效应

本文研究了甲黄隆、氯黄隆、苄嘧黄隆及其降解产物对蛋白核小球藻（Chlorellapyrenoidosa）的96h生长抑制急性毒性和化合物氮的生物可获得性。急性毒性试验表明:黄隆的毒性比其降解产物取代磺胺和氮杂环化合物大得多（EC_(50)相差2—3个数量级）,降解产物取代磺胺、均三嗪、取代嘧啶存在明显的低浓度促进生长现象,氮的生物可获得性试验表明:小球藻能有效利用低浓度取代磺胺、均三嗪、取代嘧啶化合物中的氮促进生长,促进程度:氯磺胺>苄磺胺≈二甲氧基嘧啶>甲磺胺>均三嗪。     

长江三角洲地区典型废水中抗生素的初步分析

采用高效液相色谱-串联质谱方法,对城市生活污水、养猪场和甲鱼养殖场废水进行抗生素污染检测.污水处理厂污水中检出磺胺二甲嘧啶、磺胺甲氧嘧啶和磺胺甲恶唑3种磺胺类抗生素,浓度都低于5 μg·l-1.养猪场废水中检出磺胺甲恶唑、磺胺对甲氧嘧啶、磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺氯哒嗪5种磺胺类抗生素(＜5μg·l-1),四环素类的四环素、土霉素和强力霉素(30.05-100.75μg·l-1).甲鱼养殖场废水检出氯霉素、甲砜霉素和氟甲砜霉素3种氯霉素抗生素,浓度低于检测下限0.1μg·l-1.结果表明,在3种典型废水中,养猪场废水检出抗生素的种类最多,浓度也最高;磺胺类在3种废水中检出频率最高,尤其是磺胺甲恶唑、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲氧嘧啶.说明城市生活污水、畜禽养殖场废水和水产养殖废水都是水环境潜在的抗生素污染源.     

Cu、抗生素协同污染对土壤微生物活性的影响

随着畜禽养殖业的规模化发展,重金属和抗生素在土壤环境中协同污染的几率不断升高。为分析和评价重金属、抗生素协同污染对土壤微生物生态系统的影响,以Cu、磺胺甲基嘧啶为添加毒物,其中,Cu的添加质量分数为0、100、500mg·kg-1;磺胺甲基嘧啶的添加质量分数为0、5、25、50、100mg·kg-1,采用室内培养试验的方法研究分析了cu、磺胺甲基嘧啶协同污染对土壤微生物微生物基础呼吸、微生物量碳、微生物量氮、硝化势、尿酶以及脱氢酶等土壤微生物指标的影响。结果表明,与磺胺甲基嘧啶单独污染处理相比,在Cu的质量分数为100mg·kg。协同污染污染下土壤微生物呼吸,土壤微生物量碳、氮以及土壤尿酶等指标的活性均明显增加;即表明它们对Cu与磺胺甲基嘧啶的协同污染表现出不同程度的交互抗性;在cu的协同污染质量分数为500mg·kg-1,Cu与磺胺甲基嘧啶对土壤各微生物指标则基本表现为协同抑制作用;在不同剂量Cu的协同污染处理下,当磺胺甲基嘧啶处理质量分数≥10mg·kg-1时,各土壤微生物指标的活性随着其处理质量分数的增加而显著降低,表现出很好的剂量依赖效应。因此,低剂量的Cu．磺胺甲基嘧啶协同污染可能会诱导土壤微生物对二者产生交互抗性;而高剂量协同污染则对土壤微生物生态功能产生较为严重的协同抑制作用。     

土壤中两种手性有机氯农药的选择性降解研究

为了更深入的了解和阐释手性有机氯农药在土壤中的转化和环境归趋,采用实验室室内避光培养方法,研究了o,p＇-DDT及o,p＇-DDD 2种手性有机氯农药的外消旋体在水稻土厌氧培养体系和菜园土好氧培养体系中的选择性降解情况。为了更好的利用土壤中土著微生物的活性,我们选择了厌氧微生物比较丰富的水稻土和好氧微生物丰度比较高的菜园土来做培养实验。结果表明实验体系中o,p＇-DDT及o,p＇-DDD在水稻土和菜园土中的降解均没有明显的对映体选择性。这一结果与2种手性化合物不同对映体在自然环境中的含量普遍具有差异性有所不同,说明野外环境条件和室内模拟实验条件的差异会影响手性化合物的降解选择性。在2种体系中,o,p＇-DDT的降解速率均高于o,p＇-DDD的降解速率。这与以前的研究报道一致,DDD比DDT更难降解。通过2个体系的比较,发现DDT的降解速率在厌氧体系中高于好氧体系,而DDD的降解速率与之相反,好氧体系高于厌氧体系。这应该与DDT和DDD 2种化合物的化学结构及2种土壤中微生物群落的差异有关。对于厌氧体系中的2种水稻土,采自中山的水稻土中DDT的降解速率高于江门的水稻土,这应该与中山水稻土有机质含量高于江门的水稻土有关。有机质含量的高低直接反映了土壤中微生物的多少,进而会影响污染物的降解速率。研究发现本实验所用水稻土和菜园土总有机碳含量偏低可能是影响2种化合物的对映体无降解选择性的因素之一。此外,由于本研究采用缓冲溶液将pH 调控在中性,因此本文的土壤 pH 对降解选择性的影响仍有待进一步研究。本研究中好氧体系和厌氧体系对目标物的降解选择性无明显差异。     

2种黏土矿物对磺胺嘧啶的吸附

选择蒙脱土和高岭土2种典型黏土矿物为吸附体, 通过静态吸附试验研究其对磺胺嘧啶的吸附行为,考察温度和pH值对磺胺嘧啶吸附的影响.结果表明,2种黏土矿物对磺胺嘧啶的吸附等温线均能较好地符合Freundlich和Langmuir吸附方程,且Langmuir方程拟合效果优于Freundlich方程;高岭土对磺胺嘧啶的吸附量大于蒙脱土;温度升高和pH值过高或过低均不利于磺胺嘧啶的吸附.     

2种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂在土壤中的降解吸附特性及对地下水的影响

采用室内模拟试验,以江西红壤、东北黑土和太湖水稻土为代表性土壤,研究了啶氧菌酯和肟菌酯在土壤中的降解、吸附特性,并利用地下水污染指数(GUS)分析了其对地下水污染的影响。结果表明,杀菌剂的降解速率因含有的官能团不同而差异较大,常温、好氧条件下,啶氧菌酯在江西红壤和东北黑土中为较难降解性,在太湖水稻土中为难降解性,肟菌酯在上述3种土壤中均为易降解性;常温、积水厌气条件下,啶氧菌酯在江西红壤、太湖水稻土和东北黑土中均为中等降解性,肟菌酯在3种土壤中均为易降解性。积水厌气条件有利于啶氧菌酯和肟菌酯的降解,厌氧微生物是影响甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂降解的重要因素。啶氧菌酯在江西红壤、东北黑土和太湖水稻土中的吸附均较好地符合Freundlich吸附等温方程,土壤有机碳分配系数(Koc)分别为811、613和926,属较难吸附等级,土壤有机质含量是影响啶氧菌酯在土壤中吸附性能的主要因素。采用高效液相色谱法估算可知,肟菌酯Koc20 000,属易吸附等级。啶氧菌酯在3种土壤中的GUS值介于1.8~2.8,具有一定的淋溶性,对地下水具有一定的潜在污染风险;肟菌酯在3种土壤中的GUS值均1.8,不淋溶,对地下水的潜在污染风险较小。     

磺胺类耐药菌中抗性基因sul的表达规律

抗生素环境污染是影响抗生素抗性基因传播和扩散的主要因素,然而关于抗生素耐药菌在抗生素暴露下抗性基因的表达机制研究甚少。本研究利用RT-PCR方法检测了土壤中优势耐药菌菌株炭疽芽孢杆菌(Bacillus anthracis SYN201,G+)和弗氏志贺菌菌株(Shigella flexneri NJJN802,G-)在含有不同浓度磺胺类药物的培养基中生长不同时间后抗性基因(sul 1、sul 2、sul 3)的表达变化。结果发现:无论培养基中是否存在磺胺类药物,菌株SYN201和NJJN802中的3种磺胺类抗性基因均分别在培养的第72小时或36小时出现一个明显的表达峰,而在其他培养时间下不表达或表达量处于相对极低的水平;磺胺嘧啶的存在有助于提高菌株在此特征表达时间下抗性基因的表达水平,与未加磺胺嘧啶组相比,暴露于磺胺嘧啶(60μg·m L~(-1))组的sul 1、sul 2和sul 3在菌株SYN201中的相对表达量分别提高了2.5、4.8和3.2倍,而在菌株NJJN802中的相对表达量分别提高了3.7、6.0和5.0倍。通过将耐药菌暴露于不同磺胺嘧啶浓度下考察sul基因相对表达情况,研究发现随着培养基中磺胺嘧啶浓度的升高(0~1 024μg·m L~(-1)),菌株SYN201和NJJN802中sul基因的表达量整体上呈现出明显的上升趋势。本研究对揭示磺胺耐药菌的抗性表达规律及抗生素暴露对其抗性表达发挥的作用具有重要意义。     

微生物菌剂对不同废水的适配试验

采用15种不同的微生物菌剂,以葡萄糖配水、中药提取废水、啤酒废水、氨氮配水等为基质,分别测定了微生物菌剂的耗氧速率和厌氧比产甲烷速率,以单位菌剂对不同基质的耗氧速率和厌氧比产甲烷活性为指标,比较了各菌剂对废水的适配性.根据测定结果选择活性高的菌剂,在试验室进行了菌剂对废水的连续处理试验.结果表明,不同菌剂对同一种废水的好氧或厌氧活性不同,同种菌剂对不同废水的好氧和厌氧活性不同.废水的连续处理试验取得良好的处理效果.No.8菌剂处理葡萄糖配水,系统有机负荷最高可达(COD)10.8 g L-1d-1,COD去除率可达90%以上;采用No.10菌剂处理氨氮配水,好氧氨氮负荷可达(NH4-N )1.42 g L-1d-1,厌氧氨氮负荷可达(NH4-N )0.3 gL-1d-1,系统NH4-N 去除率可达90%以上.图2表3参8     

微生物作用对太湖沉积物磷释放影响的模拟实验研究

以太湖沉积物为研究对象,通过沉积物-湖水体系的好氧厌氧连续模拟实验,研究添加和不添加抑菌剂条件下该体系对磷的释放和积聚的影响,以及微生物作用下内源磷的释放过程.结果表明:好氧环境下,微生物作用有助于磷的积聚;而在厌氧环境下,微生物作用强化了磷的释放.沉积物磷形态的分析结果表明微生物作用下,铁结合态的磷更容易释放出来.     

稻瘟酰胺在水/沉积物中的降解及生物富集性研究

稻瘟酰胺是一种新型内吸型杀菌剂,其在水体环境中的归趋备受关注。采用室内模拟试验方法,研究了稻瘟酰胺在水-沉积物中的降解特性和在斑马鱼中的生物富集性。结果表明,在水-沉积物降解中,好氧条件下河流与湖泊水-沉积物系统中农药总量的降解半衰期分别为169.1、60.3 d,厌氧条件下的降解半衰期分别为173.3、126.0 d,湖泊体系的降解速率快于河流体系。稻瘟酰胺在水-沉积物体系中主要存在于沉积物中,系统降解速率主要受沉积物中的降解速率影响。稻瘟酰胺在斑马鱼中的生物富集系数BCF_(8d)达64.8~189.1,具有中等富集性。稻瘟酰胺在水体环境中具有较强稳定性,且具有一定的生物富集性,可能会对水体和水体生物造成一定的污染影响。     

Anaerobic decolorization of an azo dye by a mixed culture

Wool dyeing wastewater contains xenobiotic compounds that can be removed by biotechnological processes. Studies on various dyes showed that anaerobic processes are suitable to alter azo dyes as a first step of the biodegradation process. These compounds are reduced by anaerobic consortia to aromatic amines and its ultimate degradation can be achieved by a further aerobic treatment.

Studies on degradation rate of an wool acid dye were performed in batch systems inoculated with anaerobic biomass. A commercial diazo dye, Acid Red 73, was added to the synthetic medium in which glucose was used as sole carbon source.

Results indicated that the Acid Red 73 was partially degraded by a mixed culture of anaerobic bacteria and a decolorization of 90% was obtained. Kinetics studies on removal of the colour showed that the decolorization rate was several times faster than the degradation rate of glucose for a range of dye concentrations between 60 mg/L and 400 mg/L. A first order kinetic model was used for dye concentrations up to 200 mg/L. For higher concentrations a model similar to the Michaelis‐Menten equation was better fitted to the experimental data.     

Degradation rates of aged petroleum hydrocarbons are likely to be mass transfer dependent in the field

Evidence for on site biodegradation may be difficult to provide at heterogeneous sites without additional experiments in controlled laboratory conditions. In this study, microbial activities measured as CO₂ and CH₄ production were compared in situ, in intact soil cores and in bottle microcosms containing sieved soils. In addition, biodegradation rates were determined by measuring the decrease in petroleum hydrocarbon concentrations at 7°C in aerobic and anaerobic conditions. Elevated concentrations of CO₂ and CH₄ in the soil gas phase indicated that both the aerobic and anaerobic microbial activity potentials were high at the contaminated site. Aerobic and anaerobic microbial degradation rates in laboratory experiments of petroleum hydrocarbons were highest in soils from the most contaminated point and degradation in the aerobic and anaerobic microcosms was linear throughout the incubation, indicating mass-transfer-dependent degradation. Different results for microbial activity measurements were obtained in laboratory studies depending on pretreatment and size of the sample, even when the environmental conditions were mimicked. These differences may be related to differences in the gas exchange rates as well as in changes in the bioavailability of the contaminant in different analyses. When predicting by modeling the behavior of an aged contaminant it is relevant to adapt the models in use to correspond to conditions relevant at the contaminated sites. The variables used in the models should be based on data from the site and on experiments performed using the original aged contaminant without any additions.     

三种抗生素对土壤呼吸和硝化作用的影响

抗生素广泛用于人体和动物疾病治疗,但使用后大部分以母体形式排除体外,通过污泥还田、污灌及其他各种途径进入土壤环境,对陆生生态环境产生潜在威胁。为评价抗生素对土壤微生物活性和功能的影响,以3种不同抗生素（磺胺嘧啶、氧四环素和诺氟沙星）为靶标化合物,采用OECD标准土壤呼吸实验和氮硝化实验方法,运用SPSS软件对实验结果进行统计分析,考察抗生素对土壤微生物活性和氮转化功能的影响。实验结果显示：在呼吸实验中,磺胺嘧啶和氧四环素在初始阶段对土壤呼吸具有一定的抑制作用,并且氧四环素的抑制强度低于磺胺嘧啶,其最高抑制率分别为76.8%和20.7%;在实验后期则出现一定激活作用,最高激活率分别为343%和218%,随着时间的推移激活效应减弱。诺氟沙星在呼吸实验初期对微生物活性出现激活作用,最高激活率为15.4%;后期则出现一定的抑制作用,最高抑制率为21.9%。在硝化实验中,磺胺嘧啶对土壤A的微生物硝化作用在各处理之间未出现显著性差异,而对土壤B则具有一定抑制作用,最高抑制率为20%;氧四环素和诺氟沙星则相反,在土壤A中对微生物硝化作用的抑制率分别为50%和19%,这种硝化作用差别性可能是由于土壤pH值和抗生素本身的抗菌谱所引起。通过以上实验结果可得出如下结论：3种不同类型的抗生素对土壤的微生物活性和氮转化功能会产生不同的作用,这种不同主要来自于抗生素种类、土壤类型及抗生素的浓度等因素的影响。因此,土壤中抗生素的引入将可对陆生生态环境造成一定影响,在实际粪便还田过程中应开展风险评估。     

Stereoisomeric profiling of pharmaceuticals ibuprofen and iopromide in wastewater and river water, China

Stereoisomeric compositions can provide insights into sources, fate, and ecological risks of contaminants in the environment. In this study, stereoisomeric profiles of ibuprofen and iopromide were investigated in wastewater and receiving surface water of the Pearl River Delta, south China. The enantiomeric fraction (EF) of ibuprofen was 0.108–0.188 and 0.480, whereas the isomer ratio (IR) of iopromide was 1.426–1.673 and 1.737–1.898 in the influent and final effluent, respectively, suggesting stereoselective degradation occurred for both pharmaceuticals during wastewater treatment. Ibuprofen showed enantioselective degradation in the anaerobic, anoxic, and aerobic conditions, whereas iopromide displayed isomer-selective degradation only under the aerobic condition. In the river waters, the EF of ibuprofen was 0.130–0.327 and the IR of iopromide was 1.500–2.531. The results suggested that pharmaceuticals in the mainstream Pearl River were mainly from discharge of treated wastewater, whereas in the tributary rivers and urban canals, direct discharge of untreated wastewater represented a significant contribution. The IR of iopromide can be an applicable and efficient tracer for wastewater discharge in the environment.     

戊唑醇在环境中的降解迁移和生物富集性研究

戊唑醇属于内吸性三唑类杀菌农药,在国内广泛用于田间病虫防治,故其在环境中的归趋备受关注。采用室内模拟试验方法,研究了戊唑醇在水-沉积物中的降解特性、土壤中的吸附性和在斑马鱼中的生物富集性。结果表明:好氧条件下,戊唑醇在河流与湖泊水-沉积物系统中农药总量的降解半衰期分别为533.2、433.2 d;厌氧条件下,河流与湖泊水-沉积物系统中降解半衰期分别为364.8、1 732.9 d;沉积物系统降解半衰期较长,降解速率主要受水中戊唑醇的降解速率影响。戊唑醇在江西红壤、太湖水稻土、常熟乌杉土、东北黑土中的吸附性符合Freundlich方程,Kd值分别为7.4、11.8、11.2和15;吸附性大小次序为东北黑土太湖水稻土常熟乌杉土江西红壤;以有机碳含量表示的土壤吸附常数KOC在698.9~1 635.5之间;影响戊唑醇土壤吸附性的主要因素为土壤有机质含量和p H。戊唑醇在斑马鱼中的生物富集系数BCF8 d为21.52~25.30,具有中等富集性。戊唑醇在水体环境中具有较强稳定性,不易被土壤吸附,且具有一定的生物富集性,可能会对水体和水体生物造成一定的污染。     

鄱阳湖沉积物中磷吸附释放特性及影响因素研究

沉积物是氮磷营养盐的主要蓄积库,它不仅是外来污染物的归宿地,同时其自身营养盐的释放也可对水环境产生重大影响。针对鄱阳湖存在的沉积物磷释放问题,关键环境因子对基质磷吸附的影响规律进行了探讨。通过控制在不同环境因素条件下,上覆水中磷的变化规律探讨,阐明磷在上覆水-底泥界面迁移转化的规律和环境因素对迁移转化过程的影响。研究结果表明,吸附初始阶段,两者含量相差较大,起始吸附速率很高;随着反应时间的推进,两者含量差随之减小;当吸附时间达到30 min时,此时上覆水的平衡质量浓度为8.648 mg·L^-1,两者含量达成平衡。由磷的吸附等温试验同样可看出,随着平衡质量浓度逐渐增加,土壤吸磷量刚开始增加较快,随后增加趋势逐渐减缓直至磷饱和。pH越小,上覆水质量浓度越低,沉积物对磷的吸附作用越强;pH越大,上覆水中TP质量浓度越大,强碱条件下,TP吸收量剧减。在好氧条件下,沉积物对磷的吸附远远高于厌氧条件下沉积物的吸附。好氧条件下,反应在4 h内,沉积物对磷的吸附速率最高,随后吸附量很小直至逐渐饱和。厌氧条件下,吸附作用不明显;当反应时间达到24 h后,上覆水磷质量浓度保持不变,此时沉积物磷吸附达到饱和。高溶解氧水平对于控制底泥向上覆水体释放磷,维持水体较低总磷是必要的。温度为30℃,20℃和5℃3种条件下,当反应24 h后,三者均达到吸附平衡。因此,当上覆水的磷质量浓度较低时,高温条件下基质的磷释放速度会高于低温条件下的磷释放速度。研究结果旨在为正确认识、合理评估环境因素对湖泊水体磷的影响提供更为充分恰当的试验依据和理论解释。