沸石和改性沸石对孔雀绿(MG)和磺化若丹明(LR)的吸附特性

以斜发沸石为原料制取壳聚糖改性沸石,并对改性沸石进行扫描电镜(SEM)和孔分布表征.改性沸石的表面附着壳聚糖并形成覆盖性多孔状结构,改性前后沸石BET比表面积变化不大,但改性沸石的总孔容积和平均孔径分别增大1.62倍和1.71倍.相对而言,初始浓度变化对天然沸石去除率的影响较小,而改性沸石所受影响较大.沸石对MG的吸附速率明显低于LR,吸附容量明显大于后者,这可能是范德华力和静电斥力综合作用的结果.p H值在2.0—9.0范围内MG的吸附随p H呈上升趋势,p H值超过9.0后又略有下降,LR在p H 4.0—11.0范围内呈下降趋势.反应温度从20℃上升至60℃,天然沸石对LR和MG的吸附容量有所提高.相对于准一级和准二级方程,孔内扩散方程可以更好地描述MG、LR在沸石和改性沸石上的吸附动力学,说明吸附反应主要发生在较大的微孔中,孔内扩散为影响吸附反应速率的主要因素.Langmuir方程和Freundlich方程均能较好描述吸附等温过程,两种沸石均易于与MG和LR发生吸附反应,但改性沸石吸附能力明显优于前者.热力学分析表明,MG和LR在沸石和改性沸石上的吸附过程是吸热反应,吸附反应是自发的过程,且属于物理吸附为主的反应类型.     

异养硝化-好氧反硝化菌Burkholderiasp.YX02强化连续流反应器中微生物群落结构解析

为揭示生物脱氮反应器中微生物群落结构随时间变化的动态演替过程,以投加包埋固定化异养硝化-好氧反硝化菌Burkholderia sp.YX02建立的连续流反应器为研究对象,利用PCR-DGGE技术获得了不同阶段下微生物群落结构的DNA特征图谱并对图谱进行了多元统计分析,同时考察了微生物群落结构的变化与反应器中p H、NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N及COD等环境因子的相关性.结果表明,反应器在18 d的运行期间微生物群落较为丰富,各阶段群落结构的相似性并不随着反应器的运行而有序递减,相邻阶段群落结构的相似性先下降后上升,反应器内的菌群经演替最终形成了稳定的菌群结构.Shannon-Wiener多样性指数变化与反应器的运行显著关联,不同阶段多样性指数差异明显,整体上呈先下降后上升的趋势,运行后期出现了新的菌群.UPGMA聚类分析大致将反应器的运行过程划分为3个时期,且不同时期存在一定的演变关系.对DGGE图谱进行主成分分析(principal component analysis,PCA)表明,随着反应器的运行,劣势菌被大量淘汰、优势菌株常驻,运行后期形成以包埋菌Burkholderia sp.YX02为代表的新的菌群结构.对微生物的群落结构与环境因子的相关性进行典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)表明,NO-2-N对微生物群落结构的影响最大,其次为NO-3-N、NH+4-N和COD,p H影响最小.     

全氟辛酸对大肠杆菌的氧化胁迫和膜损伤

全氟辛酸(perfluorooctanoic acid,PFOA)因其具有极高的化学稳定性和良好的疏水疏油性而在工业生产中广泛使用,但近年来被认为是一种在环境中广泛分布的持久性有机污染物.利用流式细胞术等检测技术,研究了PFOA对大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)的氧化胁迫和膜损伤,并对其毒性作用机制进行了初步的探索.结果表明,在PFOA胁迫下,大肠杆菌胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量增加,膜脂肪酸不饱和度降低,丙二醛(malondialdehyde,MDA)浓度升高、细胞膜通透性增大、跨膜电位降低,而细胞膜上的Na+K+-ATPase、Ca2+Mg2+-ATPase活性随时间的延长代偿性地先上升后降低.由此说明,在PFOA胁迫下,大肠杆菌细胞内升高的ROS与细胞膜不饱和脂肪酸发生过氧化反应,降低膜脂肪酸的饱和度,使得MDA在细胞内积累,进一步引起细胞膜损伤及其上相关ATPase活性降低,最终导致大肠杆菌细胞失活或死亡.实验结果对研究PFOA胁迫下环境生态毒理提供更多依据.     

外源微生物对植物根系修复十溴联苯醚污染底泥的强化作用

十溴联苯醚(BDE-209)作为溴系阻燃剂的主要代表之一,所造成的沉积物环境污染问题日益引起人们的重视.本研究利用河边常见植物再力花(Thalia dealbata)作为修复植物,引入外源微生物短短芽孢杆菌(Brevibacillus brevis)和铅黄肠球菌(Enterococcus casselifavus)以强化修复效果,通过盆栽试验模拟沉积物环境,考察了外源菌对植物根际修复沉积物中BDE-209的强化作用效果,以及不同处理组,沉积物中微生物数量、有机酸含量和微生物碳源利用能力的变化.结果发现,外源菌处理组中BDE-209的去除率高于相应的对照组,其中以加入B.brevis根际处理组BDE-209的去除率最好(66%),大于非根际处理组和无植物处理的对照组(37.93%和39.27%).植物的根际作用可以提高底泥中BDE-209的去除率、微生物的数量、有机酸含量和碳源利用能力.     

异养硝化-好氧反硝化菌协同竞争对脱氮特性的影响

为了探讨在脱氮过程中异养硝化-好氧反硝化菌类之间的协同和竞争作用,以A2/O工艺好氧污泥中筛出的三株异养硝化-好氧反硝化菌——XH02、XH03和FX03为研究对象,经16S rDNA基因序列系统发育分析,鉴定XH02为人苍白杆菌(Ochrobactrum sp.),XH03和FX03为假单胞菌(Pseudomonas sp.).在此基础上,分别考察了单菌株和复合菌株(XH02+XH03、XH02+FX03、XH03+FX03和XH02+XH03+FX03) 在异养硝化和好氧反硝化条件下的脱氮特性.结果表明:菌株XH02和XH03具有高效脱氮特性,在异养硝化过程中,第24小时对NH₄+-N的去除率分别为90.2%和89.5%;在好氧反硝化过程中,二者在第24小时对NO₃--N的去除率分别为91.8%和94.0%.复合菌株XH02+XH03无论在异养硝化还是好氧反硝化过程中,均能相互协同,促进生长,进一步提高了脱氮效率,在第24小时对NH₄+-N和NO₃--N的去除率分别达到97.1%和96.7%.在硝化和反硝化过程中,菌株FX03对XH02、XH03均存在着竞争关系,FX03的存在会抑制菌株XH02和XH03的生长,显著降低脱氮效率.研究显示,异养硝化-好氧反硝化菌XH02和XH03之间的协同作用可以强化废水生物处理,提高脱氮效率.      

外接菌种对污泥堆肥效能及堆体细菌群落的影响

以污泥、锯末、蘑菇渣为堆肥原料,分阶段添加高温复合菌和白腐真菌,通过测定温度、pH、有机质、水溶性有机碳、含水率、总氮、NH_4~+-N、NO_3~--N和种子发芽率,比较了外接菌种对堆肥效能的影响.利用高通量测序技术,研究了污泥堆肥过程中细菌群落结构变化及外接菌种对细菌群落的影响.结果表明,外接菌种可以延长堆体高温持续时间,降低氮损失,加快堆体腐熟脱毒.在整个堆肥过程中,细菌群落结构发生了较大的演变,同一堆肥的不同阶段的细菌群落结构相似性较低,同一时期不同堆肥的细菌群落结构相似性较高.外接菌种提高了堆体中细菌群落的丰富度,增加了高温期优势菌的所占比例,但未改变优势菌的种类.典型对应分析(CCA)表明pH对细菌群落结构的影响最大,温度主要与9个菌属呈正相关关系.     

聚丙烯球对表面流人工湿地氮磷时空分布的影响

为探讨聚丙烯球对表面流人工湿地内氮、磷时间和空间分布的影响,文章采用室外对照实验的方法,构建了表面流湿地-聚丙烯球组合装置(系统A)、表面流湿地(系统B)、聚丙烯球装置(系统C)及空白对照4套平行小试装置,对4套装置3个不同水层高度氮、磷时间和空间降解规律进行研究。结果表明:引进聚丙烯球的表面流人工湿地(系统A)的NH_4~+-N、TN、TP去除效果均优于其余3个系统;系统A最高的氮磷去除率发生在第0～3天,第6天氮磷出水浓度即可达到地表水Ⅲ类标准,而没放置聚丙烯球的系统B则需要第9天才达到地表水Ⅲ类标准。因聚丙烯球微生物挂膜,系统A的上、中、下水层NH_4~+-N、TN、TP浓度均低于其余3个系统。时间上,聚丙烯球通过提高氮磷去除效率来影响表面流人工湿地氮磷在时间上的分布;空间上,聚丙烯球通过增加水层中的微生物量来促进不同水层氮磷的去除,对上水层的促进作用最明显。     

邻苯二甲酸二甲酯的光催化降解机理

研究了邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的光催化降解过程,探讨邻苯二甲酸酯类物质的光催化降解行为和降解机理.分别用高效液相(HPLC)和TOC测定仪检测不同降解时间段水样的邻苯二甲酸二甲酯浓度和矿化率.结果表明:当DMP初始浓度为20 mg/L,催化剂用量为70 mg/L,光催化反应140 min时DMP降解率和矿化率分别达到...     

云浮硫铁矿矿区土壤重金属含量的空间分布

对云浮硫铁矿矿区及其周边土壤中Cu、Zn、Pb、Cd、Cr和Ni等元素含量进行了测定分析,利用地统计学方法研究了6种重金属的空间结构与分布特征。结果表明,6种重金属元素平均含量都超出当地土壤元素背景值;结构性因素对Cd、Cu、Zn的空间变异起着较显著的主导作用,而随机性因素对其空间变异的影响是较弱以及不显著的;Pb和Cr表现为具有中等程度的空间相关性,随机效应与结构效应相近;土壤中Cd、Cr、Cu与矿石加工企业以及矿渣的堆放密切相关,Zn的污染主要来源于农业施肥,Ni的含量除了受企业的影响外,农业施肥对重金属污染的影响也是不可忽略的。Pb含量的增加主要是由于矿石的开采造成。     

烧烤场景中基于PBPK模型的人群PAHs暴露评估

为探究烧烤场景中人群多环芳烃(PAHs)的暴露特征与健康风险,使用美国环保署推荐的计算模型和基于生理的药代动力学模型(PBPK)模拟了我国人群的PAHs外暴露剂量和健康风险以及内暴露剂量变化情况。结果表明:1)普通居民和职业人群的日均苯并[a]芘等效摄入剂量为(50±3)ng·d~(-1)和(179±98)ng·d~(-1),其终生致癌风险为7.57×10~(-7)~1.28×10~(-5),均在可接受范围内;2)普通居民暴露后体内组织中PAHs内暴露标志物芘的最大浓度范围依次为肝(6.52~8.67 ng·L~(-1))肾(0.97~1.12 ng·L~(-1))静脉血(0.71~0.94 ng·L~(-1))皮肤(0.64~0.75 ng·L~(-1))脂肪(0.36~0.56 ng·L~(-1)),职业人群暴露后体内组织芘最大浓度为脂肪(2.97ng·L~(-1))皮肤(1.14 ng·L~(-1))≥肾(1.14 ng·L~(-1))肝(0.57 ng·L~(-1))静脉血(0.17 ng·L~(-1));3)膳食是普通人群的主导暴露途经,会导致肝组织浓度最大;呼吸和皮肤接触是职业人群的主导暴露途经,会导致脂肪组织浓度最大;4)暴露标志物芘的组织总富集量关系为职业人群(48 ng·d~(-1))大于普通人群(6~11 ng·d~(-1))。