不同硝化负荷MBR去除类固醇雌激素的研究

以雌酮(E1)和17α-乙炔基雌二醇(EE2)2种典型类固醇雌激素为研究对象,考察了不同硝化负荷好氧MBR对其的去除特性.结果表明,硝化负荷为6.19,0.35,10.58mg/(gMLSS·d)的MBR对E1平均去除率分别为72.33%、64.06%和71.77%,去除负荷分别为29.98,23.06,27.66mg/(gMLSS·d);对EE2平均去除率分别为55.40%、42.87%和58.90%,去除负荷分别为22.39,16.54,23.58mg/(gMLSS·d).E1去除效果均优于EE2.MBR硝化负荷与氨氧化细菌之间有较好的线性关系;而SEs去除负荷与氨氧化细菌及硝化负荷之间不满足线性关系.硝化负荷为0.35mg/(gMLSS·d)时,SEs去除负荷较低,硝化负荷达到6.19mg/(gMLSS·d)时,SEs的去除负荷显著提高,而当硝化负荷增加到10.58mg/(gMLSS·d)时,SEs去除负荷不再有效提高.     

UV体系中3种微量类固醇雌激素的竞争降解及同趋转化

采用UV体系(UV、UV/H2O2和UV/H2O2/TiO2)降解水中同时存在的3种微量类固醇雌激素雌酮(E1)、17-β雌二醇(E2)和17-α乙炔基雌二醇(EE2),结果表明,降解过程均符合一级反应动力学,通过不同UV系统对比发现,关键因素对混合污染降解的影响顺序为H2O2>光强>TiO2.E1光解特性良好,在混合基质中可优势降解;E2和EE2直接光解效果较差,优劣顺序受到光强的影响,光强升高EE2略占优势.H2O2和催化剂TiO2的投加可提高3种物质的降解效果及降解速率常数,但竞争条件下E2和EE2的去除率提高有限.E1,E2和EE2的光化学降解过程具有相似的转化趋势,均可生成与E1结构类似的副产物.     

进水CODCr负荷对MBR去除雌激素的影响

为了探究MBR进水COD_Cr负荷对雌激素去除的影响,设置了不同进水ρ(COD_Cr)下的3组MBR,检测其对E1(雌酮)和EE2(17α-乙炔基雌二醇)的去除效果,并通过污泥浓度、污泥粒径以及微生物数量分析,揭示MBR污泥特性对E1和EE2去除效果的影响. 结果表明,尽管进水ρ(COD_Cr)差异较大,但3组MBR均取得了较好的COD_Cr及NH₃-N去除效果. 出水ρ(SEs)(SEs为类固醇雌激素)随进水ρ(COD_Cr)的增加而降低,当初始ρ(SEs)均为50 μg/L时,进水ρ(COD_Cr)为93.00、295.27、504.40 mg/L的MBR出水中ρ(E1)、ρ(EE2)平均分别为3.26、3.02、1.17 μg/L和4.76、4.46、2.64 μg/L. 随着初始ρ(SEs)的提高,出水中ρ(E1)、ρ(EE2)均有不同程度提高,当初始ρ(SEs)升至200 μg/L时,MBR出水中ρ(E1)、ρ(EE2)平均值分别为5.61、5.64、3.82 μg/L和8.14、7.87、6.57 μg/L. 相同条件下,MBR对E1的去除效果显著优于EE2.相关性分析表明,E1、EE2去除负荷均与COD_Cr去除负荷显著负相关,与NH₃-N去除负荷显著正相关(P<0.05),MBR中E1、EE2的去除是由有机物共代谢和硝化共代谢共同作用的结果,硝化过程与雌激素降解过程呈相似的环境条件要求.      

基于响应面法优化污水中雌酮的固相萃取条件

为提高污水样品中雌酮(E1)的固相萃取回收率,应用响应面法(RSM)对影响固相萃取的关键参数进行了优化,建立了固相萃取回收率的二次多项式模型,分析了模型有效性和因子交互作用,确定了最佳固相萃取条件;并对实际污水处理厂进、出水样品中的E1进行了固相萃取和浓度检测。结果表明,影响E1固相萃取回收率的因素重要性依次为:洗脱体积>进样速率>洗脱速率。最佳固相萃取条件为:洗脱体积11.15 mL;进样速率10.62mL/min;洗脱速率4.15 mL/min;在此条件下,预测回收率最大可达81.82%。分别采用SBR、氧化沟和A2/O工艺的3座污水处理厂进水E1浓度分别为36.8⁸9.0、24.189.0、24.1²8.4和27.828.4和27.8⁵8.1 ng/L,对应去除率分别为62.8%58.1 ng/L,对应去除率分别为62.8%⁷7.0%、49.3%77.0%、49.3%⁶3.6%和56.1%63.6%和56.1%⁷4.9%。3种污水处理工艺对E1均有一定的去除能力,但出水中残余E1仍远超过预测无效应浓度。     

畜禽粪便改良土壤中E1和E2自然降解的影响因素

研究了E1(雌酮)和E2(17β-雌二醇)在牛粪、猪粪和鸡粪改良土壤自然降解过程中灭菌、光照和温度的影响以及泰乐菌素与吐温80的复合影响. 对比灭菌和未灭菌环境中E1和E2的降解效果表明,灭菌能显著抑制E1的降解,而对E2的降解影响不显著;对比光照和黑暗环境中E1和E2的降解可知,光照对二者的影响不大;在前2种条件下,E1和E2的降解效果(以去除率计)不受粪便类型的影响. 在0～35 ℃,雌激素E1和E2的去除率随温度的升高呈增大趋势,其中E1在牛粪改良土壤中的去除率由1.21%增至58.04%,E2的去除率由1.24%增至48.93%;环境中共存的吐温80能促进E1和E2的降解,当泰乐菌素与吐温80共存时,可有效促进E2的降解.      

污水中基于酶活性分析的硫酸雌酮雌激素效应

在污水处理厂尾水中,雌酮（E1）和硫酸雌酮（E1-3-S）分别是赋存浓度最高的自由态雌激素和结合态雌激素.E1-3-S难以被生物降解且雌激素效应有限,但环境条件适宜时可在芳基硫酸酯酶（AryS）作用下通过水解释放出具有雌激素效应的E1.本论文提出了一种利用AryS活性值和E1-3-S酶促水解动力学参数计算E1-3-S半寿期的方法.根据现场取样分析得到了重庆市某污水处理厂生物处理构筑物内混合液,合流制管道溢流口与尾水受纳水体底泥中在冬、春、夏3个季节的AryS活性值,其均值分别为417.41~941.14,91.55~179.42,28.11~59.64μg对硝基酚/（g·h）.在20℃的实验室条件下,E1-3-S的酶促水解遵循一级动力学模式（P<0.01）,且水解速率K_d与AryS活性呈线性正相关（R²=0.9774）.根据春季的AryS活性数据和实验室条件下E1-3-S水解速率与酶活性的线性回归方程推算,得到了在污水处理厂生物构筑物内、合流制管网溢流口和污水厂尾水排放点附近水体中E1-3-S在对应环境温度条件下通过酶促水解的半寿期分别为33.5,153.0,410.0h.该方法可用于评估硫酸型结合态雌激素在水环境中的雌激素效应释放风险.     

漆酶催化氧化雌酮的研究

以空气中氧气为氧化剂,用漆酶催化水中的雌酮,分别研究反应体系的PH值、温度、漆酶浓度、底物浓度对雌酮去除率的影响。结果表明：pH值4—5范围内,pH=4．5时,雌酮的去除率最高,40min后可达91％;适宜温度范围为22．5℃～27．5℃,反应的最适温度为25℃,40min后可达93％;适量增加漆酶浓度可提高反应速度和去除效率,但过量的漆酶会造成酶分子对E1的包裹而降低催化效率;漆酶在较宽的底物浓度范围内对雌酮都有催化效果。     

UV-Vis/Fe(Ⅲ)/H2O2体系对水中雌酮的光降解

以250W照明金属卤化物灯为光源,研究了水中雌酮（E1）在UV-Vis／Fe（Ⅲ）／H2O2体系中的光降解;考查了初始pH、Fe（Ⅲ）、H2O2、E1初始浓度对E1光降解的影响。结果表明,UV-Vis／Fe（Ⅲ）／H2O2体系能有效地光降解E1,在[Fe（Ⅲ）30-20．8μmol／L、[H2O2]0=1664μmol／L、pH=3．0时,光照160min,18．5btmol／L E1的光降解率可达98．4%;在pH3．0～8．0范围内,pH初始值越小,E1降解率越大,反应初始速率越大;实验条件下,Fe（Ⅲ）、H2O2初始浓度越大,E1降解率越大,反应初始速率越大;E1初始浓度越低,E1降解率越大,反应初始速率越小。pH=3．0,实验浓度范围内的表观动力学方程为：dCE1／dt=0．00093[H2O2]^0.47[Fe（Ⅲ）]^0.62[E1]0.24;Fe（Ⅲ）是影响反应速率的主要浓度因素。