恶臭假单胞菌原位还原Pd(0) NPs对微生物电子传递性能及活性的影响

微生物原位合成零价金属纳米颗粒在材料合成和环境应用领域引起了广泛关注和研究.本研究利用Pseudomonas putida(P.putida)合成Pd(0)纳米颗粒(NPs),通过FESEM、TEM、XPS等对合成的纳米颗粒进行形貌、价态表征,并对其电化学性能及微生物抑制作用进行分析.结果表明,在厌氧条件下,P.putida在胞外及细胞周质空间可原位合成粒径约10 nm的Pd(0)NPs.CV实验表明,相比P.putida,含Pd(0)NPs的P.putida有更高的氧化还原电流;随着初始反应Pd(Ⅱ)浓度增加至0.07和0.1 mmol·L~(-1),恒电位实验中的乳酸氧化电流分别升至(10.6±5.2)和(22.5±9.7)nA,分别为P.putida((5.7±2.8)nA)的1.85和3.95倍;TTC-ETS和INT-ETS分别提升至89.02和209.09μg·mg~(-1)·h~(-1),分别是P.putida的1.64和1.34倍.以上结果证明了Pd(0)NPs对微生物胞外电子传递(Extracellular Electron Transfer,EET)的正面影响.抑菌圈实验和激光共聚焦图像表明,低量Pd(0)NPs具有较好的生物相容性,过多Pd(Ⅱ)和Pd(0)NPs对微生物有一定的毒性.     

石墨烯修饰电极微生物燃料电池及其抗菌性研究进展

基于石墨烯具有优异的物理化学特性,石墨烯修饰电极能有效提升微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,简称MFC)产电性能并降低制备成本,而成为MFC研究发展的重要方向.本文系统介绍了石墨烯及石墨烯复合材料修饰阳极和阴极MFC、石墨烯材料的抗菌性等方面的研究进展,提出深入探讨石墨烯修饰电极与MFC微生物的相互作用关系,协调MFC石墨烯修饰电极抗菌性及强化产电是今后石墨烯电极MFC研究的重要内容.     

高声能密度超声波破碎污泥细胞效能的研究

采用超声波在较高声能密度下处理SBR的剩余污泥,主要考察了含固率、声能密度和作用时间对污泥细胞破碎效果的影响。结果表明,在声能密度0.5～3 W/mL内,含固率1%～1.5%的剩余污泥经超声波作用后,上清液SCOD随作用时间呈线性升高;在声能密度1～3 W/mL内,含固率0.25%～0.5%的剩余污泥经超声波作用后,上清液SCOD随作用时间呈平缓缓慢升高。高声能密度超声波更适合对较高含固率污泥的细胞破碎;此情况下,上清液SCOD增幅、NH4＋-N、TN及TP升幅均与声能密度正相关。经超声波作用6 min后,污泥形态结构已破坏。     

ClO2溶胞对SBR处理系统污泥减量研究

通过烧杯溶胞实验,考察了ClO2处理SBR剩余污泥上清液△SCOD随处理时间的变化,以确定ClO2溶胞最佳方式;在SBR中试系统,把系统排出剩余污泥的50%经ClO2处理后回流至处理系统,运行50 d,考察处理系统的污泥减量效果及其对系统污水处理效果的影响.结果表明,ClO2具有良好的溶胞作用,在最佳投量为8 mg C...     

静电纺壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜对Cu~(2+)、Ni~(2+)及Cd~(2+)的吸附特性

采用SEM、FTIR、XRD、BET等技术对静电纺丝制得的吸附材料壳聚糖/聚乙烯醇(CS/PVA)纳米纤维膜进行表征,并通过对模拟重金属离子废水的吸附实验,系统考察了溶液pH、重金属离子(Cu2+、Ni2+及Cd2+)初始浓度和反应温度对吸附的影响.结果表明,在外加电压25kV、接触距离15.0 cm、纺丝速度0.15 m L·h-1的条件下,可制得CS/PVA质量比为20/80的连续无缺陷的平均直径76.31 nm、比表面积219.4m2·g-1的纤维膜.CS/PVA纳米纤维膜对重金属离子的吸附在2 h内达到平衡,其吸附容量随着温度的升高而升高,随着初始浓度的增大而增大,随着pH值的升高而提高,在pH=5.5时达到最大.在25℃和pH=5.5的条件下,用CS/PVA纳米纤维膜吸附浓度100 mg·L-1的Cu2+、Ni2+和Cd2+溶液,吸附容量分别为98.65、116.89和124.23 mg·g-1,且对重金属吸附无选择性.吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,吸附动力学同时匹配准一级动力学模型和准二级动力学模型.热力学参数(ΔG、ΔH和ΔS)计算结果表明,CS/PVA纳米纤维膜对重金属离子的吸附是自发的吸热反应.     

持久性有机污染物(POPs)的环境问题与研究进展

对持久性有机污染物(persistentorganicpollutants:POPs)的定义、来源和特征进行了介绍。阐述了POPs对环境安全性构成威胁的原因。分析了持久性有机污染物,特别是12类优先控制的"dirtydozen"的环境污染状况,并分析了这些物质在全球大气、水体和土壤中存在的量和来源。这些物质在不同生物体内的浓度存在差异,反映出它们在食物链上的生物累积和放大,也加剧了对环境和人体的毒害作用。总结回顾了有关POPs的相关基础研究,并对将来继续深入研究和对环境监测的指导意义进行了展望。     

二氧化氯应用于二次供水安全消毒的静态研究

采用二氧化氯（ClO2）作为二次供水的消毒剂进行静态实验研究，考察了ClO2投加量、氨氮与CODMn浓度及pH对ClO2衰减及消毒副产物氯酸盐（ClO3^-）和亚氯酸盐（ClO2）的生成影响，并建立了ClO3-和ClO2生成浓度的经验预测模型。结果表明：前4h内，随着消毒剂初始投加浓度提高，ClO2的衰减速率增加，4h后降解则较缓慢。ClO2加入水中，立即有ClO3^-与ClO2^-生成，4h后基本达到稳定，且随着药剂投加量的增加，ClO3^-和ClO2-的生成量逐渐增大。氨氮、CODMn及pH的升高，可加速ClO2的衰减，同时可促进ClO3^-和ClO2-的生成。其中，氨氮浓度从0．085mg／L升高到0．585mg／LClO3^-与ClO2-的生成浓度分别增加了6．49μg／L和8．32μg／L；CODMn从1．13mg／L升高到3．13mg／L，ClO3^-与ClO2-的生成浓度分别增加了13．75μg／L和9．23μg／L；pH从6．49升高到8．45，ClO3^-与ClO2-的生成浓度分别增加了13．28μg／L和10．01μg／L。     

水解-BCMBBR-混凝沉淀组合工艺处理低浓度污水的中试研究

采用水解-生物陶粒移动床(BCMBBR)-混凝沉淀组合工艺处理南方低浓度、低碳高氨氮生活污水(COD 110～140 mg/L、C/N 4～5),开展中试研究。结果表明,BCMBBR 20 d成功挂膜,快速启动;在水温25～29℃,HRT 8 h,气水比5∶1,混合液回流比150%,无混凝沉淀下运行,COD、SS和NH4+-N的平均去除率均在81%以上,TN平均去除率大于47%,而TP去除率较低;后接PAC+PAM强化混凝沉淀后运行,有效提高了TP去除率,出水TP在0.5 mg/L以下,稳定达到(GB18918-2002)一级A标准。曝气强度不同相应BCMBBR中的微生物相(微生物种类和数量)也不同,可根据微生物相来指导曝气强度的调节,实现BCMBBR的高效运行。该组合工艺处理废水运行的直接成本为0.24元/m3,是一种适合南方低浓度、低碳高氨氮生活污水的经济高效处理工艺。     

铝炭微电解处理刚果红废水的效果及脱色机理研究

采用铝炭微电解法处理刚果红废水,通过批式实验和正交试验考察了主要因素对刚果红脱色及COD去除效果的影响,并采用紫外扫描、离子色谱及LC-MS分析了脱色产物.结果表明,在铝粉投加量为8～24 g·L-1范围内,刚果红脱色率及COD去除率均随铝粉投加量的增加而提高,合适的铝粉投加量为16 ～24 g·L-1;刚果红脱色率和COD去除率随着铝炭质量比的减小呈现先增加后降低的趋势,适宜的铝炭质量比为1∶3～1∶1;初始pH对处理效果影响最大,在pH为10～12.5时,刚果红脱色率及COD去除率随着pH升高而急剧增加;在溶解氧为1.25 ～7.59 mg·L-1的范围内,刚果红脱色率及COD去除率随着溶解氧的升高而降低.最佳条件(铝粉投加量24 g·L-1、铝炭质量比1:2、pH=12、反应时间90 min)下,刚果红脱色率及COD去除率分别为90.4％和78.6％刚果红脱色历程为:刚果红分子中的N=N双键在新生态[H]的攻击下断裂,生成3,4-二氨基萘-1-磺酸盐和4-氨基3-((4’-氨基-[1,1'-联苯]-4-基)偶氮基)萘-1磺酸盐;后者在[H]的进一步作用下,发生N=N双键的断裂,转化为3,4-二.氨基萘-1-磺酸盐和联苯胺,萘环开环和C-S键断键,分别生成4-氨基-3-((4’-氨基-[1,1’-联苯]-4-基)偶氮基)-1-磺酸盐和2-((4'-氨基-[1,1’-联苯]-4-基)偶氮基)-1-萘胺.研究表明,铝炭微电解法不能将刚果红完全矿化.     

VUV/HPW/BMMs体系对全氟辛酸（PFOA）的脱氟研究

采用真空紫外灯(VUV)和双模型介孔材料(BMMs)负载磷钨酸(HPW)催化剂构建光催化体系,探究该体系对水中全氟辛酸(PFOA)的脱氟效果.研究了PFOA初始浓度、HPW/BMMs投加量、初始p H值对体系脱氟的影响,并采用响应曲面法(Response Surface Method,RSM)分析了最佳边界反应条件.结果表明,体系对PFOA具有明显的脱氟效果:脱氟效率随PFOA初始浓度的增大而减小;催化剂投加量为0.2 g·L~(-1),脱氟效率最高达50.2%;体系p H为3~4时,体系脱氟效果显著.基于Box-Behnken响应曲面法,各影响因子对脱氟效率的显著性排序为:p HPFOA初始浓度HPW/BMMs投加量.p H值与HPW/BMMs投加量及初始PFOA浓度交互作用显著,模型回归性良好,最佳运行条件为:p H=3.82,HPW/BMMs投加量为0.3 g·L~(-1),PFOA初始浓度为20 mg·L~(-1),反应4 h的脱氟率达到52.6%,与预测值相比偏差为1.2%.本研究为高效降解全氟化合物提供了新思路.