零价铁对脱色希瓦氏菌S12偶氮还原的促进作用

以脱色希瓦氏菌(Shewanella decolorationis)S12为实验菌株,研究了零价铁(ZVI)存在条件下微生物的厌氧偶氮还原特性及其最佳反应条件.结果表明,ZVI可显著促进菌株S12的厌氧偶氮还原速率.培养30 h后含有20 mmol.L-1微米级ZVI和S12菌的培养体系中,菌株S12对1 mmol.L-1苋菜红的脱色率达100%,比不含ZVI的S12菌培养体系和只含ZVI的体系的偶氮还原率分别提高了23.16%和94.66%;在额外含20 mmol.L-1甲酸钠的培养体系中,ZVI的存在也使S12菌对苋菜红的脱色率提高了20.54%.此外,ZVI的存在可显著提高培养体系对偶氮染料的耐受能力.在投加ZVI和菌株S12培养体系中,连续批量投加浓度为1 mmol.L-1的苋菜红可在276 h内实现11次有效脱色,而不含ZVI的S12菌培养体系中只能实现3次有效脱色.进一步的研究发现,ZVI与菌株S12协同培养体系的最适反应pH为9.0,最适ZVI投加量为60 mmol.L-1.与毫米级和纳米级ZVI颗粒相比,微米级ZVI颗粒具有更强的促进作用.本研究结果将为利用ZVI协同促进偶氮染料的生物治理效果提供科学参数.     

典型电器工业区河涌沉积物中的多溴联苯醚空间和垂直分布

对珠江三角洲佛山市顺德区容桂镇电器工业区河涌沉积物多溴联苯醚(PBDEs)的含量进行了空间和垂直分布研究.选择该镇中心城区内河涌作为研究河道,根据河涌水流情况选取8个采样点采集沉积物样品.所有样品中均检出PBDEs.各监测点的PBDEs总含量变化范围为62～349 ng.g-1(平均为178 ng.g-1),各采样点的浓度差异较大.其中,十溴联苯醚含量为56～337 ng.g-1(平均为171 ng.g-1),占PBDEs总含量的90%～99%(平均95%).所检测到的部分同系物(如BDE-196、197和203)可能是BDE-209的降解产物.PBDEs的垂直分布模式显示,0～10 cm层面样品的PBDEs浓度为147 ng.g-1,30～40 cm层面样品的PBDEs浓度为260 ng.g-1,PBDEs在沉积物中的丰度随垂直深度的增加而增加.12种同系物在采自各个深度层样品中的比例基本相同,由十溴工业品来源的BDE-209、208、207和206占总PBDEs的94%,而五溴和八溴所占比例较低.由此可见,该地区普遍存在PBDEs污染,其中十溴联苯醚是最主要污染物,这可能与十溴工业品是电器工业主要使用的阻燃材料相关.     

生物毒性测试微孔板MTOXPlate的分析性能研究

采用以11种微生物为指示生物的毒性测试微孔板MTOXPlate,以污染物对微生物细胞的脱氢酶活性抑制为测试终点,对重金属Hg2+、Cd2+、Cr6+、Pb2+,酚类化合物2,4-二氯酚(2,4-DCP)、邻氯苯酚(2-CP)、对氯苯酚(4-CP)、邻硝基酚(2-NP)、对硝基酚(4-NP)及地表水、生活污水、印染废水的生物毒性进行分析.结果表明,MTOXPlate生物毒性测试微孔板具有良好的毒性分析性能,Hg2+、Cd2+、Cr6+和Pb2+的EC50值分别为0.617、21.05、35.21和11.22 mg·L-1,2,4-DCP、2-CP、4-CP、2-NP和4-NP的EC50值分别为27.26、64.29、44.19、85.89和33.84 mg·L-1.MTOXPlate分析得到地表水原水的抑制率均小于20%,生活污水的EC50值为62.19%,印染废水的EC50值为16.42%,表明生物毒性测试微孔板MTOXPlate能真实地反映地表水、生活污水和印染废水的毒性情况.     

硝酸盐对沉积物中有机物氧化减量及微生物群落结构的影响

通过投加硝酸钙为电子受体,促进厌氧环境中有机污染物降解转化的方式已被广泛应用于沉积物的污染修复,然而目前有关硝酸盐对复合污染沉积物中有机污染物的减量特点及其微生物响应的了解极少.本研究通过在实验室模拟条件下添加硝酸盐到河涌沉积物中,采用极性和非极性逐步分离萃取、GC-MS相对含量测定,以及PCR-DGGE分子生态学分析手段相结合,研究硝酸盐对河涌沉积物中有机污染物降解转化和微生物菌群结构特点的影响.结果表明,硝酸钙的投加可有效提高有机物的去除效果.沉积物TOC以及总有机物的去除率比未添加硝酸盐的对照组分别高出47.25%、29.55%.各类有机物的去除效果由高到低依次为含硅有机物、烷烃、多环芳烃、杂环、烯烃类、苯系物、极性物质、邻苯二甲酸酯类、醛酮和烷酸酯类物质.其中含硅有机物、持久性有机污染物多环芳烃、苯系物以及杂环物质的去除率比对照组分别高出46.73%、36.25%、23.19%、35.92%.细菌16S rDNA V3区PCR-DGGE图谱显示,硝酸盐添加前后沉积物中的微生物群落结构存在显著差异.其中10个主要条带中4条归属于变形细菌(Proteobacteria)的δ和γ两个亚群,2条归属于放线菌门(Actinobacteria),1条归属于梭菌纲(Clostridia),1条归属于绿弯菌门(Chloroflexi),1条归属于新发现的细菌门(Caldiserica),1条为未培养微生物.本研究结果将为利用硝酸盐促进厌氧沉积物的污染治理提供科学依据和理论指导.     

生物滴滤池对BTEX的去除及相应细菌群落分析

以预先驯化的菌群和活性污泥作为起始接种物用于生物滴滤池(BTF)中,研究评估了BTF去除苯、甲苯、乙苯和二甲苯混合气体(BTEX)的性能,并利用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术分析了微生物群落结构的变化.结果表明,BTF能在短时间内得到驯化,填料附着的生物量从第10 d的5.7 mg.g-1迅速增加至第30 d的112 mg.g-1.BTF能同时有效去除混合BTEX中的各组分,在进气负荷和停留时间分别为269.7 g.(m3.h)-1和39 s时,可获得的最大去除能力为216.6 g.(m3.h)-1.DGGE图谱表明,BTF中优势微生物种群主要来源于富集菌群,微生物群落结构随着运行时间发生变化,但在BTF上下空间分布较为均匀.     

典型电器工业区河涌沉积物中多环芳烃的分布、来源和潜在生态风险

为综合评估电器加工制造业对纳污水体多环芳烃（PAHs）的污染影响,对广东典型电器工业区佛山市顺德区容桂街道河涌沉积物的PAHs含量进行了空间和垂直分布、来源以及生态风险评估研究.结果表明,16种优先控制PAHs中有12种检出率达100%,其余4种具有不同的检出率.ΣPAHs含量范围为343.5～2 099μg.kg-1,均值为1 215.9μg.kg-1.PAHs组成特点为2～3环〉4环〉5～6环.在0～40 cm垂直尺度内,4个分层层面的ΣPAHs含量和种类均无显著变化.同分异构体比率分析显示,空间尺度上PAHs主要污染源来自石油、生物质以及木柴燃烧等活动.垂直尺度上燃烧类型反映了从生物质向石油燃烧为主的转变.河涌沉积物总量污染指标和污染因子指标显示了相同的重度污染特征,各监测断面污染程度由高到低为：S7〉S2〉S4〉S3〉S6〉S1〉S5.沉积物质量基准法（SQGs）评价显示S7、S2、S3等位点具有潜在的生态风险.包含居民区和制造业集中区的各监测点ΣPAHs含量分布显示,该地区PAHs污染和电器制造业存在没有直接相关性.     

典型电器工业区河涌沉积物中重金属的分布和潜在生态风险

为了解电子电器制造业聚集区纳污水体沉积物中重金属含量及其潜在的生态风险,对广东佛山市顺德区容桂镇电器工业区河涌沉积物重金属含量进行了空间和垂直分布以及生态风险评估的研究.根据电器制造业分布区域特点,结合河涌水流情况选取12个采样点采集沉积物样品.分析结果表明,内河涌重金属污染状况严重.各监测点元素Cu、Zn、Cr、Pb、As、Cd、Hg的浓度范围分别为70.1～3 525.5、378.1～2 994、130.9～4 791.5、65.8～374.7、19.2～56.8、0.5～4.9、0.3～2.1mg.kg-1.各重金属元素的污染蓄积程度由强至弱依次为:Cd>Cu>Zn>Cr>Hg>Pb>As,其中Cd和Cu的污染蓄积平均指数达到极强程度.重金属在河道中潜在的生态危害由强至弱依次为:Cu>Hg>Cd>Cr>Pb>Zn>As,其中Cu、Hg和Cd平均风险系数达到很强程度,部分监测位点达到极强程度.元素地累积状况和生态风险由下至上垂直分布模式中,Cu、Zn、Pb、Hg和As有逐步减弱趋势,高生态风险元素Cd由下至上从减少到稍有增加,元素Cr则有稳定增加的趋势.     

“污水-微藻-能源”串联技术新进展

水资源危机和能源危机给人类社会的可持续发展带来前所未有的挑战。微藻具有特殊的生理生态功能和突出的优点,是开展污水净化和生物质能源生产的不二选择。文章在简介微藻清除水体氮磷的特点、作用机理及其影响因素、微藻生产生物质能源的优势、油脂积累机制及其影响因素的基础上,提出一种基于微藻为中介以实现污水氮磷去除与生物质能源开发的串联技术体系。该＂污水-微藻-能源＂串联技术体系从微藻自身的生理生态特色出发,将其在污水净化与生物质能源生产上的优势有机结合起来,实现从污水中索要营养物质供微藻生长需要,以低成本、高效开发利用微藻生物质能源,为共同协调解决水资源危机和能源危机提供了新的思路与途径。通过探讨＂污水-微藻-能源＂串联技术体系的核心理念与开发基础,指出串联技术体系必须重视优质微藻品种的选育、光合生物反应器优化、耦合系统的完善以及高附加值胞内物质后续开发等几个关键技术环节。文章最后展望其发展趋势与应用前景。＂污水-微藻-能源＂串联技术体系的开发应用,有望缓解当前社会面临的水环境污染和能源紧缺双层压力,实现社会、经济、资源与环境的可持续发展,具有极其广阔的应用前景。     

典型电器工业区河涌沉积物中有机污染物特征分析

为评估制造业对纳污水体有机物的污染影响,了解污染河道中有机物的种类、含量及赋存特性,采用极性和非极性逐步分离的方法对广东佛山市顺德区容桂街道内河涌沉积物中的有机物进行了综合的物理图谱解析研究.结果表明,污染沉积物中共检出包括烷烃类、烯烃类、多环芳烃、苯系物、杂环类、邻苯二甲酸酯类、醛酮、极性化合物、含硅物质以及烷酸酯类等10大类有机污染物共171种.按检出污染物种类的数量分析,烷烃类>极性化合物>多环芳烃>醛酮类>杂环>苯系物、邻苯二甲酸酯类>烷酸酯类>含硅物质>烯烃.按照有机物相对丰度分析,烷烃类>极性化合物>烷酸酯类>烯烃类>多环芳烃>邻苯二甲酸酯类>含硅物质>醛酮>杂环类>苯系物.在相对含量最高的烷烃类有机污染物中,十九烷在同类物质中占比高达14.83%.毒害性持久性有机污染物多环芳烃的总有机物占比为2.33%,检测中还发现大量有机醇、酚等和涂料工业,邻苯二甲酸酯类等塑料工业以及和电子工业产业相关的有机硅类等物质.和同类研究相比,该区域检出51种、占总有机物55.5%丰度的烷烃类物质种类更丰富,含量更高.本研究对制造业纳污河涌沉积物的有机污染物分析研究,为同质污染河涌的污染治理提供参考.     

底泥调控剂对感潮河涌沉积物中重金属的影响

以典型的电器工业区重污染感潮河道——佛山市顺德区容桂街道内河涌为研究对象,选取一段河道,投加含硝酸钙的调控剂,采用BCR形态提取法研究调控剂对感潮河涌沉积物中重金属的影响,以评价调控剂对重金属的稳定化效果.结果表明,①调控剂使得重金属Cu、Zn、Pb和Cr的可还原态和可氧化态占总量的百分比降低;②调控剂能有效促进底泥中的重金属Cu、Zn、Pb和Cr向残渣态转化,投加调控剂处理22 d后,重金属Cu、Zn、Pb和Cr的残渣态占总量的质量分数分别升高了4%、20%、21%和23%,这在不同程度上降低了底泥Cu、Zn、Pb和Cr的可生物利用性;③调控剂能使Cu、Pb和Cr的弱酸提取态增加,而使Zn的弱酸提取态下降,即增加了Zn的稳定度而降低了Cu、Pb和Cr的稳定度.总体上,调控剂对底泥重金属Cu、Pb和Cr的稳定化效果并不理想,而对底泥重金属Zn有一定的稳定化效果,但效果不明显.