催化湿式氧化/过氧化法处理难降解有机物的研究进展

常规的水处理工艺成熟,运行成本低,但其对难降解有机物的处理效果差,难以满足日益严格的排放标准.本文将催化湿式氧化法(CWAO)与催化湿式过氧化氢氧化法(CWPO)合称为催化湿式氧化/过氧化法,两者都具有效率高、占地少的显著特征,可以直接把难降解有机物分解为二氧化碳和水,已成为新的研究热点.本文综述了催化湿式氧化/过氧化法降解有机物的原理和进展,分析了催化剂对常规湿式氧化/过氧化反应过程的加速和降解效率的影响,讨论了催化湿式氧化/过氧化技术存在的主要制约瓶颈,提出了有机物的定向调控转化和资源化是今后减污降碳的主要方向.     

难降解有机物污染底质原位修复技术研究进展

随着水环境外污染源得到有效控制,底质污染逐渐成为人们关注的焦点.底质中的污染物尤其是难降解有机物可通过生物富集和生物放大等过程,进一步影响陆生生物和人类的健康.因此,对底质中难降解有机物的修复是目前所迫切需要解决的环境问题之一.基于异位修复成本较高易造成二次污染等缺点,文章针对难降解有机物污染底质,探讨了原位修复技术的研究进展,自然修复成本较低,对生态环境不产生干扰,但不适用于高浓度污染底质;植物修复操作简单,能有效防止污染底质再悬浮,但对高浓度难降解有机物耐受性较低;微生物修复适用范围广,修复效果较为显著,但菌体易流失,对环境的适应性较差.于是,固定化修复技术应运而生,固定化技术能解决传统的微生物修复存在的很多问题,但固定化载体的重复可利用性和再生性问题仍有待解决.文章最后对今后难降解有机物污染底质的研究方向进行了展望,由于污染底质多为复合污染,各取所长的联合修复技术将成为未来的研究热点.     

难生物降解的呋吗唑酮模拟废水臭氧氧化的降解机理

采用臭氧氧化法对模拟废水中难生物降解的呋吗唑酮 (FTD)进行降解实验研究 ,藉助UV VIS ,IR ,1 H NMR谱图对反应机理进行了初步探讨 .研究表明 ,pH值显著影响臭氧氧化的反应机理 :酸性条件下 ,臭氧以自身氧化为主 ,可迅速破坏FTD分子的共轭结构 ,但氧化不彻底 ;只有在强碱性条件下且保持臭氧氧化始终以·OH自由基反应为主时 ,方能高效地对FTD分子及中间体进行取代、开环、破坏和氧化 ,生成二氧化碳、水、无机氮及少量残余甲醛、草酸和低级脂肪酸 ,持续反应可完全矿化 .     

缺氧嗜甲烷古菌研究进展

综述了缺氧嗜甲烷古菌的分布、生态位、形态与代谢特征的新发现,并讨论了其与产甲烷菌的关系.在无氧条件下,缺氧嗜甲烷古菌与硫酸盐还原菌互养,氧化甲烷气体以阻止其进入大气.缺氧嗜甲烷古菌主要分布于深海甲烷渗漏区和冷泉区域,在其他多种缺氧环境中也能发现,由于还未获得纯培养,对这类微生物的生态位知之甚少.其细胞呈球状、杆状,有时聚集成球状集合体或连接形成丝状体.缺氧甲烷氧化可能经过"反甲烷合成"、"甲基合成"等路径.嗜甲烷古菌与产甲烷菌有着较近的亲缘关系,并且存在许多相似点.图1表1参37     

不同栽培措施对水稻田甲烷释放、甲烷产生菌和甲烷氧化菌的影响

本文报导不同栽培措施下水稻田甲烷释放的特性和甲烷产生菌、甲烷氧化菌的数量、种类。结果表明,水稻田的甲烷释放,无论是早稻还是晚稻,成活期每天的释放量较少,随着生长逐渐增加,至分蘖期达到最高,随后又逐渐减少,长期淹水和施用高量氮肥或有机肥可以明显地增加水稻田的甲烷释放量。水稻田土壤中产甲烷细菌的数量湿灌溉少氮处理少于其他各处理,其他各处理间无明显差异。早稻生长前期较后期土壤中的产甲烷菌数量低2—3个数量,晚稻生长中期略高于生长前期和后期。甲烷氧化菌数量在早稻生长期间从10~3～10~4/g干土增加到生长后期的10~8/g干土。在晚稻生长期间维持在10~8/g干土。产甲烷细菌的种类主要为甲烷杆菌属(Methanobacterium)和甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)的种。甲烷氧化菌主要为杆状,除甲烷外还能利用其他基质的兼性异养型甲基营养型细菌。     

森林土壤氧化（吸收）甲烷研究进展

甲烷是一种重要的温室气体,对全球气候变暖的贡献仅次于CO2,约为25%。大气甲烷可以被土壤中甲烷氧化细菌在有氧条件下吸收利用,陆地生态系统森林土壤氧化吸收甲烷的研究已有大量报道。甲烷氧化菌是以甲烷作为唯一的碳源和能源的一类细菌的总称。但森林土壤在全球甲烷核算中具有一定的不确定性,取决于产甲烷菌和甲烷氧化菌的相对活性。甲烷氧化菌的研究集中在环境对氧化能力的影响和自身氧化能力上。大气甲烷氧化过程为高氧化能力低亲力氧化,受到一些因子,如土壤温度、土壤通气状况、pH、氮肥等的影响,具体机理的研究还有待进一步深入。土壤通气状况受土壤质地与土壤水分影响,土地利用类型可能改变土壤容重、土壤结构和土壤水分,进而影响土壤甲烷氧化。植物可以通过自身对生境的作用或化感作用影响土壤甲烷氧化。土壤动物的研究则相对较少,目前排放清单中仅有白蚁是全球甲烷核算所包括的。从甲烷氧化菌的分类出发,对甲烷氧化菌氧化甲烷的机理、菌的生态分布及甲烷氧化的影响因素、时空异质性、观测方法等作出了综述,为正确认识和准确预测森林土壤在一定气候和土地利用类型条件下的甲烷氧化强度提供理论依据。     

三维电催化氧化处理难生化降解有机废水研究进展

难降解有机废水成分复杂、危害大,易导致癌变、畸变,对人类健康产生重大影响,是需要优先治理的环境问题.在许多情况下,采用传统生物法和物理化学法来处理难生化处理有机废水很难达到理想的处理效果,并且其操作工艺复杂,成本相对较高.三维电催化氧化技术的出现为难降解有机废水的处理提供了一种绿色环保高效的方法.三维电催化氧化体系具有...     

氮肥对土壤氧化大气甲烷影响的机制

综合评述了氮氧化甲烷的抑制机制。包括：（1）竞争甲烷单氧化酶的竞争抑制机制,（2）代谢产物的毒害抑制机制,（3）外源盐引起的微生物生理缺水抑制机制和（4）氮素周围作用引起的抑制机制。提出了氧化菌竞争利用土壤空气有限O2的竞争抑制机制,即氨氧化菌利用更多的土壤有限氧气→产生优势氨氧化菌→形成优势菌群→限制甲烷氧化菌繁殖和功能发挥的氨长期抑土壤化大气甲烷的机制,并认为这种抑制作用是不可逆的。     

催化臭氧氧化去除垃圾渗滤液中难降解有机物的研究

研究了Fe(Ⅱ),Mn(Ⅱ),Cu(Ⅱ)作用下,均相催化臭氧氧化去除垃圾渗滤液中高浓度的腐殖质.分析催化剂用量、溶液pH值对腐殖质催化臭氧氧化降解的影响.结果表明,与单纯臭氧氧化比较,催化臭氧氧化对UV254和色度去除率无明显改善,但可明显提高以TOC和CODCr表征的有机物去除率;当投加催化剂过量时,以TOC和CODCr表征的有机物去除率虽降低,但仍有促进作用.但Fe2 的过量投加将明显抑制UV254和色度的去除效果.在碱性条件下,催化臭氧氧化法具有更好的去除效果.三种催化剂催化效果为Cu(Ⅱ)＞Mn(Ⅱ)＞Fe(Ⅱ).采用Cu(Ⅱ)催化臭氧氧化处理实际渗滤液生化处理出水,对CODCr,色度和UV254都显示出较好的去除效果.     

氮肥对土壤氧化大气甲烷影响的机制

综合评述了氮素对土壤氧化甲烷的抑制机制。包括 :( 1)竞争甲烷单氧化酶的竞争抑制机制 ,( 2 )代谢产物的毒害抑制机制 ,( 3)外源盐引起的微生物生理缺水抑制机制和 ( 4)氮素周转作用引起的抑制机制。提出了氧化菌竞争利用土壤空气有限O2 的竞争抑制机制 ,即氨氧化菌利用更多的土壤有限氧气→产生优势氨氧化菌→形成优势菌群→限制甲烷氧化菌繁殖和功能发挥的氨长期抑制土壤氧化大气甲烷的机制 ,并认为这种抑制作用是不可逆的     

Degradation of refractory organics in concentrated leachate by the Fenton process: Central composite design for process optimization

• 90% total COD, 95.3% inert COD and 97.2% UV₂₅₄ were removed. • High R² values (over 95%) for all responses were obtained with CCD. • Operational cost was calculated to be 0.238 €/g COD_removed for total COD removal. • Fenton oxidation was highly-efficient method for inert COD removal. • BOD₅/COD ratio of leachate concentrate raised from 0.04 to 0.4. The primary aim of this study is inert COD removal from leachate nanofiltration concentrate because of its high concentration of resistant organic pollutants. Within this framework, this study focuses on the treatability of leachate nanofiltration concentrate through Fenton oxidation and optimization of process parameters to reach the maximum pollutant removal by using response surface methodology (RSM). Initial pH, Fe²⁺ concentration, H₂O₂/Fe²⁺ molar ratio and oxidation time are selected as the independent variables, whereas total COD, color, inert COD and UV₂₅₄ removal are selected as the responses. According to the ANOVA results, the R² values of all responses are found to be over 95%. Under the optimum conditions determined by the model (pH: 3.99, Fe²⁺: 150 mmol/L, H₂O₂/Fe²⁺: 3.27 and oxidation time: 84.8 min), the maximum COD removal efficiency is determined as 91.4% by the model. The color, inert COD and UV₂₅₄ removal efficiencies are determined to be 99.9%, 97.2% and 99.5%, respectively, by the model, whereas the total COD, color, inert COD and UV₂₅₄ removal efficiencies are found respectively to be 90%, 96.5%, 95.3% and 97.2%, experimentally under the optimum operating conditions. The Fenton process improves the biodegradability of the leachate NF concentrate, increasing the BOD₅/COD ratio from the value of 0.04 to the value of 0.4. The operational cost of the process is calculated to be 0.238 €/g COD_removed. The results indicate that the Fenton oxidation process is an efficient and economical technology in improvement of the biological degradability of leachate nanofiltration concentrate and in removal of resistant organic pollutants.     

有机物对蒽酮-硫酸法测定葡萄糖含量的影响

本文主要对污水生物处理中常见小分子有机物如乙醇、乙醛、甲酸、丙酮、乙酸异戊酯进行研究,甄别出干扰物,对不同浓度干扰物的影响及干扰物存在对不同浓度葡萄糖测定的影响进行定量分析.结果表明,乙醇对葡萄糖测定无影响,甲酸、丙酮和乙酸异戊酯使测定结果存在负偏差,乙醛使测定结果存在正偏差,且偏差值随着有机物浓度和葡萄糖浓度的增加而增大.建立了蒽酮-硫酸法葡萄糖含量测定的校正方程,研究结果可为相关领域采用该法测定葡萄糖含量提供参考.     

藻类对壬基酚微生物降解的影响

壬基酚(NP)为在水环境中广泛存在的一种典型环境内分泌干扰物质。为了探讨NP在自然水体中的归趋,研究了水体中藻类对微生物降解NP的影响。结果表明,本研究筛选的耗氧混合菌可以有效降解NP,在暗环境下半衰期为1.16d,光照不利于NP的微生物降解,半衰期增加到5.19d;藻类和藻胞外分泌物可以提高光照条件下NP的微生物降解,这是藻类和菌加和作用的结果;而破碎的藻对降解作用改善不大。藻类和微生物相互作用对于有机污染物降解的影响还鲜见报道,本研究为全面理解NP在水环境中的归驱提供了重要的数据。     

Effect of rhizosphere on soil microbial community and pyrene biodegradation

To access the influence of a vegetation on soil microorganisms toward organic pollutant biogegration, this study examined the rhizospheric effects of four plant species (sudan grass, white clover, alfalfa, and fescue) on the soil microbial community and in-situ pyrene (PYR) biodegradation. The results indicated that the spiked PYR levels in soils decreased substantially compared to the control soil without planting. With equal planted densities, the efficiencies of PYR degradation in rhizosphere with sudan grass, white clover, alfalfa and fescue were 34.0%, 28.4%, 27.7%, and 9.9%, respectively. However, on the basis of equal root biomass the efficiencies were in order of white clover >> alfalfa > sudan > fescue. The increased PYR biodegradation was attributed to the enhanced bacterial population and activity induced by plant roots in the rhizosphere. Soil microbial species and biomasses were elucidated in terms of microbial phospholipid ester-linked fatty acid (PLFA) biomarkers. The principal component analysis (PCA) revealed significant changes in PLFA pattern in planted and non-planted soils spiked with PYR. Total PLFAs in planted soils were all higher than those in non-planted soils. PLFA assemblages indicated that bacteria were the primary PYR degrading microorganisms, and that Gram-positive bacteria exhibited higher tolerance to PYR than Gram-negative bacteria did.     

黄孢原毛平革菌对固体介质中染料的降解反应

用黄孢原毛平革菌(Phanerochaetechrysosporium)3品系在固体介质中建立染料的降解反应体系,分光光度法测定染料的脱色降解率。黄孢原毛平革菌在琼脂、沙子及土壤等固体介质中均能有效地降解偶氮染料、蒽醌染料及聚合染料;植物材料玉米芯和木屑可作为共代谢碳源被该菌利用;BKM F 1767菌种降解能力最强,对活性艳蓝KN R的进攻性优于对PolyR 478和比布列希猩红。     

Effect of rhizosphere on soil microbial community and in-situ pyrene biodegradation

To access the influence of a vegetation on soil microorganisms toward organic pollutant biogegration, this study examined the rhizospheric effects of four plant species (sudan grass, white clover, alfalfa, and fescue) on the soil microbial community and in-situ pyrene (PYR) biodegradation. The results indicated that the spiked PYR levels in soils decreased substantially compared to the control soil without planting. With equal planted densities, the efficiencies of PYR degradation in rhizosphere with sudan grass, white clover, alfalfa and fescue were 34.0%, 28.4%, 27.7%, and 9.9%, respectively. However, on the basis of equal root biomass the efficiencies were in order of white clover >> alfalfa > sudan > fescue. The increased PYR biodegradation was attributed to the enhanced bacterial population and activity induced by plant roots in the rhizosphere. Soil microbial species and biomasses were elucidated in terms of microbial phospholipid ester-linked fatty acid (PLFA) biomarkers. The principal component analysis (PCA) revealed significant changes in PLFA pattern in planted and non-planted soils spiked with PYR. Total PLFAs in planted soils were all higher than those in non-planted soils. PLFA assemblages indicated that bacteria were the primary PYR degrading microorganisms, and that Gram-positive bacteria exhibited higher tolerance to PYR than Gram-negative bacteria did.     

生态风险评价框架进展研究

生态风险评价是评价生态压力引起的不利生态效应的可能性的过程,可为环境风险管理提供理论及技术支持。生态风险评价框架是一套标准化的方法体系,规定了生态风险评价的总体工作内容、技术路线、关键方法步骤和各阶段产出成果,为生态风险评价的科学方法有效转化为生态环境管理策略提供途径。从20世纪90年代起,以美国为代表的一批发达国家逐步构建了生态风险评价技术框架,并颁布了一系列相关标准、导则和技术文件,直接支撑了上述国家生态环境保护相关的现行法律法规,影响了有关国家的生态环境管理与决策。而我国对于生态风险评价的具体实施还缺乏规范性的指导方法。该文以美国、英国和澳大利亚的4套与土壤环境污染关系密切的生态风险评价框架为例,介绍国际生态风险评价框架的内容,并结合我国在环境影响评价和农药安全评价领域的生态风险评价方法研究进展,对我国生态风险评价框架的研究发展方向进行分析。     

二恶英类毒理学研究新进展

二恶英类的毒理学研究已有30多年的历史,在一系列二恶英类污染事件和国际公约的推动下,近年来二恶英类毒理学研究成为备受关注的热点.综述了近年来二恶英类毒理学研究的一些新的观点和发现,涵盖了分子毒性机理、致癌毒性、非致癌毒性和非致癌剂量-效应风险度评价方法等诸多领域,其中TCDD毒性效应的负反馈调节机制研究和对人体健康非致癌效应的影响引起了国内外广大毒理学研究工作者的关注.在总结前人研究的基础上对二恶英类毒理学研究今后的发展进行了展望.     

扰动强化污染底泥有机物自净的研究

扰动能够强化水体溶解氧的恢复并加快传质,增强水体的自净作用,有利于水体和底泥COD的降解,是一种常用的污染水体的修复方法。文章通过人工模拟的水体,构建搅拌和曝气两种上覆水扰动条件,研究了在这两种条件下水体中有机物含量以及底泥中微生物量的变化情况,探讨了扰动对水体有机物去除的影响。研究结果表明：（1）与对照情况相比,在搅拌、曝气条件下水中ρ（溶解氧）分别由0.2 mg.L^-1提高到1.0和8.0 mg.L^-1左右;曝气条件下底泥中蛋白含量及细菌数均最高;（2）底泥中w（脱氢酶活性）在搅拌和曝气条件下分别为0.52和0.46μg.g^-1左右;（3）曝气条件下对上覆水中有机物的去除呈现出较好的降解趋势。因此,运用曝气技术既能加速有机物的生化降解,改善水质;又可强化水体溶解氧的恢复,创造了微生物生长繁殖的适宜环境,增强了水体中微生物的活性,促进了水体自净能力的提高,在治理河道污染的应用中具有广阔的前景。     

煤气化废水中有机物对磷酸铵镁结晶法去除氨氮的影响

研究了杂环类(吡啶、喹啉)和酚类(间甲酚、二甲酚、苯酚)有机物对磷酸铵镁结晶法(MAP,magnesium ammonium phosphate)处理废水中氨氮的影响.研究表明,杂环和酚类有机物均对MAP法的除氮效果产生抑制作用,杂环类有机物的抑制作用大于酚类有机物,其中加入吡啶、喹啉、间甲酚、二甲酚、苯酚相比于对照组(21 mg·L-1),氨氮残余浓度分别升高45.17、56.66、43.01、50.68、49.72 mg·L-1.因为络合作用和吸附作用,多组分体系MAP晶体产生的抑制作用强于单一组分体系.