基于水蚯蚓摄食活性污泥的生长动力学研究

基于水蚯蚓摄食活性污泥的批量培养试验,考察了水蚯蚓在活性污泥中的生长规律,以及底物、溶解氧浓度由低到高变化对水蚯蚓比增长速率的影响.结果表明,在水温25℃±0.5℃、溶解氧4 mg.L-1、底物浓度4 000 mg.L-1条件下培养18周,水蚯蚓体重随培养时间的变化趋势较好地符合Gauss函数,最大比增长速率μAWma...     

蚯蚓处理重金属的毒理学研究启示

介绍了蚯蚓的生态毒理学研究方法以及重金属与蚯蚓的相互影响作用,并通过对早期的剩余污泥中重金属的去除方法作对比,提出了利用蚯蚓处理剩余活性污泥中重金属的技术,为剩余污泥的资源利用化提供了新的途径。     

氯苯和邻二氯苯的蚯蚓急性毒性研究

文章以赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)滤纸急性毒性实验研究氯苯和邻二氯苯对蚯蚓的单一和联合毒性效应。单一毒性实验发现,蚯蚓死亡率和氯苯与邻二氯苯的曝露浓度显著正相关(P<0.05),其48 h LC50分别为5.680 mL/L和2.750 mL/L,表明氯苯的毒性小于邻二氯苯;同时通过观察可知,氯苯以皮肤渗入赤子爱胜蚓体内的毒性效应高于邻二氯苯;另外,实验期间,蚯蚓的体重明显下降,且与污染物浓度呈一定的线性关系(氯苯R2=0.780和P<0.05)。联合毒性实验发现,氯苯和邻二氯苯共存时蚯蚓的死亡率增加,表明氯苯和邻二氯苯复合污染时两者的毒性呈协同作用。可见,氯苯和邻二氯苯污染对土壤生态系统安全和土壤健康质量存在较大的威胁,同时这两种污染物的共存进一步加大了潜在危害性,且复合毒性效应与各组浓度组合密切相关。     

蚯蚓生物滤池启动驯化阶段蚯蚓生理生态适应性研究

研究了蚯蚓生物滤池在启动驯化阶段蚯蚓的生理生态状态变化,并分析了相关影响因素.结果表明,由于受到自然环境和滤池环境的胁迫,蚯蚓投加后数量和生物量出现逐渐下降的趋势.一旦条件适宜,幼蚓的孵化可以补充滤池内蚯蚓的数量和生物量.随着温度的升高,周边的蚯蚓逐渐向布水区移动,投加58d后蚯蚓分布较为均匀.蚯蚓密度和含水率之间存在着极显著负相关.温度、日平均降水量和降水强度积分3个自然影响因子对蚯蚓各生态指标的影响均不显著.温度低于15℃时,蚯蚓呼吸率变化较为敏感,出现大幅度下降,不利于蚯蚓代谢处理污水污泥.在一定范围内,采取措施提高滤池内蚯蚓的密度并使蚯蚓分布均匀将提高污泥的处理效率.     

不同填料负载水蚯蚓的污泥减量研究

为了研究水蚯蚓污泥捕食减量化,在两种填料上负载水蚯蚓进行污泥减量效果对比试验研究。研究结果表明:水蚯蚓可在组合填料的生物膜上大量繁殖生长并摄食污泥,利用组合填料负载水蚯蚓降低剩余污泥产率效果非常明显,投加和未投加水蚯蚓反应器的平均剩余污泥产率分别为0.0115,0.2353 g/g;而弹性填料负载水蚯蚓的反应器污泥减量效果不明显,投加和未投加水蚯蚓反应器的平均剩余污泥产率分别为0.1556,0.1831 g/g。弹性填料不适于负载水蚯蚓。由于水蚯蚓的捕食作用使反应器中污泥的沉降性能得到改善和提高,污泥中有机物所占比率下降。     

土壤重金属污染对蚯蚓（Opisthopora）影响的研究

研究了重金属污染区蚯蚓的群落结构，污染指示种类，以及污染影响的毒理指标，结果表明：随着重金属程度的增加，蚯蚓种类减少，蚯蚓体内重金属元素富集量增加，蚯蚓毒理实验表明：Ｃｄ中毒后过氧化物同工酶活性增加，脂酶工同酶活性减弱，Ｐｂ中毒后蚯蚓过氧化物酶和胆酶同工酶活性均增加。     

速生树种竹柳对重金属胁迫的生理响应

为探讨速生树种竹柳(Salix sp.)对重金属胁迫的生理响应及耐受机制,以竹柳三号和竹柳五号为试验材料,在重金属复合污染(镉、铜、锌)的水稻土条件下处理65 d后,研究了其叶片叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)、可溶性糖、脯氨酸、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)含量及过氧化物酶(POD)和超氧化歧化酶(SOD)活性的响应变化.结果表明:重金属胁迫下,两种竹柳叶片的叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖、可溶性蛋白含量均显著(p0.05)降低,而脯氨酸含量、过氧化物酶、超氧化歧化酶活性均显著(p0.05)升高.重金属胁迫下,竹柳三号叶片的脯氨酸、可溶性蛋白含量和超氧化歧化酶活性均显著(p0.05)低于竹柳五号,而叶绿素b含量和过氧化物酶活性反之.对照土壤中,竹柳三号的可溶性糖、可溶性蛋白含量和过氧化物酶、超氧化歧化酶活性均显著低于竹柳五号,叶绿素含量反之.两种竹柳的叶绿素a/叶绿素b值、丙二醛含量无显著差异.综上所述,叶绿素、类胡萝卜素、可溶性糖和可溶性蛋白含量等可以作为竹柳耐重金属胁迫的评价指标.竹柳五号在重金属胁迫作用下可维持较高的可溶性糖、可溶性蛋白含量和过氧化物酶、超氧化歧化酶活性,因此,竹柳五号比竹柳三号对重金属胁迫有更强的耐性.     

污泥胁迫下蚯蚓肠道菌群及病原菌演替特征

蚯蚓生物滤池(VF)是一种生态型减量和稳定剩余污泥的技术,但在连续污泥流胁迫下,蚯蚓的摄食对细菌群落及病原菌的影响尚不明确。文章通过荧光定量PCR和16S r RNA基因测序技术,探究蚯蚓生物滤池内蚯蚓肠道（VEI）及牛粪饲养的蚯蚓肠道（CEI）细菌群落的组成和变化特征,研究连续污泥流胁迫条件对蚯蚓肠道微生物群的影响,并进一步分析蚯蚓肠道对病原菌的抑制贡献。结果表明：（1）VEI较CEI具有更高的菌群丰富度且优势菌门、菌属种类及丰度不同,蚯蚓肠道运输过程中所观察到的选择效应的差异更明显;（2）蚯蚓肠道对不同食源中典型病原菌抑制作用不同,VEI和CEI对沙门氏菌的去除率分别为52.49%、33.79%,前者对克雷伯氏菌、肠球菌、大肠杆菌等削减作用更明显。（3）微生物网络分析表明VEI竞争抑制较CEI更剧烈,相关性分析显示蚯蚓肠道优势菌门、属的竞争抑制对其他多种病原菌属的末端削减起重要作用。蚯蚓肠道显著改变了摄入污泥及牛粪的细菌群落结构,降低了部分病原菌的相对丰度,研究结果可为蚯蚓生物滤池及蚯蚓堆肥效能分析及推广提供参考。     

硫酸铵、稀土钇对蚯蚓急性毒性研究

针对稀土钇矿原地浸矿工艺对农田土壤环境的影响,采用自然土壤法研究了稀土钇和硫酸铵(浸矿剂)污染对蚯蚓的急性毒性效应。结果表明:稀土钇及硫酸铵单一染毒均为低毒性,14 d对蚯蚓的LC_(50)值分别为1 216.57 mg/kg、4 293.53 mg/kg;在硫酸铵浓度高于4 400 mg/kg的条件下,稀土钇毒性明显增加并产生协同作用;于食物链底端的蚯蚓对稀土钇具有富集性,可能造成食物链的逐级富集。     

鞘细菌细胞吸附Cr(Ⅵ)条件的研究

采用实验室保藏的鞘细菌,经过液体扩大培养后处理含Cr(Ⅵ)的废液,通过振荡吸附试验考察一系列物理化学因素对吸附效果的影响。结果表明,鞘细菌吸附Cr(Ⅵ)的适宜pH为8.0,适宜温度为30℃,适宜的菌龄是液体培养18h,适宜的吸附时间为8h,适宜的投加量是0.05g/100mL;在Cr(Ⅵ)初始浓度为5mg/L时,吸附量可以达到2.25mg/g,吸附后液体中Cr(Ⅵ)残留仅为0.45mg/L;废水中的有机质浓度对吸附有很大影响,其中COD为100mg/L时可以促进Cr(Ⅵ)的吸附。结果说明鞘细菌可以很好的降低污废水中的Cr(Ⅵ)。     

Cr(Ⅵ)污染地下水修复的PRB填料实验研究

Fe0与Cr(Ⅵ)发生表层反应使Fe0-渗透反应墙(PRB)利用率极低且易板结、堵塞.针对Fe0利用率低,易板结、堵塞问题,研究了不同高分子材料包裹铁粉对受污染地下水中Cr(Ⅵ)的去除影响;实验结果表明,海藻酸钠(SA)作为包裹材料效果最好.FEI电镜扫描及EDX能谱分析结果表明,SA跟2价金属阳离子Ca2+交联形成孔隙结构,不仅为零价铁的附着提供了大量的吸附点位,还可使Cr(Ⅵ)进入到内部与铁粉反应.考察了SA包裹零价铸铁粉(SAC)和包裹还原铁粉(SAR)对Cr(Ⅵ)的去除影响;实验结果表明,SAC除铬性能是SAR的2倍.SAC填料工艺参数优化后,符合一级反应动力学;采用SAC填料进行动态实验,反应完全后铬/铁比高达32.25 mg.g-1,且填料仍然保持较高的渗透系数(2.38 cm.s-1);对SAC填料进行成本分析发现,SAC填料具有明显的价格优势,相比零价铸铁粉混砂填料节约成本76.56%.采用SAC填料治理Cr(Ⅵ)污染地下水是可行的.     

土壤铬(Ⅵ)对赤子爱胜蚓的生态毒性效应

为研究土壤中Cr(Ⅵ)对赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的毒性效应,以人工土壤为测试介质,按照OECD指南中的方法,测定了Cr(Ⅵ)对赤子爱胜蚓的LC₅₀(半数致死浓度),并考察了w〔Cr(Ⅵ)〕为10~160mg/kg(以干质量计,下同)时Cr(Ⅵ)对赤子爱胜蚓的生长和生殖的影响. 结果表明:①Cr(Ⅵ)在人工土壤中14d的LC₅₀为245.06mg/kg,95%置信限为208.31~288.29mg/kg;②与对照组相比,暴露28d时,w〔Cr(Ⅵ)〕为10~20mg/kg试验组的赤子爱胜蚓体质量显著增加(P<0.01);w〔Cr(Ⅵ)〕为80~160mg/kg试验组的赤子爱胜蚓体质量则受到显著抑制(P<0.01);③赤子爱胜蚓的产茧量和幼蚓孵化量均随着w〔Cr(Ⅵ)〕的升高而降低,其中,Cr(Ⅵ)抑制赤子爱胜蚓产茧量和幼蚓孵化量的EC₅₀(半数有效浓度)分别为62.32和49.92mg/kg. 赤子爱胜蚓的体质量、产茧量和幼蚓孵化量均对土壤中w〔Cr(Ⅵ)〕比较敏感,尤其幼蚓孵化量是赤子爱胜蚓毒性效应的几项测试终点中最为敏感的一种,可以作为生态风险评估的指标.      

铁屑-微生物协同还原去除水体中Cr(Ⅵ)研究

考察了铁屑和微生物对受污染水体中Cr(Ⅵ)的还原去除能力以及Cr(Ⅵ)去除效率的影响因素,分析了反应后铁屑表面的组成以及Cr(Ⅵ)还原产物的形态特征.结果表明,铁屑-微生物协同处理对水体Cr(Ⅵ)的去除具有促进作用,在18 h内Cr(Ⅵ)去除率就可达到100%.在25～42℃范围内,温度升高有利于Cr(Ⅵ)的去除;Cr(Ⅵ)还原去除的最适宜初始pH为5.8.Cr(Ⅵ)去除效率随着铁屑投加量和微生物接种量的增大而增大,随着Cr(Ⅵ)初始浓度的增大而减小.Mn2+、Zn2+、Co2+、Cu2+和Ni2+离子对Cr(Ⅵ)的还原去除都有一定的抑制作用,其中Mn2+的影响最小,Ni2+的抑制作用最为明显.XPS分析结果显示,铁屑表面吸附和沉积了Cr元素,且有Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)两种价态;Cr2p3/2轨道处的出峰由Cr(Ⅲ)在(576.8±0.1)eV处的峰和Cr(Ⅵ)在(578.1±0.1)eV处的峰叠加而成,还原产物Cr(Ⅲ)极有可能以Cr(OH)3以及铁铬氧化水合物[FexCr1-x(OH)3]形式存在.     

有机配体对膨润土负载纳米零价铁还原Cr(Ⅵ)的影响

六价铬〔Cr(Ⅵ)〕因具有剧毒性和致癌性而被广泛关注. 以Fe(Ⅲ)与 NaBH₄反应制得负载型的纳米铁(B-NZVI),并对该材料做了TEM和AAS的表征;深入考察B-NZVI去除Cr(Ⅵ)的动力学规律,以及草酸、柠檬酸、草酸钠、柠檬酸钠等有机配体对膨润土负载纳米零价铁还原Cr(Ⅵ)去除速率的影响,并对其影响机理进行初步探讨. 结果表明,膨润土负载纳米零价铁对Cr(Ⅵ)的去除行为符合Langmuir-Hinshelwood模型,其k_obs为0.011 97 min-1;草酸、柠檬酸、草酸钠和EDTA可促进B-NZVI对Cr(Ⅵ)的还原去除作用;柠檬酸钠则起到抑制作用. a      

KOH活化法制备牛粪活性炭的研究

以牛粪为原料,采用KOH活化法制备活性炭,并考察了浸渍比、活化剂浓度、活化时间和活化温度等不同制备条件对牛粪活性炭样品性能的影响.实验结果表明,在浸渍比1∶4、KOH质量分数35%、活化时间60min、活化温度700℃条件下制备的活性炭性能最佳,制得的活性炭比表面积为979.8m2·g-1,碘吸附值可达796.37mg·g-1,亚甲基蓝吸附值可达150.30mg·g-1.最后,将制备的牛粪活性炭应用于对Cr(Ⅵ)的吸附,研究了最佳工艺条件下制备的活性炭吸附Cr(Ⅵ)的适宜条件.结果表明,在投加量为8g·L-1时、吸附时间90min、pH值为5和较低温度的适宜条件下,自制牛粪活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附量最大.     

手性农药丁氟螨酯对斑马鱼胚胎的选择性发育毒性

近年来丁氟螨酯（CYF）对非靶标生物的发育毒性已成为一个值得关注的问题,但其对水生生物的对映选择性效应尚不清晰.为评估丁氟螨酯对斑马鱼胚胎的对映选择性毒性,通过96 h的暴露试验,研究了梯度浓度的丁氟螨酯消旋体及对映体对斑马鱼胚胎的急性毒性.此外,试验还研究了丁氟螨酯对斑马鱼胚胎孵化率、卵黄囊水肿、心包囊水肿和身体弯曲的影响.根据急性毒性结果可知,毒性大小为S-CYF > Rac-CYF > R-CYF,其中S-CYF的毒性是R-CYF的2.3倍.72 hpf,500 mg·L^-1的S-CYF可显著诱导胚胎产生卵黄囊水肿（YSE）、体轴弯曲（CB）等畸形效应（p<0.05）,而Rac-CYF降低了斑马鱼胚胎的孵化成功率.在本研究中发育毒性效应结果与急性毒性结果一致,均为S-CYF > Rac-CYF > R-CYF,表明丁氟螨酯对斑马鱼胚胎存在显著的对映选择性发育毒性,研究结果为丁氟螨酯的环境风险评估提供了理论依据.     

ε-聚赖氨酸生产废菌体对六价铬吸附影响的研究

以ε-聚赖氨酸(ε-PL)发酵生产废菌体小白链霉菌(Streptomyces albulus)PD-1为研究对象,探讨了其对吸附Cr(Ⅵ)的影响.实验过程中,对预处理方式、pH、初始Cr(Ⅵ)浓度、吸附时间和温度等因素进行了考察.结果表明,HCl预处理的菌体具有较好的吸附能力,Cr(Ⅵ)的吸附增加率达到22.7%,最佳pH为2.0左右,温度对Cr(Ⅵ)的吸附影响不大.实验过程中分别采取Langmuir和Freundlich 2种吸附等温模型对实验数据进行了拟合,得到2个模型的线性相关系数R2分别为0.979 4和0.979 8,这表明吸附过程中既存在单层吸附同时也存在复杂的多层吸附,小白链霉菌对Cr(Ⅵ)的最大理论吸附量为23.92mg.g-1.通过傅里叶变换红外光谱分析,酰胺基和羟基等基团在吸附过程中起主要作用.     

铬胁迫对3种草本植物生长及铬积累的影响

为了阐明铬胁迫对白花三叶草（Trifolium repens）、高羊茅（Festuca arundinacea）、紫花苜蓿（Medicago sativa）3种草本植物的毒害机制,为铬污染土壤植物修复提供理论依据,采用盆栽试验,在土壤中添加不同浓度的铬[Cr（Ⅵ）]（K2Cr2O7为0、100、200、300和400 mg.kg-1）,研究重金属铬对3种草本植物生长、生理特性、重金属铬累积与分布的影响.结果表明,白花三叶草、高羊茅和紫花苜蓿的平均耐性指数分别为62.5、48.3和36.33.在铬浓度为400 mg.kg-1处理条件下,白花三叶草和高羊茅叶绿素含量、SOD和POD活性分别为对照的57.14%、51.51%、35.76%和63.27%、52.96%、41.36%,而紫花苜蓿无法生存.在铬胁迫下,3种草本植物的株高、根长、地上（下）部干重均表现降低,其降低大小顺序为紫花苜蓿〉高羊茅〉白花三叶草,但MDA含量增加,并且紫花苜蓿增加幅度最大,高羊茅次之,白花三叶草最小.三者对铬的耐受性表现为白花三叶草〉高羊茅〉紫花苜蓿.3种草本植物叶片积累的铬主要贮存于细胞壁,其次是细胞质,而在叶绿体和线粒体中含量较低.叶绿体和线粒体中铬含量与叶绿素、MDA含量、SOD和POD活性存在明显的相关性.随着铬浓度增加,3种草本植物叶片亚细胞组分中铬含量增加,并且总是紫花苜蓿〉高羊茅〉白花三叶草.当铬处理浓度为300 mg.kg-1时,与白花三叶草、高羊茅相比,紫花苜蓿叶片富集铬浓度最高,达51.44 mg.kg-1,其中分配于叶绿体（19.09%）和线粒体（18.04%）中铬的比例也明显较高.白花三叶草、高羊茅和紫花苜蓿地上部和地下部富集系数平均值分别为1.22、1.54;1.16、1.44和1.26、1.62,转运系数平均值分别为0.78、0.78和0.74.在重金属铬污染土壤治理中,白花三叶草和高羊茅有一定的潜在应用价值.     

平板式太阳能光催化净水器对集雨水中Cr（Ⅵ）还原

以解决西部干旱地区集雨水深度净化为目的,研制了一款平板式太阳能光催化集雨水净水器,以低温水热法在土工布上负载了TiO2光催化剂,以C(rⅥ)为模拟污染物,分别在室内不同条件下及在太阳光下进行了光催化还原实验。结果表明,以自来水(pH=7.2)配制的浓度为0.25 mg/L的C(rⅥ)、在流量为5 L/h、光强为1 mW/cm2的条件下,出水口C(rⅥ)的还原率可达到83.57%;而在夏季太阳光的照射下,C(rⅥ)的还原率可达到95.88%,完全达到集雨水中C(rⅥ)去除的要求。该净水器具有造价低廉、操作简单、节能环保的特点,适于西北干旱农村分户使用。