针胞藻与三角褐指藻的竞争作用研究

以两种能引发赤潮的海洋微藻(针胞藻与三角褐指藻)为研究对象,对比微藻在f/2培养基中和其他微藻滤液中的生长情况,测定了两种微藻单独培养和共培养时的最大环境容量(K)和生长速率(r)等参数,利用逻辑斯蒂方程和Lotka-Voltwrra的竞争模型比较了微藻间的竞争力参数(α和β)。结果表明,针胞藻与三角褐指藻共培养的最大环境容量(K)低于单独培养的,对数期生长率u也较单独培养的小,而且针胞藻对三角褐指藻有强烈的抑制作用(α=3.03),而三角褐指藻对针胞藻抑制非常轻微(β=0.19)。这表明微藻间存在接触性竞争,而且在竞争中针胞藻占优势。     

三聚氰胺对藻类的毒性效应及其机理研究

以不同质量浓度的三聚氰胺处理斜生栅藻、近头状伪蹄形藻和铜绿微囊藻,根据其叶绿素a质量浓度、丙二醛浓度和蛋白质质量浓度以及超氧化物歧化酶和过氧化氧酶活性的变化.探讨三聚氰胺对藻类的毒性效及其致毒机理.结果显示.三聚氰胺对3种藻叶绿素a质量浓度的增长均具有明显的抑制作用,抑制效应随处理质量浓度的增加而增强.当处理质量浓度大于1 500mg/L时,叶绿索a质量浓度随处理时间的延长而降低;小于750 mg/L时,其叶绿素a质量浓度缓慢增加,但增加幅度低于对照组.3种藻的丙二醛浓度均随二聚氰胺处理质量浓度的增大而升高,超氧化物歧化酶和过氧化氧酶活性随处理质量浓度的增大而降低,蛋白质的质量浓度没有明显变化.这些生理指标的变化表明,三聚氰胺可能会引起藻细胞中保护性酶活性降低,导致细胞生物膜的脂质过氧化作用增强,藻类载色体活色素体的结构和功能受到损伤,进而影响光合作用.     

表面活性剂对斜生栅藻的生态毒性研究

以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为受试生物,采用藻类急性毒标准方法研究十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(LAS)和辛基苯基聚氧乙烯醚(TX-100)3种较常用的表面活性剂对藻类的生态毒性.通过斜生栅藻的密度及过氧化物酶活性的测定对其作用机制进行探讨.结果表明,在EC50附近,表面活性剂浓度越大其毒性越强,不同离子型表面活性剂对斜生栅藻毒性从大到小为阳离子(CTAB)、阴离子(LAS)、非离子(TX-100).表面活性剂毒性作用机制主要是被吸附在藻细胞的磷脂双分子膜结构表面,从而引起膜结构的破坏和功能的丧失,进而导致细胞死亡.     

固定化微生物吸附剂对Cr3+的吸附特性研究

从皮革铬鞣、复鞣污泥等处分离、纯化出4株菌株TP、XB、MY和TQ,采用海藻酸钠悬滴法并添加膨润土制成微生物固定化吸附剂,研究该吸附剂对低质量浓度Cr3+的吸附特性。结果表明,4种固定化颗粒对低质量浓度Cr3+有较好的吸附作用。实验室条件下,当吸附温度为30℃时,6 h后固定化吸附剂进入缓慢吸附和平衡吸附阶段。吸附等温曲线拟合研究表明,不同温度下吸附剂适合不同的等温模型。4种微生物吸附剂均与Lagrange拟二级动力学模型拟合最佳,且吸附量从高到低为TQ、TP、XB、MY。颗粒内扩散模型研究表明,20℃下XB和MY对Cr3+的吸附分为快速吸附和缓慢吸附阶段;30℃和40℃下固定化颗粒均呈现表面吸附—缓慢吸附—平衡吸附过程。热力学研究表明,吸附反应均属于自发进行的吸热过程,并且均是化学吸附。     

活性污泥固定化、改性及对生活污水的处理

通过正交设计,以COD去除率为考核指标对固定化载体聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)与活性污泥的配比进行参数优化;使用硫酸钠、硝酸钠、磷酸钠为交联剂对固定化颗粒进行二次交联改性,研究其污水处理效果,探究在不同温度和pH值条件下固定化活性污泥对生活污水的处理效果及其稳定性。结果表明,固定化活性污泥对生活污水中的COD、NH4+-N、TP处理效果优于普通活性污泥,且固定化活性污泥颗粒运行稳定,20 d仍有较好的污水处理效果;正交试验结果显示,固定化活性污泥的适宜固定化载体浓度及污泥配比为质量分数8%聚乙烯醇(PVA)、2%海藻酸钠(SA)、质量分数50%活性污泥(普通活性污泥与包埋剂质量比1∶1)。经过二次交联的固定化活性污泥提高了污水处理效果,硫酸钠作为二次交联剂效果最好,污水中COD、NH4+-N和TP的去除率达93.5%、92.3%、78.0%;经固定化后活性污泥对温度和pH值的适应范围变宽,在温度低于4℃高于40℃、pH≤5和pH≥9仍然有较好的处理效果,去除效果均比普通活性污泥提高10%以上。     

亚硝态氮对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长的影响

采用室内培养法.将铜绿微囊藻和四尾栅藻分别置于5种含不同质量浓度亚硝态氮(NO2--N)(0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、4.0mg/L和8.0mg/L)的培养液中,培养10 d,测定不同质量浓度NO2--N对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长的影响.结果表明,0.5～8.0 mg/L的NO2--N可激活铜绿微囊藻的亚硝酸氧化酶和亚硝酸还原酶,进而促进铜绿微囊藻的生长.四尾栅藻因仅具有亚硝酸还原酶,因此只能利用0.5～2.0 mg/L的NO2--N,其利用能力远没有铜绿微囊藻强.培养8 d后,铜绿微囊藻培养液中NH4 -N和NO2 -N的质量浓度明显升高.而NO3--N质量浓度的变化不大;四尾栅藻培养液中NH4 -N,NO3--N和NO3--N质量浓度的变化不大.研究表明,低于8.0 mg/L的NO2--N可促进铜绿微囊藻的生长,高于2.0 mg/L的NO2--N抑制四尾栅藻的生长.     

旋转流污水预处理器处理小城镇生活污水稳定性的试验研究

旋转流污水预处理是近几年提出的用于小城镇生活污水预处理的技术,它是利用旋转流场产生的离心力场和流体剪切力强化筛网过滤的新型技术.为了更好地研究该技术在小城镇生活污水处理中利用的可行性和稳定性,在中试条件下研究采用不同的进口阀门开度、排泥口阀门开度、进口初始流量对系统运行能力和稳定性的影响.结果表明,进口和排泥口阀门开度对系统压降的影响较大,进口和排泥口阀门开度分别为2/3和1/3时可实现较长时间的稳定运行.悬浮颗粒物和CODCr的去除率可达到57%和19%,比细格栅+涡流沉砂池的去除效率高.旋转流污水预处理可以稳定有效地应用到小城镇污水处理中.     

小球藻磷吸收的初步研究

将经过磷饥饿的小球藻(Chlorella vulgaris)接入不同初始磷质量浓度的培养基中进行一次性培养,研究磷对小球藻生长的影响,以及小球藻吸收磷的动力学特征和藻体总磷、水中可溶性磷的变化规律。结果表明,小球藻密度随初始磷质量浓度增加而增加。5个磷酸盐质量浓度组中,磷质量浓度为0.047 mg/L和0.155 mg/L组的小球藻延滞期长,对数期和稳定期均明显短于0.47 mg/L、0.775 mg/L和2.48 mg/L组。中高磷质量浓度组小球藻平均比生长率μa和最大比生长率μm明显高于低磷组。根据拟合的Monod方程和Droop方程,磷酸盐影响下小球藻最大比增长率μm为0.377/d,半饱和常数Ks为0.311 mg/L,最小细胞内磷份额Q0为73μg/mg(干重)。小球藻细胞的生长主要取决于细胞内磷含量,藻细胞利用外源性磷有快速吸收和缓慢吸收两个过程。     

菹草衰亡腐烂对水质持续性影响试验研究

为研究菹草衰亡残体对水质的持续影响,在铺有10 cm厚底泥的A、B、C、D、E 5个实验桶内添加生物量分别为4 kg/m2、3 kg/m2、2 kg/m2、0.8 kg/m2、0 kg/m2的处于衰老期的菹草,跟踪监测水质变化情况.结果表明:1)试验开始第10～16 d,各实验桶水体TN、TP、CODMn都达到峰值,溶解氧(DO)达到谷值,随后TN、TP、CODMn快速下降,45 d后主要水质指标都明显改善,表明菹草衰亡腐烂对水体的影响时间较短;2)试验后期,A桶内的TN、TP明显高于对照,其他桶与对照差异不大,表明在试验条件下,生物量大于3 kg/m2的菹草残体腐烂分解会对水体产生比较严重的氮磷污染,生物量小于2 kg/m2时,其死亡残体腐烂分解对水体营养盐增加较少;3)试验后期A、B、C桶的CODMn仍然超过Ⅳ类水标准,表明有机质降解比较慢;4)试验后期,除对照外,各实验桶的DO小于5.0 mg/L(Ⅳ类水标准).     

水稻土壤组分去除有机质和游离氧化铁后对As5+吸附解吸特征的影响

采用平衡液吸附法、NaCl解吸剂解吸法研究了名山河流域水稻土原土及各粒径组分去除有机质和游离氧化铁后对砷(As~(5+))的吸附解吸特性,同时运用热力学和动力学方法,研究了去除有机质、游离氧化铁后的土壤微团聚体(0.25~2 mm、0.053~0.25 mm、0.002~0.053 mm、0.002 mm)对砷(As~(5+))的吸附解吸过程。结果表明:1)同时去除有机质和游离氧化铁后,水稻土原土及各粒径组分对砷(As~(5+))的吸附量有所减小,吸附量从大到小依次为(0.002 mm)、0.002~0.053 mm、原土、0.25~2 mm、0.053~0.25 mm。砷(As~(5+))的动力学吸附量随时间延长而逐渐降低,60 min内反应迅速,在600min达到吸附动态平衡,动力学吸附以Elovich方程拟合最佳;2)等温吸附量随砷(As~(5+))的初始质量浓度增加逐渐增加,初始质量浓度0~100 mg/L时反应快速,在砷(As~(5+))初始质量浓度达到160 mg/L时吸附趋于饱和,等温吸附以Freundlich方程拟合最佳;3)易解吸量随时间和浓度的增加而增加,易解吸率顺序与吸附量顺序相反,易解吸率也随着有机质、游离氧化铁含量的减少而增加;4)去除土壤中的有机质、游离氧化铁后,砷的吸附减少量随时间和浓度增加而增加,吸附减少量与有机质、游离氧化铁去除量呈正比。     

DEP、DOP暴露对鲤鱼的酸碱性磷酸酶的影响

为了研究酞酸酯类对水生生物的毒性作用,将鲤鱼暴露于DEP与DOP的6个质量浓度组中进行96h-LC50急性毒性试验,测得其半致死质量浓度(96 h-LC50)分别为41.50mg/L与7.95 mg/L。分别设置3个质量浓度和1个对照组,测定DEP与DOP对鲤鱼肝脏及肌肉组织酸性磷酸酶(ACP)与碱性磷酸酶(ALP)活性的影响。结果表明:DEP与DOP对鲤鱼肝脏及肌肉组织ACP活性的影响趋势均表现为低质量浓度诱导,高质量浓度抑制;DEP对鲤鱼肝脏及肌肉组织ALP活性的影响亦表现为低质量浓度诱导,高质量浓度抑制;而DOP对鲤鱼肝脏ALP活性的影响表现为随着暴露质量浓度的增大而活性降低,呈现出明显的剂量-效应关系。酸性磷酸酶和碱性磷酸酶可能在鱼体抵御酞酸酯毒性作用中有重要作用,其机理有待进一步研究。     

模拟酸雨对水稻叶片抗氧化系统影响的时间效应

采取有效措施减轻酸雨对植物的伤害必须建立在明晰植物对酸雨适应机制的基础上。为探究植物的抗氧化系统及质膜上重要功能蛋白对酸雨胁迫的适应机制,采用模拟试验方法,以pH=7.0为对照(CK),分析pH=4.0和2.5酸雨对水稻叶片内丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_2O_2)、超氧化物自由基(O-2·)含量及抗氧化系统(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸(ASA))和质膜H+-ATPsae活性影响的时间效应。结果表明,与对照(CK)相比,pH=4.0、2.5酸雨在胁迫1~5 d时引起水稻叶片MDA、H_2O_2、O-2·含量,SOD、CAT活性,ASA质量比和质膜H+-ATPsae活性上升,仅pH=4.0组SOD活性在第5 d出现峰值,其他指标出现"时滞";在胁迫解除后,pH=4.0组各指标在第6~10 d逐渐恢复至CK水平,而pH=2.5组各指标(除质膜H+-ATPase活性低于CK外)仍显著高于CK。这表明在pH=4.0酸雨胁迫下水稻幼苗叶片中SOD和CAT活性与ASA质量比上升有效降低了H_2O_2和O-2·积累、MDA含量、质膜过氧化程度,因而,质膜H+-ATPsae活性恢复至CK并保持稳定;pH=2.5酸雨引起H_2O_2、O-2·过量积累,不仅超出抗氧化酶的清除能力且致使酶钝化,导致MDA含量持续增加,氧化伤害加剧,造成质膜上功能蛋白H+-ATPase活性受抑,其调节胞内pH值功能受阻。水稻抗氧化系统对酸雨胁迫的响应呈明显时间效应,且响应的敏感性从强到弱依次为SOD、CAT、ASA。水稻抗氧化系统恢复程度与恢复进程的快慢受胁迫强度制约。     

六溴环十二烷对发育期大鼠脑单胺类神经递质质量比及单胺氧化酶活性的影响

通过研究发育期大鼠脑单胺类神经递质质量比及单胺氧化酶活性,探讨环境暴露水平的六溴环十二烷对发育期大鼠的神经毒性作用。选择10μg/kg、50μg/kg、100μg/kg、300μg/kg的剂量对新生3 d大鼠进行暴露,饲养42 d后断头取脑组织,测定多巴胺(DA)、去甲肾上腺素(NE)、5-羟色胺(5-HT)的质量比及单胺氧化酶(MAO)的活性。结果表明,在10~100μg/kg的暴露剂量范围,DA质量比随暴露剂量的升高而下降,NE质量比呈现上升趋势,5-HT质量比则极显著性升高(p<0.01);与此同时,MAO的活性随剂量增加而升高,在100μg/kg剂量出现显著性升高(p<0.05)。而300μg/kg的剂量作为较高暴露水平的参照,只对DA产生显著性影响(p<0.05)。DA、5-HT、NE的质量比及MAO活性的变化可能在大鼠的中枢神经系统的发育障碍中发挥了重要作用,并且环境暴露水平的HBCD对发育期大鼠脑具有低剂量高效应的毒性反应特征。     

离子液体双水相气浮溶剂浮选分离/富集水样中的盐酸多西环素研究

建立了以亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸[Bmim]BF4和Na H2PO4形成的二元双水相作为气浮溶剂分离/富集水样中盐酸多西环素的新方法,并采用紫外分光光度法对盐酸多西环素进行测定。考察了离子液体的初始加入量、盐的种类及浓度、p H值、浮选时间及N2流速等因素对体系浮选分离盐酸多西环素的影响。结果表明,改变离子液体和无机盐的加入量,会使体系的富集倍数发生变化,从而使体系的浮选效率和浓集系数发生变化;随浮选时间增加,体系的浮选效率先增加后略微下降;过大或过小的N2流速都会使体系对盐酸多西环素的浮选效率降低;而p H值对体系浮选盐酸多西环素影响不大。当[Bmim]BF4溶液加入量为3 m L、Na H2PO4加入量为25 g(质量分数为33.3%)、气浮时间为40 min、气浮速率为50 m L/min时,体系的浮选效率最高,可达95.8%,浓集系数可达23.95,此时体系的p H值为4.38。与离子液体双水相萃取(ILATPE)相比,该方法的优点在于不仅有较高的浮选率、浓集系数,还有效减少了离子液体的用量,同时操作更简单、环境友好。     

制药残留溶剂对废水生物降解系统微生物毒性的测定方法比较

水质生物毒性测定是评价水环境质量的重要内容,制药废水有机物含量高,有些成分可抑制污泥活性或具有生物毒性.为了更准确地评估制药废水的生物毒性,筛选出适用于准确评价污染物对废水生物降解系统中微生物生物毒性的方法,对发光细菌法、脱氢酶活性法、硝化抑制法及呼吸速率法4种生物毒性测定方法进行了比较研究,以甲苯、二甲基甲酰胺、三乙胺3种常见制药有机溶剂为研究对象、氯化汞为标准毒物.结果表明,各测定方法得出的结果不同,根据灵敏度和测定时间,4种方法排序为发光细菌法(2 h)、脱氢酶活性法(7 h)、硝化速率法(120 h)、呼吸速率法(48 h),与其他3种基于活性污泥毒性的测定方法相比,发光细菌法具有最高的灵敏度.3种活性污泥法对有机溶剂的毒性响应具有相同顺序,从高到低为二甲基甲酰胺、三乙胺、甲苯,而发光细菌法与之不同,顺序为三乙胺、甲苯、二甲基甲酰胺.综合考虑测定方法的灵敏度、测试时间、操作简便性,推荐选取灵敏度最高的发光细菌试验和以活性污泥为受试对象的脱氢酶活性法联合使用,将二者综合的测定结果作为判定依据,可以更准确地判定制药残留溶剂对废水生物降解系统的生物毒性.     

合流制排水系统溢流污染控制策略的系统动力学分析

为了探索城市合流制排水系统溢流污染的控制策略,基于合流制排水系统结构特征,应用系统动力学方法构建了溢流污染控制系统动力学模型。该模型分为污染源产生子系统、收集运输子系统、污水溢流子系统、污水处理子系统及受纳水体子系统5部分,每个子系统相互作用构成完整的系统动力学模型。将该模型应用于镇江市老城区合流制排水系统溢流污染控制规划,从排水系统的源-流-汇三方面(包括源头减污、过程控污、末端治污和综合集成),模拟分析各种溢流污染控制策略的效能。