重金属和氯酚对霍甫水丝蚓的急性毒性及水环境安全评价

研究了Hg2+、Cr6+和Pb2+等重金属及2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚等氯酚类物质对霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)的急性毒性效应.结果表明, Hg2+、Cr6+和Pb2+对霍甫水丝蚓的96h-LC50分别为0.16,4.25,76.24mg/L;2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚对霍甫水丝蚓的96h-LC50分别为20.73,7.86,2.42mg/L. 根据6种污染物对霍甫水丝蚓的毒性实验结果,预测水体中Hg2+、Cr6+和Pb2+对霍甫水丝蚓的安全浓度SC分别为16,425,7624μg/L,最大允许浓度分别为1.6,42.5,762.4μg/L;2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚对霍甫水丝蚓的安全浓度SC分别为2073,786,242μg/L,最大允许浓度MPC分别为207.3,78.6,24.2μg/L.6种污染物的毒性评估结果显示,Hg2+对霍甫水丝蚓表现为极高毒性,Cr6+、2,4,6-三氯酚和五氯酚对其表现为高等毒性,Pb2+和2,4-二氯酚表现为中等毒性.3种重金属对其毒性顺序为:Hg2+ > Cr6+ > Pb2+;3种氯酚类物质对其毒性大小依次为:五氯酚 > 2,4,6-三氯酚 > 2,4-二氯酚.     

三种氯代酚的水生态毒理和水质基准

氯酚化合物主要包括2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚等, 是一类重要的化工产品, 在环境中分布广泛. 氯酚在水体中的生态毒理行为一直是人们关注的焦点. 本文概述了2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚和五氯酚在水环境中的迁移归趋, 在水生生物体内的吸收代谢及其生态毒性和毒理特性. 在此基础上, 对3种氯代酚的水生态基准进行推导讨论, 以期为氯酚类污染物的环境管理、安全评价和污染防治提供基础资料.     

驯化污泥厌氧还原脱氯促进2,4,6-三氯酚矿化及胞外呼吸脱氯途径

厌氧条件下,以乳酸钠为电子供体,2,4,6-三氯酚为电子受体对活性污泥进行驯化,考察了驯化污泥厌氧脱氯的代谢特性.结果发现,污泥可对2,4,6-三氯酚进行高效脱氯,乳酸钠、2,4,6-三氯酚初始浓度为20 mmol·L-1、40~80μmol·L-1时,9~24 h内可实现2,4,6-三氯酚100%初始性降解.中间产物有2,4-二氯酚,但检出浓度较低(4.22μmol·L-1),4-氯酚和苯酚为主要产物.驯化污泥以脱邻位氯(2,4,6-三氯酚,2,4-二氯酚)降解菌为优势种群,对4-氯酚和苯酚的进一步转化有限.厌氧代谢残留物经好氧污泥处理后,4-氯酚(初始浓度33μmol·L-1)2 h实现100%去除.驯化污泥可快速将Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ),并具有较强的腐殖质(AQDS)还原能力,说明驯化污泥中富集了异化铁还原菌.电子介体[Fe(Ⅲ)和AQDS]明显地加速了脱氯速率,在电子介体的介导作用下,污泥可同步进行胞外呼吸脱氯.     

不同电子供体下三氯苯酚的还原脱氯机制研究

研究了葡萄糖、乳酸钠、丙酮酸钠、乙酸钠这4种电子供体条件下,2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-trichlorophenol,2,4,6-TCP)的降解效果及其还原脱氯途径.结果表明,与葡萄糖的作用相比,乳酸钠、丙酮酸钠、乙酸钠均可有效提高2,4,6-TCP的脱氯效果,其中乳酸钠能作为一类缓释氢物质持续供给2,4,6-TCP还原脱氯所需电子.外加电子供体可提高微生物体内基质代谢脱氢酶活性,反应240 h后,4种电子供体体系中脱氢酶活性增长依次为21.49%、25.78%、136.85%和139.3%.2,4,6-TCP还原脱氯的主要产物包括2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,2,4-DCP)、4-氯苯酚(4-chlorophenol,4-CP)和苯酚,其中乙酸钠作为电子供体时,4-CP为其主要降解产物,转化率达到22%以上.     

苯酚在氨氮体系中的氧化降解研究

研究了氨氮存在下次氯酸钠处理苯酚模拟废水的氧化特性,探讨了苯酚在氨氮体系中的反应途径。实验结果表明:在含氨氮的苯酚废水中加入次氯酸钠,氨氮将与苯酚发生竞争反应。折点加氯曲线表现为当氯与氨氮质量比由5.35上升到27.67时,氨氮去除率的变化趋势滞后;而余氯量则不断减小,没有折点出现。随着氨氮浓度增加,苯酚的氧化降解受到抑制:一方面,苯酚的去除率不断下降;另一方面,体系中检测到一系列氯酚中间产物,其生成量和种类先增加后减少。HPLC分析结果显示体系中生成的氯酚中间产物至少有2种(2-氯酚和4-氯酚),至多有5种(2-氯酚、4-氯酚、2,6-二氯酚、2,4-二氯酚和2,4,6-三氯酚)。其中,2-氯酚和4-氯酚是导致三卤甲烷产生的最有效前体物质,而2,6-二氯酚、2,4-二氯酚和2,4,6-三氯酚则是生成卤乙酸的高活性物质。实验结果对次氯酸钠处理含氨氮的难生化或有毒有机废水具有一定的参考价值。     

斑马鱼对3种氯酚的富集作用及其SOD酶活性应激反应研究

为了研究对氯酚(4-CP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)、2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)对斑马鱼的生理毒性作用,以7 d富集系数(KBCF)和超氧化物歧化酶(SOD)活性为评价指标,采用半静态试验法对斑马鱼进行驯养和试验,测定斑马鱼对3种氯酚的7 d KBCF,同时测定不同浓度条件下,暴露1 d和7 d,斑马鱼体内SOD酶活性。结果表明,4-CP、2,4-DCP和2,4,6-TCP的7 d KBCF分别为33.65±5.29、65.54±10.49和128.05±39.83,富集能力表现为4-CP(无富集)2,4-DCP(轻度富集)2,4,6-TCP(轻度富集);斑马鱼对氯代酚类物质的富集性与氯酚类物质氯原子取代个数正相关。3种氯酚胁迫斑马鱼结果表明,暴露1 d表现为诱导-抑制效应,暴露7 d表现为抑制效应,酶活性变化显著。     

水中氯代苯酚的GC/MS分析

本文采用乙醚萃取地表水中氯代苯酚,利用气相色谱-质谱联用仪(GC/MS)定性定量分析水中2,4-二氯苯酚、2,4,6-三氯苯酚.探讨了萃取剂和pH值对萃取效率的影响.     

氯酚类化合物对紫背浮萍生长及叶绿素含量的影响

以我国本土水生植物紫背浮萍为受试物种,利用其生长抑制和叶绿素含量的变化评价了3种氯酚类化合物的毒性效应.结果显示:2,4-二氯酚(2,4-DCP), 2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)和五氯酚(PCP)对紫背浮萍的96h IC50值分别为12.73,8.49,1.12mg/L.根据化学物质对水生生物毒性分级标准,3种物质均为高毒.2,4-DCP,2,4,6-TCP和PCP对紫背浮萍基于叶绿素含量变化的最大可接受浓度(MATC)分别为2.24,1.58, 0.35mg/L,对应的急慢性毒性比(ACR)分别为5.68,5.37和3.20.     

2,4-二氯酚和2,4,6-三氯酚对斑马鱼胚胎发育的影响

为评价2,4-二氯酚(2,4-DCP)和2,4,6三氯酚(2,4,6-TCP)对鱼类早期生命阶段的影响,以斑马鱼胚胎为研究对象,观察2,4-DCP和2,4,6-TCP对96 h内斑马鱼胚胎发育的影响。结果表明,两种氯酚对斑马鱼胚胎发育均有抑制作用,可以造成胚胎孵化延迟,降低体长及心率,幼鱼畸形甚至死亡;2,4-DCP、2,4,6-TCP的NOEC分别为1.12 mg/L和0.50 mg/L。两种氯酚对斑马鱼胚胎的发育毒性相比,不同观察指标,毒性不尽相同:斑马鱼胚胎48 h心率指标对2,4-DCP更加敏感,而斑马鱼胚胎96 h孵化率、畸形率、体长对2,4,6-TCP更加敏感。     

以混合单氯酚驯化厌氧颗粒污泥降解2,4-DCP的研究

利用邻氯酚 (2-CP)和对氯酚 (4-MCP)的模拟废水驯化厌氧颗粒污泥并考察驯化的污泥对2,4-二氯酚 (2,4-DCP)的降解性.通过摇瓶试验和运行连续流反应器研究了将2种单氯酚驯化过的污泥混合后对混合单氯酚以及2,4-DCP的降解特性,并比较了驯化与未驯化的污泥降解2,4-DCP过程的差异.驯化与未驯化的污泥分别在50 h和180 h左右将2,4-DCP降解完全,表明混合单氯酚驯化的厌氧颗粒污泥降解2,4-DCP 比未驯化的厌氧颗粒污泥快.虽然2种污泥降解过程都出现了4-MCP积累现象,但驯化的污泥可以逐渐降解4-MCP,未驯化的污泥则无法降解.因此,混合单氯酚驯化的污泥可以强化邻、对位脱氯功能,并且提高污泥对2,4-DCP的降解性.连续流厌氧颗粒污泥-悬浮载体反应器的运行结果表明,接种混合单氯酚驯化的厌氧污泥能够同时降解2种单氯酚,可缩短启动时间,并提高了降解二氯酚效率.2-CP的去除率一直维持在80%左右,4-MCP随着进水浓度变化去除率在30%～80%波动.     

真菌对污染旱地红壤中苯并[a]芘共代谢降解研究

在恒温和恒定转速培养条件下,模拟生物泥浆反应器法,选择从石油污染土壤中分离出来的青霉菌、黑曲霉、白腐真菌等3种真菌,在添加不同浓度菲和邻苯二甲酸作为共存底物情况下,研究其对旱地红壤中苯并[a]芘(B[a]P)的共代谢降解.结果表明,未灭菌土壤对B[a]P有降解能力,当土壤中添加菲时,提高了B[a]P在土壤中的降解率,100 mg.kg-1浓度菲处理的降解率显著高于200 mg.kg-1浓度菲处理,邻苯二甲酸对B[a]P降解影响不大.灭菌土壤中B[a]P几乎没有降解,添加共代谢底物后土壤中B[a]P降解率变化不明显.添加菲及邻苯二甲酸均促进了青霉菌对B[a]P的降解,提高其降解率,其中添加菲的效果更明显.与灭菌土壤相比,接种黑曲霉提高了B[a]P的降解率,但是添加菲与邻苯二甲酸却均抑制了黑曲霉菌对B[a]P的降解.白腐真菌对旱地红壤中B[a]P的降解能力较差,但当菲或邻苯二甲酸存在时能显著提高白腐真菌对B[a]P的降解,且菲比邻苯二甲酸效果好.     

假单胞菌P12对菲的降解

从武汉石油化工厂的活性污泥中,分离到一株可以以菲为唯一碳源和能源的假单胞菌P_(12)该菌经靛蓝产生法测定有双加氧酶,在菲无机盐培养基中生长时,有3-菲酚物质积累,经检测有一条质粒带。用丝裂霉素C消除质粒后的菌落,失去了降解菲的能力,说明P_(12)对菲的降解功能是由质粒控制的。     

共基质对优势菌降解多环芳烃的作用研究

以萘为唯一碳源驯化长期被焦化废水污染的污泥,7周后,平板划线分离出两株黄杆菌FCN1,FCN2及一株短杆菌BCN1;并利用静态反应曝气及生物摇床试验对其降解菲、芘的效能进行了试验,同时研究了共基质及无机离子对它们降解菲、芘效果的影响.结果发现,BCN1对菲、芘的降解效果最好,淘米水对分离出的三株菌降解菲或芘均有明显的共代谢促进作用.苯酚、尿素、葡萄糖对两株黄杆菌降解菲有抑制作用.加入Fe3+使淘米水在两株黄杆菌降解菲的反应体系中的共代谢促进作用减小,但却增加了短杆菌反应体系中淘米水的促进作用.      

Biodegradation of polycyclic aromatic hydrocarbons in sediments from the Daliao River watershed, China

The Daliao River, as an important water system in Northeast China, was reported to be heavily polluted by polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Aerobic biodegradations of four selected PAHs (naphthalene, phenanthrene, fluorene and anthracene) alone or in their mixture in river sediments from the Daliao River water systems were studied in microcosm systems. E ects of additional carbon source, inorganic nitrogen and phosphorus, temperature variation on PAHs degradation were also investigated. Results showed that the degradation of phenanthrene in water alone system was faster than that in water-sediment combined system. Degradation of phenanthrene in sediment was enhanced by adding yeast extract and ammonium, but retarded by adding sodium acetate and not significantly influenced by adding phosphate. Although PAHs could also be biodegraded in sediment under low temperature (5°C), much lower degradation rate was observed. Sediments from the three main streams of the Daliao River water system (the Hun River, the Taizi River and the Daliao River) demonstrated di erent degradation capacities and patterns to four PAHs. Average removal rates (15 or 19 d) of naphthalene, phenanthrene, fluorene and anthracene by sediment were in the range of 0.062–0.087, 0.005–0.066, 0.008– 0.016 and 0–0.059 mg/(L d), respectively. As a result, naphthalene was most easily degraded compound, anthracene was the hardest one. In multiple PAHs systems, the interactions between PAHs influenced each PAH biodegradation.     

Hydrus-1D软件在地下水污染风险评价中的应用

以北京市东南郊再生水灌区为研究区域,应用Hydrus-1D软件构建水流、溶质运移模型,模拟再生水连续灌溉入渗过程中水流在包气带中的运动,并以再生水中的典型有机污染物多环芳烃萘、菲为研究对象,模拟其随灌溉水在包气带中的迁移衰减反应过程,结合MapGIS 6.7,将Hydrus-1D的点模拟结果应用于大面积、区域性的污染评价,通过与研究区地下水萘、菲的背景值进行对比,分级评估地下水污染风险.结果表明,经过50年连续灌溉后,再生水灌区整体地下水萘、菲污染风险较低,萘的污染风险高于菲,灌区内高污染风险区域主要位于凤港减河、红旗干渠与凤官沟交汇处以及东风干渠、永乐河与通大边沟之间.     

一株石油烃降解菌的分离、鉴定及降解特性

从胜利油田采油厂石油污染土壤中分离筛选到一株石油高效降解菌SY-02,以石油烃为唯一碳源和能源。在总石油烃(TPH)浓度为1%(W/V)培养液中接种一定量的该菌,30℃、200r/min摇瓶振荡培养7d,TPH降解率可达71%。经形态、生理生化及16S rDNA同源性等指标分析,初步鉴定该菌种属Pseudomonas chlororaphis(绿针假单胞菌)。纯烃底物降解实验表明正十六烷最易被SY-02菌代谢,其次是单环芳烃苯,然后是二环芳烃萘和三环芳烃菲,环烷烃较难被利用。     

Probabilistic ecological risk assessment for three chlorophenols in surface waters of China

Individual and combined assessment of risks of adverse effects to aquatic ecosystems of three chlorophenols (CPs), including 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP), 2,4,6-trichlorophenol (2,4,6-TCP) and pentachlorophenol (PCP), were conducted. A probabilistic approach based on the concentrations of CPs in surface waters of China was used to determine the likelihood of adverse effects. The potential risk of CPs in surface waters of China was determined to be of concern, especially PCP and mixtures of CPs. The risks of adverse effects were examined as the joint probabilities of exposure and response. The joint probability for PCP was 0.271 in the worst case and 0.111 in the median case, respectively. Based on the cumulative probability, 5% of aquatic organisms included in the assessment would be affected 21.36% of the time in the worst case and 5.99% of the time in median case, respectively. For the mixtures of CPs, the joint probability were 0.171 in the worst case and 0.503 in median case, respectively and 5% of species would be affected 49.83% of the time for the worst case and 12.72% in the median case, respectively. Risks of effects of the individual CPs, 2,4-DCP and 2,4,6-TCP were deemed to be acceptable with a overlapping probability of < 0.1 with 5% of species being affected less than 4% of the time.     

金属对催化还原处理TNT废水降解产物的研究

研究了TNT及其还原产物色谱分析方法,鉴定了铜-铁金属对还原柱处理TNT废水所产生的降解产物,并对这一还原反应的机制进行了探讨.动力学研究结果表明,金属对还原柱还原TNT的反应是一级反应.