重金属对活性污泥微生物毒性的比较研究

采用发光细菌毒性、活性污泥脱氢酶毒性、硝化抑制毒性3种方法测定Hg、Cd、Zn、Pb 4种重金属对活性污泥微生物的毒性,并对测定结果进行了比较.结果表明,发光细菌毒性测定方法的灵敏度最高,测得的重金属半数有效浓度(ECSO)最低,4种重金属对发光细菌发光强度的抑制程度由大到小顺序依次为Hg>Cd>Zn>Pb;活性污泥脱氢酶毒性和硝化抑制毒性的测定结果与发光细菌毒性测定结果相比,灵敏度相对较低,测得的重金属ECSO相对较高,测得的活性污泥脱氢酶活性的抑制程度由大到小顺序依次为Cd>Hg>Zn>Pb,与测得的活性污泥硝化速率抑制程度大小顺序一致.但2者测得的EC50有所差别.为了更准确的判定重金属对活性污泥微生物的毒性影响.至少应取不同的重金属毒性终点指示指标做一组毒性实验,而不能以发光细菌毒性测定结果作为唯一的判定依据,这可能会过分夸大重金属对污水处理工艺的冲击能力,导致污水处理成本无谓增加.     

发光细菌急性毒性测试方法的优化研究

针对国内现行发光细菌急性毒性标准测试方法中存在的结果重现性不佳、准确度不高等不足,在充分借鉴国际标准化组织ISO11348-3:2007的基础上,通过对实验条件和操作步骤的优化改良,并在数据处理过程中新增了发光自然变化因子(fk)和原始发光光强(S0)2个参数,进一步减少了菌种发光稳定性差异和手工加样所带来的误差。此外,选用费氏弧菌NRRLB—11177、青海弧菌Q67、明亮发光杆菌502这3种不同来源的发光细菌对该优化方法进行了适用性实验。结果表明,在一定的发光强度自然变化范围内,明亮发光杆菌502的实验结果(线性相关系数等)均明显优于其传统推荐方法。同时,根据上述实验结果,还对《水质急性毒性的测定发光细菌法》(GB/T15441—1995)的修订工作提出了一系列参考意见。     

发光细菌冷冻干燥条件优化研究与应用

发光细菌用于水质毒性快速检测时,使用冷冻干燥制剂复苏发光细菌非常必要。配制冷冻干燥保护剂时,采用较低浓度脱脂牛奶(质量分数分别为4%、6%、8%、10%、12%)以及NaCl溶液(质量分数分别为0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%)进行双因素多梯度的实验,确定发光细菌的最佳冷冻干燥保护剂配方为12%脱脂牛奶以及2.0%NaCl溶液。采用复苏后的发光细菌,检测实际水样的毒性,结果与工业废水毒性评价结果相符。     

底泥疏浚对五里湖沉积物生物毒性的影响

为评价疏浚对太湖五里湖沉积物毒性的影响,采用淡水沉积物重金属质量基准和发光细菌试验法对疏浚前后太湖五里湖沉积物的生态毒性风险进行了分析.结果显示,疏浚后,尽管沉积物中Cu和Zn的总体含量降低至毒性效应低值(TEL/TEC)以下,Cr、Pb和Ni等重金属的总体含量降低至毒性效应最高值(PEL/PEC)以下,但沉积物提取液对发光菌的毒性却显著增加,且在疏浚后1个月时毒性最大,其EC25和EC50最小,分别仅为0.51%和9.16%.这表明,疏浚尽管可有效减少沉积物中重金属污染物总体含量,但并不能完全消除沉积物的生态毒性风险;相反,还有可能导致其生态毒性的风险性进一步增加.     

基于荧光素酶发光检测体系的几种工业污染物综合毒性评价

利用化工污染物能抑制荧光素酶催化发光反应这一特性,对水质中6种化工化合物分别进行毒性测试,建立一种快速检测水质中化工污染物毒性的生物学方法。实验结果表明,对苯二酚、4-氨基酚、苯胺、氯仿、盐酸邻联甲苯胺和硫柳汞的EC50值分别为:5.563、10.225、20.236、38.432、8.827和0.6 mg/L,6种污染物毒性大小依次为:硫柳汞>对苯二酚>盐酸邻联甲苯胺>4-氨基酚>苯胺>氯仿,相关系数>0.95。该方法为进一步研究基于荧光素酶反应体系检测水质中化工污染物综合毒性的生物传感器方法奠定基础。     

等浓度配比法研究苯酚、硝基苯和间硝基苯胺对发光菌的联合毒性作用

分别测定了苯酚、硝基苯和间硝基苯胺对发光菌的单一毒性,以及等浓度配比和等毒性配比的二元及三元混合体系的联合毒性,采用相加指数法对其联合效应进行了评价。结果表明,等浓度比和等毒性比混合体系的联合作用结果一致:苯酚+间硝基苯胺二元体系为协同作用,其他各体系为相加作用。为简化联合毒性实验方法,建议在研究相关系列化合物的联合毒性作用机制中,可采用等浓度配比方法。     

)]发光细菌法在水质综合毒性在线检测中的应用

以海洋发光细菌费氏弧菌(Vibrio fischeri)作为检测生物,采用冻干菌粉快速复苏技术,研究费氏弧菌在水质检测中的最佳测试温度和有效性测试条件,并对硫酸锌等多种毒物和几种实际水样进行发光抑制作用分析。研究表明,费氏弧菌冻干粉复苏菌液保存在2~5℃条件下能有效测试7 d,最佳测试温度为15℃,最佳测试时间为15 min。氯化汞、硫酸锌、硫酸镉等重金属和苯胺、多菌灵、甲醛等有机毒物对费氏弧菌均具有较强的光抑制作用,也即费氏弧菌对以上毒物较为敏感,并能够连续7 d保持对同一浓度硫酸锌的敏感性较为一致。对几种实际水样的测试和分析表明,以费氏弧菌为指示生物的发光细菌法能够应用于水质环境安全的综合毒性在线监测预警中。     

发光细菌法在水质综合毒性在线检测中的应用

以海洋发光细菌费氏弧菌（Vibriofischeri）作为检测生物,采用冻干菌粉快速复苏技术,研究费氏弧菌在水质检测中的最佳测试温度和有效性测试条件,并对硫酸锌等多种毒物和几种实际水样进行发光抑制作用分析。研究表明,费氏弧菌冻干粉复苏菌液保存在2～5℃条件下能有效测试7d,最佳测试温度为15℃,最佳测试时间为15min。氯化汞、硫酸锌、硫酸镉等重金属和苯胺、多菌灵、甲醛等有机毒物对费氏弧菌均具有较强的光抑制作用,也即费氏弧菌对以上毒物较为敏感,并能够连续7d保持对同一浓度硫酸锌的敏感性较为一致。对几种实际水样的测试和分析表明,以费氏弧菌为指示生物的发光细菌法能够应用于水质环境安全的综合毒性在线监测预警中。     

等浓度配比法研究苯酚、硝基苯和问硝基苯胺对发光菌的联合毒性作用

分别测定了苯酚、硝基苯和间硝基苯胺对发光菌的单一毒性，以及等浓度配比和等毒性配比的二元及三元混合体系的联合毒性，采用相加指数法对其联合效应进行了评价。结果表明，等浓度比和等毒性比混合体系的联合作用结果一致：苯酚＋间硝基苯胺二元体系为协同作用，其他各体系为相加作用。为简化联合毒性实验方法，建议在研究相关系列化合物的联合毒性作用机制中，可采用等浓度配比方法。     

应用T_3发光计快速测定水域生物毒性

T_3是指一种由Y·T·Tchan提供的明亮发光杆菌(Phobacterinm Phosphoreum)变种,利用它在污染水域中显示发光度的差异来分辨样品中的总生物毒性,是近年来国内环境监测中一项新技术。测试及验证结果表明,该技术应用于污染源调查及污水净化处理方面较为理想,能快速、敏锐地反映被测样品毒物浓度的变化,毒物浓度愈高,发光度越下降,但生活污水类污染物反而能刺激发光度的升高。     

诱导结晶法处理高氟水的试验研究

提出了利用方解石部分代替氟磷酸钙作为诱导结晶法的晶种处理100mL氟离子质量浓度15.000mg/L高氟废水,以降低成本。通过单因素试验及正交试验获得最优反应条件:方解石质量分数为20%、晶种投加量为0.6g、磷酸三钠和氯化钙投加量分别为氟离子摩尔浓度的6、12倍,此时氟离子去除率可达到93.45%,氟离子质量浓度降至1mg/L以下,满足《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)中氟化物的限值要求。     

几种农药对发光菌毒性的测定和构效关系研究

测定了10种农药对发光菌的毒性数据(-lgEC50);采用密度泛涵理论(DFT)中的B3LYP方法,在B3LYP/6-31G*水平上全优化计算了17种农药的结构参数和热力学参数,将这些参数作为理论描述符,依据修正的线性溶解能理论,利用半致死浓度(EC50)实验数据,建立了用于预测农药毒性的模型,其相关方程(相关系数r=0.945 5)包含2个变量,即分子的最正氢原子电荷(qH )和熵(Sθ),并用留一交叉验证法对模型的稳定性进行了验证.此外,还利用该模型预测了17种农药对发光菌的一IgEC50.     

离子液体对三种农作物发芽和生长的毒性研究

为了考察离子液体的生态毒性,研究了5种离子液体及其浓度变化对3种农作物发芽及生长状况的影响。结果表明：就种子发芽这一生态毒理指标而言,不同作物对离子液体毒性的敏感程度不同,其次序为黄瓜>玉米>白菜;在一定浓度下,离子液体对白菜、黄瓜和玉米均具有一定的毒害作用;对于所考察的5种离子液体,阴离子为卤素的［EMIM］Br和［BMIM］Cl对植物发芽和生长的抑制作用远大于阴离子为烷基硫酸酯和烷基磷酸酯的同类离子液体 ［EMIM］［ES］、［EMIM］［DEP］和［MMIM］［DMP］。这种毒性顺序可能与卤素离子对细胞膜较强的穿透能力和由于离子液体的稳定性所造成的阴阳“离子对”的共迁移有关。     

丙烯腈废水及几种处理工艺出水的毒性

分别利用小麦、发光菌毒性测试技术研究了模拟丙烯腈废水以及几种处理工艺出水对小麦芽伸长、根伸长、发芽率和发光菌发光度的毒性效应差异。结果表明,丙烯腈对小麦芽伸长的毒性影响最大;各类物质对小麦根伸长和发芽率并未造成毒性影响;其他物质对发光菌发光度的毒性最大。模拟废水对小麦芽伸长、根伸长、发芽率和发光菌发光度的毒性效应分别为:部分相加、部分相加、协同和拮抗作用。几种处理工艺出水对上述指标的毒性影响顺序依次是:模拟废水加成出水活性炭吸附出水Fenton法出水;Fenton法出水模拟废水加成出水活性炭吸附出水;Fenton法出水活性炭吸附出水模拟废水加成出水;活性炭吸附出水加成出水Fenton法出水模拟废水。比较几种处理工艺出水的毒性发现,几乎每种废水的毒性都有所降低,这说明几种处理工艺能有效降低模拟废水的毒性,具有深刻的实际指导意义。     

水合氧化铁改性竹炭去除水中磺胺甲噁唑

研究了水合氧化铁(HFO)改性竹炭对水中磺胺甲噁唑的去除效果,考察了磺胺甲噁唑初始浓度与初始p H对去除效果的影响,并对去除过程中磺胺甲噁唑及其产物的发光细菌的急性毒性进行了评价。实验结果表明,采用X射线光电子能谱(XPS)及红外光谱(FTIR)对改性竹炭进行表征确定水合氧化铁负载改性的方法是可行的,改性竹炭能显著提高竹炭对水中磺胺甲噁唑的去除效果,在磺胺甲噁唑20、40和80 mg/L 3个初始浓度条件下,在HFO改性竹炭反应体系中,其反应速率常数为原竹炭的19.0~32.2倍;改性竹炭对水中磺胺甲噁唑的去除过程符合准一级动力学,反应速率常数随初始浓度的升高而减小,反应速率常数随p H的变化规律为p H 8p H 4p H 1,表明水中磺胺甲噁唑以阴离子形态存在时更易于去除;改性竹炭去除磺胺甲噁唑的过程中有反应产物生成,发光细菌毒性测定结果表明,反应体系的发光抑制率从反应起始时的96.1%下降到了84.2%(144 h),说明采用HFO改性竹炭去除磺胺甲噁唑有利于减弱反应体系的毒性。     

红土吸附砷对其动电电位的影响

研究了遵义红土吸附砷对其动电电位的影响 ,从砷酸根浓度和体系pH对红土动电电位影响的角度作了探讨 ,结果表明 ,砷酸根离子浓度越大 ,Zata电位下降幅度越大 ,Zata电位也越低 ;随着体系pH的升高 ,氧化铁胶体动电电位逐渐下降 ,甚至改变了表面电位的符号。由此得出了红土吸附砷属于专性吸附的结论。     

除草剂阿特拉津与丁草胺对麦穗鱼的联合毒性研究

以除草剂阿特拉津和丁草胺为供试毒物,研究了它们对麦穗鱼的单一及联合毒性.结果表明,阿特拉津与丁草胺对麦穗鱼的96 h半致死浓度(LC50 )分别为41.64、0.33 mg/L,安全浓度(SC)分别为4.164、0.033 mg/L.因此,阿特拉津对鱼类是一种低毒除草剂,丁草胺则对鱼类具有较高的毒性.在阿特拉津与丁草胺的联合毒性试验中,24、48、96 h的相加指数分别为0.056、 0.053 、0.084,表明阿特拉津与丁草胺对麦穗鱼的联合毒性存在协同效应.     

生活污水的臭氧深度处理及其急性毒性

以生活污水处理厂二级生物处理出水为研究对象,利用固相萃取、吸附树脂层析等手段,研究了臭氧氧化过程中进出水及不同分级组分的发光细菌急性毒性的变化,揭示了无机离子浓度对臭氧氧化出水急性毒性的影响,并采用三维荧光光谱对急性毒性相关的物质组分进行了解析。结果表明,在反应时间为15 min,臭氧投加速率为2.1 mg·(L·min)-1,臭氧氧化出水的急性毒性明显下降,出水的急性毒性仅为进水的24.7%。水样不同分级组分的生物毒性测试结果显示,生物处理出水中的亲水性物质和疏水中性物质分别贡献了44.6%和27.8%的毒性当量。当生物处理出水的氯离子含量为75~400 mg·L~(-1)时,经臭氧氧化后,出水的急性生物毒性与氯离子浓度成正相关关系,当生物处理出水的硫酸根离子和硝酸根离子含量分别在150~300 mg·L~(-1)和20~110 mg·L~(-1)变化时,经臭氧氧化后,出水的急性生物毒性变化不大,结合三维荧光光谱的分析结果,臭氧氧化出水中急性毒性物质可能主要存在于芳香族蛋白质类似物(Ⅱ区)和类腐殖酸类物质(Ⅴ区)中。     

脉冲供电技术去除高阻比粉尘

在高比电阻粉尘含量较多的环境下,荷电粉尘释放电荷速度慢,导致负电粉尘层吸附在收尘极板上而不易被振打装置所清除的反电晕现象,严重降低除尘率。提出了一种直流基础电压叠加高压脉冲的供电方案以消除电除尘器上的反电晕现象,通过研制用于消除反电晕现象的脉冲电源,在现场进行一系列除尘率受脉冲参量影响的实验研究。结果表明:叠加脉冲电源后除尘率高达98.66%,相较未叠加脉冲电源,其出口粉尘浓度降低了73.52%;其中,除尘率与脉冲的幅值、脉冲宽度和重复频率都有关。依据工况,在适当的幅值电压与重复频率之下,可以有效地消除反电晕现象,并提高除尘率,使粉尘排放浓度降低到17.31 mg·m~(-3)以下。     

生物法/人工湿地工艺处理采油废水及其生态毒性削减研究

采用2种生物法/人工湿地工艺(水解酸化/好氧/人工湿地工艺和水解酸化/人工湿地(进水区强化曝气)工艺)处理胜利油田某联合处理站经隔油、混凝处理的采油废水,并运用发光细菌技术研究采油废水在处理过程中的生态毒性削减规律.研究结果表明,在水解酸化段水力停留时间(HRT)为20 h,好氧段HRT为10 h,人工湿地HRT为2 d的工况下,水解酸化/好氧/人工湿地工艺与水解酸化/人工湿地(进水区强化曝气)工艺的出水水质均能满足COD≤80 mg/L、NH_4~+-N≤15 mg/L的处理要求.发光细菌法试验结果表明,经隔油、混凝处理后的采油废水属高毒性废水,再经水解酸化/人工湿地(进水区强化曝气)工艺处理后生态毒性大幅削减,出水生态毒性降至低毒.