不同硝化负荷MBR去除类固醇雌激素的研究

以雌酮(E1)和17α-乙炔基雌二醇(EE2)2种典型类固醇雌激素为研究对象,考察了不同硝化负荷好氧MBR对其的去除特性.结果表明,硝化负荷为6.19,0.35,10.58mg/(gMLSS·d)的MBR对E1平均去除率分别为72.33%、64.06%和71.77%,去除负荷分别为29.98,23.06,27.66mg/(gMLSS·d);对EE2平均去除率分别为55.40%、42.87%和58.90%,去除负荷分别为22.39,16.54,23.58mg/(gMLSS·d).E1去除效果均优于EE2.MBR硝化负荷与氨氧化细菌之间有较好的线性关系;而SEs去除负荷与氨氧化细菌及硝化负荷之间不满足线性关系.硝化负荷为0.35mg/(gMLSS·d)时,SEs去除负荷较低,硝化负荷达到6.19mg/(gMLSS·d)时,SEs的去除负荷显著提高,而当硝化负荷增加到10.58mg/(gMLSS·d)时,SEs去除负荷不再有效提高.     

畜禽粪便改良土壤中E1和E2自然降解的影响因素

研究了E1(雌酮)和E2(17β-雌二醇)在牛粪、猪粪和鸡粪改良土壤自然降解过程中灭菌、光照和温度的影响以及泰乐菌素与吐温80的复合影响. 对比灭菌和未灭菌环境中E1和E2的降解效果表明,灭菌能显著抑制E1的降解,而对E2的降解影响不显著;对比光照和黑暗环境中E1和E2的降解可知,光照对二者的影响不大;在前2种条件下,E1和E2的降解效果(以去除率计)不受粪便类型的影响. 在0～35 ℃,雌激素E1和E2的去除率随温度的升高呈增大趋势,其中E1在牛粪改良土壤中的去除率由1.21%增至58.04%,E2的去除率由1.24%增至48.93%;环境中共存的吐温80能促进E1和E2的降解,当泰乐菌素与吐温80共存时,可有效促进E2的降解.      

乙炔基雌二醇对真鲷幼鱼的雌激素效应研究

采用静态暴露方式研究17α-乙炔基雌二醇(EE_2)对真鲷(Pagrosomus major)幼鱼的雌激素效应.当真鲷幼鱼暴露于0.01、0.1、0.5 μg/L EE_2,42 d后,真鲷幼鱼的肥满度极显著下降;血浆中卵黄蛋白原(Vtg)被诱导产生,肝胰脏指数(HSI)和血浆蛋白总量极显著升高;血浆雌二醇(E_2)和睾酮(T)水平显著降低,其中血浆雌二醇受EE_2的干扰更显著,降低的幅度更大.结果提示,真鲷幼鱼的肥满度、肝胰脏指数、血浆蛋白总量、血浆性激素水平等可作为评估EE_2等环境内分泌干扰物毒性效应的生物指标;真鲷幼鱼血浆中的Vtg具有作为生物标志物,用于监测海洋水体中EE_2等环境内分泌干扰物的潜力.     

进水CODCr负荷对MBR去除雌激素的影响

为了探究MBR进水COD_Cr负荷对雌激素去除的影响,设置了不同进水ρ(COD_Cr)下的3组MBR,检测其对E1(雌酮)和EE2(17α-乙炔基雌二醇)的去除效果,并通过污泥浓度、污泥粒径以及微生物数量分析,揭示MBR污泥特性对E1和EE2去除效果的影响. 结果表明,尽管进水ρ(COD_Cr)差异较大,但3组MBR均取得了较好的COD_Cr及NH₃-N去除效果. 出水ρ(SEs)(SEs为类固醇雌激素)随进水ρ(COD_Cr)的增加而降低,当初始ρ(SEs)均为50 μg/L时,进水ρ(COD_Cr)为93.00、295.27、504.40 mg/L的MBR出水中ρ(E1)、ρ(EE2)平均分别为3.26、3.02、1.17 μg/L和4.76、4.46、2.64 μg/L. 随着初始ρ(SEs)的提高,出水中ρ(E1)、ρ(EE2)均有不同程度提高,当初始ρ(SEs)升至200 μg/L时,MBR出水中ρ(E1)、ρ(EE2)平均值分别为5.61、5.64、3.82 μg/L和8.14、7.87、6.57 μg/L. 相同条件下,MBR对E1的去除效果显著优于EE2.相关性分析表明,E1、EE2去除负荷均与COD_Cr去除负荷显著负相关,与NH₃-N去除负荷显著正相关(P<0.05),MBR中E1、EE2的去除是由有机物共代谢和硝化共代谢共同作用的结果,硝化过程与雌激素降解过程呈相似的环境条件要求.      

UV/H2O2工艺降解水中17α-乙炔基雌二醇

采用UV/H2O2间歇式光氧化反应器去除饮用水中低浓度17α-乙炔基雌二醇(EE2).结果表明,在原水中EE2浓度约为650μg/L、UV光强154μW/cm2、H2O2投加量5mg/L、反应时间30min条件下,EE2的去除效率可达到90%;光降解过程符合拟一级反应动力学模型;EE2的光降解速率常数随着H2O2投加量和光强的增加而增加.较低的反应液pH值有助于EE2的光降解.UV/H2O2联用工艺对EE2的去除具有协同作用.阴离子HCO3-、NO3-、Cl-、SO42-对EE2光降解反应有抑制作用.     

某污水处理厂中17α-乙炔基雌二醇降解菌的分离鉴定及其降解特性

由北京某污水处理厂活性污泥中分离出以17α-乙炔基雌二醇(EE2)为唯一碳源生长的单一菌株,经16SrRNA基因序列分析鉴定为香茅醇假单胞菌(Pseudomonas citronellolis),命名为SS-2菌株.研究表明,SS-2菌株在7d内对初始浓度为4mg·L-1EE2的降解率为93.6%,对初始浓度为2mg·L-1雌酮(E1)、或17β-雌二醇(E2)的降解率为99%,对雌三醇(E3)没有降解能力.SS-2菌株降解雌激素的反应符合动力学一级反应定律,其降解速率常数分别为0.236h-1(E1)、0.221h-1(E2)和0.013h-1(EE2).SS-2菌株降解E2的过程中,检测到E1的生成,并且生成的E1亦可被SS-2菌株降解;该降解过程中类雌激素活性随着E2与E1浓度的降低而显著减少,表明SS-2菌株不仅可以降解E2与E1,而且可以降低降解过程中的类雌激素活性;反应进行240h后,仍表现出少量类雌激素活性,推测是因残留的E2或E1所致,表明尚且未知的中间产物或生成物的类雌激素活性远低于E2与E1.     

雌二醇降解菌Acinetobacter sp.DS1的筛选及降解条件优化

筛选并鉴定出1株雌激素降解菌Acinetobacter sp.命名为DS1,对DS1降解17β-雌二醇实验条件进行优化,使用响应面法(RSM)对降解过程中底物浓度、接种量、培养温度和p H值进行了分析,构建响应面模型,并对反应条件进行优化。优化最佳降解条件为:17β-雌二醇量5.10 mg/L;接种量7.5%;p H值8.7;温度27℃。并进行试验验证,结果接近,响应面模型可有效描述降解过程,为降解工程应用和设计提供技术参考。     

漆酶催化氧化废水中17α-乙炔基雌二醇

用漆酶催化氧化法处理废水中的17α-乙炔基雌二醇(简称EE2)。考察了温度、pH值、起始底物浓度、起始漆酶浓度和助催化剂等因素对EE2去除率的影响。实验结果表明漆酶能有效催化氧化废水中的EE2,适宜的反应条件为:温度35℃,pH值5.38,漆酶与EE2起始浓度之比宜大于0.178 U/μmol,反应180 min,EE2的去除率大于92%。其他反应条件一定,EE2起始浓度在0.017 1-0.051 3mmol/L之间,EE2去除率随其浓度升高而缓慢下降,但去除量逐渐升高;EE2起始浓度在0.051 3~0.137 6 mmol/L之间,EE2的去除率和去除量都显著降低。磁力搅拌和助催化剂ABTS都能显著加快反应速度,提高EE2去除率。     

17α-乙炔基雌二醇降解菌的分离鉴定及降解特性

从避孕药生产厂废水处理站的活性污泥中驯化、分离到1株能够以17α-乙炔基雌二醇(17-αethynylestradiol,EE2)为唯一碳源和能源生长的菌株JCR5.经过对其形态特征、生理生化以及16S rDNA序列分析,该菌株为鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium sp.).研究表明,菌株JCR5利用EE2生长的适宜温度为25～40℃,培养基初始pH为7～9.金属离子Ni²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺能够促进菌株的生长,而Zn²⁺、Ag⁺、Pb²⁺、Ca²⁺和Al³⁺离子对菌株的生长具有不同程度的抑制作用.菌株JCR5在10d内对初始底物浓度为30mg·L^-1EE2的降解率可达到87%.     

光和过氧化物酶对水中17α-乙炔基雌二醇的协同降解机制研究

过氧化物酶广泛存在于天然水体中,可利用腐殖质光照下产生的过氧化氢(H₂O₂)对雌激素的光转化过程产生影响,但过氧化物酶是否可直接影响雌激素的光转化尚不清楚.因此,本研究探索了在模拟光照条件下辣根过氧化物酶(HRP)对水体中17α-乙炔基雌二醇(EE2)光解的影响机制.结果发现,HRP的存在显著地促进了EE2的光降解,且促进作用随酶活的增大而增大,但失活的HRP对EE2的光降解没有明显影响.EE2可在光照条件下发生直接光解和自敏化光解.通过活性氧种类(ROS)猝灭实验推测EE2自敏化产生的ROS可激活HRP,引发了在光照条件下EE2的酶降解.分别曝氧气和氮气后,EE2在HRP溶液中的光酶协同降解分别被促进和抑制,进一步说明了ROS在光酶协同降解中的重要性.HRP的活性随着光照时间的增加缓慢下降,从而可以持续地促进EE2的光酶协同降解,推测HRP对EE2在天然水体中的衰减影响很大.本文可为深入认识雌激素的环境归趋补充科学数据.     

用185nm UV降解水中二苯甲酮和孔雀石绿

研究了185nm紫外光降解水中二苯甲酮和孔雀石绿和总有机碳(TOC)的规律.研究了浓度、体积、流速、pH等因素对二苯甲酮的降解效果的影响.通过改变污染物初始浓度、体积、流量、pH值以及添加无机离子来讨论185nm紫外光对孔雀石绿的降解效果,探讨了降解的最佳条件.降解达到了治理水中二苯甲酮和孔雀石绿污染的目的.用这种方法降解水中二苯甲酮和孔雀石绿,去除率能够达到99.9%以上,是一种非常有效的治理污染方法.实验同时验证了185nm UV降解水中的二苯甲酮和孔雀石绿符合准一级动力学规律.     

UV/Cl工艺对三氯生的去除与降解机理研究

对UV/Cl高级氧化工艺降解水中广谱抗菌剂三氯生（TCS）进行研究,对比单一UV、单一Cl和UV/Cl工艺对TCS的去除效果.考察UV光强、余氯初始浓度、溶液pH值和氨氮浓度等因素对反应的影响,探究TCS在UV/Cl工艺中的降解机理,评估其生态风险.结果表明,与单一UV、单一Cl相比,TCS在UV/Cl工艺中降解效果较好,反应符合准一级反应动力学,降解速率常数随UV光强、余氯初始浓度增大而增大,随NH₄⁺-N浓度的增加而减小.基于HRMS Q-TOF解析出17种中间产物,提出了降解反应路径.发光细菌毒性分析和ECOSAR预测均表明,TCS在UV/Cl工艺中产生毒性较高的中间产物,随着反应的进行,产生了毒性较低的中间产物,生态环境风险得以减少.     

Photocatalytic degradation of 4-tert-octylphenol in a spiral photoreactor system

A spiral photoreactor system (SPS) was developed for the degradation of 4-tert-octylphenol (4-t-OP) in aqueous phase. 4-t-OP was previously considered as a endocrine disrupting compound frequently present in water. The direct photodegradation reaction caused by the SPS was found to accord with the characteristic of apparent first-order reaction with reaction rate constantk= 4.8 × 10^-2 min^-1. However, the direct photodegradation reaction could not make the 4-t-OP mineralized. The photodegradation efficiency increased from 88% to 91.2% in 45 min irradiation period after the internal surface of SPS was sintered with TiO₂ thin film as catalyst. Catalyst concentration, number of catalyst coating layers and initial concentration of 4-t-OP were proven to be the factors affecting the photocatalytic degradation performance of the SPS on aqueous 4-t-OP. The degradation mechanism was investigated and the byproducts were analyzed using total organic carbon analyzer (TOC) and LC-MS. The possible chemical structures of the products were suggested. SPS with single layer of TiO₂ prepared by sintering 13.6% of TiO₂ precursor was proven to be more efficient than most of previous systems for removal of 4-t-OP from aqueous phase. 28.3% of the 4-t-OP was mineralized in 45 min according to the decreased amount of TOC value.     

磺胺类药物在土壤中的形态转化及降解研究

采用批量平衡试验法研究了磺胺嘧啶和磺胺甲恶唑在添加模拟根系分泌物处理和对照中的形态转化及降解规律.结果表明,有机溶剂提取态、水溶态和结合态含量占总量的比例分别为86.5%~98.5%、0.6%~7.3%和0.1%~12.5%,有机溶剂提取态是2种药物在土壤中的主要存在形态.结合态所占比例随时间的增加而增高,添加模拟根系分泌物有利于土壤中磺胺嘧啶和磺胺甲恶唑结合态的形成,对水溶态和有机溶剂提取态形成的影响较小.土壤中磺胺嘧啶和磺胺甲恶唑的降解遵循一级反应动力学,可决系数为0.9273~0.9963.2种药物在添加模拟根系分泌物处理中的降解速率大于在对照的降解速率.     

水溶液中对叔辛基酚的紫外光降解研究

研究了185nm紫外光对薄液层中对叔辛基酚(4-OP)的作用规律,考察了初始浓度、液层厚度、光强等因素对4-OP的降解效果的影响.结果表明,用该方法降解水中4-OP,在4-OP初始浓度10mg/L,液层厚度为2mm,光照距离为10cm,光照45min后,去除率可达到95%以上,其降解过程符合表观一级反应动力学特征.     

Efficiency and degradation products elucidation of the photodegradation of mefenpyrdiethyl in water interface using TiO2 P-25 and Hombikat UV100

The photodegradation of mefenpyrdiethyl (MFD), an herbicide safener, was investigated in aqueous suspensions by using Degussa P-25 and Hombikat UV100 titanium oxide under simulated sunlight irradiation. The effects of initial concentration of the herbicide, pH, catalysts and hydrogen peroxide doses as well as their combinations were studied and optimized. Accordingly, the kinetic parameters were determined and the effectiveness of the processes was assessed by calculating the rate constants. A pseudo first-order kinetics was observed. Under experimental conditions, the degradation rate constants were strongly influenced using P-25 and no noticeable effect was observed for Hombikat UV100. DFT calculations with B3LYP/6-311+G(2d,p)//B3LYP/6-31+G(d,p) level of theory were performed to check whether significant conformational changes occur when the charge state of the MFD substrate changes and whether these changes could play a role in the dependency of photodegradation rate constant on the studied pH. High resolution mass spectrometry (FT-ICR/MS) was implemented to identify the main degradation products.     

头孢拉定及光降产物对藻类生长影响的研究

文章研究头孢拉定和经紫外光降解不同时间的头孢拉定产物对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长及叶绿素a含量的影响.结果表明,头孢拉定对两种藻均有抑制作用,且随着浓度的增加抑制作用加强,但两者的抑制效果不同;3 mg/L的头孢拉定能显著抑制铜绿微囊藻的生长以及叶绿素a含量的增加,但对斜生栅藻只有微弱的抑制作用,即便是10 mg/L的头...     

两种实验设计研究DES和EV对MCF-7细胞增殖的联合作用

研究了己烯雌酚(DES)和戊酸雌二醇(EV)对MCF-7细胞增殖的单一毒性和等浓度配比下的联合毒性作用,用相加指数法进行了联合毒性作用类型的判断,同时进行了联合毒性作用的3×3析因实验设计研究结果作为对比.结果表明,EV的24、48和72 h对MCF-7细胞增殖率的EC50值分别为6.02、0.40和0.33 nmol·L-1,DES的24、48和72 h的EC50值分别为5.90、6.98和2.90 nmol·L-1,等浓度配比下其联合毒性的EC50值分别为2.33、0.71和0.39 nmol·L-1,用相加指数判断其联合作用类型,在24 h显示为协同作用,其它两个时间段显示为拮抗效应,但从数值上可以发现协同和拮抗效应均不强,接近相加的联合效应类型.析因实验结果显示24、48和72 h这3个染毒时间段均显示了相加作用类型.析因实验与等浓度配比下获得的联合毒作用类型基本一致,但析因实验设计更为简捷方便,同时避免了由于计算EC50值产生的偏差对联合效应类型的影响.     

UV/NO3-光化学降解水中的磺胺甲恶唑

本文研究了UV/NO₃^-体系对水中磺胺甲恶唑（SMX）的降解;考察了NO₃^-用量、pH值、SMX初始浓度、水体成分中常见的无机阴离子（Cl^-、SO₄^2-和HCO₃^-）和天然有机物（NOM）对SMX去除的影响;最后探讨了SMX在该体系中的降解产物和转化机理.结果表明：相比于单独UV,UV/NO₃^-对SMX的去除效果更优,这可能归因于UV激发NO₃^-产生的羟基自由基（HO^·）,通过加入HO^·淬灭剂甲醇,有力地证明了体系中HO^·的存在及其对SMX的降解作用.SMX在UV/NO₃^-体系中的降解符合准一级反应动力学.SMX的去除效率随着NO₃^-浓度的增加而逐渐提高,随着其初始浓度的增大而减小.溶液pH值对UV/NO₃^-降解SMX的影响显著,SMX去除效率表现为酸性>中性>碱性.向UV/NO₃^-体系中加入不同浓度的Cl^-和SO₄^2-对SMX的降解基本没有影响;HCO₃^-对SMX的去除有显著的促进作用,这可能归因于HO^·同HCO₃^-反应产生的碳酸根自由基（CO₃^·-）;NOM的存在会抑制SMX的降解,且NOM浓度越高,抑制越明显.在UV/NO₃^-降解SMX的反应中,根据检出的5种产物,提出SMX可能的转化机理包括4种不同的反应路径,分别为断键反应、脱氨羟基化、羟基化和亚硝化.