氧化锌纳米颗粒对膜-生物反应器运行性能的影响

考察了城市污水中典型浓度的氧化锌(ZnO)纳米颗粒对膜-生物反应器(MBR)运行、活性污泥性质以及膜污染的影响.结果表明,ZnO纳米颗粒不利于微生物对有机物的去除,但是不会影响微生物对氨氮的去除.由于微滤膜的截留作用,ZnO纳米颗粒对MBR的出水没有影响.ZnO纳米颗粒的投加导致溶解性微生物产物(SMP)浓度从17.9mg/gVSS上升到35.0mg/gVSS左右,污泥粒径由162.9μm下降到105.2μm,引起了外部阻力的上升,造成了膜污染的加剧.ZnO纳米颗粒会抑制微生物活性和改变活性污泥中微生物的种群结构,这主要与ZnO纳米颗粒释放的Zn2+有关.     

Fe(Ⅲ)对活性污泥絮体结构和生物絮凝作用的影响

采用序批式活性污泥法系统研究了Fe(Ⅲ)对活性污泥絮体结构和生物絮凝作用的影响，结果发现Fe(Ⅲ)降低了污泥沉降指数，同时也减弱了污泥的生物絮凝作用．对细胞外高分子(EPS)的电子能谱元素分析表明在EPS中发生了阳离子间的交换作用，Fe(Ⅲ)置换出EPS中一价和二价金属阳离子．污泥絮体的扫描电镜显示Fe(Ⅲ)使活性污泥絮体颗粒变小变密实，但是Fe(Ⅲ)与EPS之间的作用和含磷沉淀物的生成削弱了污泥颗粒形成较大生物聚集体的能力．Fe(Ⅲ)对生物絮凝作用的影响主要是通过架桥机理和藻酸盐理论来实现的，而电中和不起主要作用．     

纳米氧化锌光催化降解有机染料废水污染物的研究

采用醋酸锌和过氧化钠为原料制取纳米氧化锌,研究了纳米氧化锌对活性艳红模拟有机染料废水的光催化能力。考察了光照时间、磁力搅拌时间、原料投加比例对光催化效果的影响。结果表明:纳米氧化锌对活性艳红具有较好的光催化效果,在反应时间1 h,最佳磁力搅拌时间5 h,投加比例1:1的条件下,纳米氧化锌对50 m L(10 mg/L浓度)活性艳红的吸附率最大值为99.19%。     

闭合循环系统中固定化活性污泥降解氨氮的研究

采用聚乙烯醇(PVA)—硼酸包埋固定化法,包埋固定驯化过的活性污泥,制成固定化活性污泥颗粒;以流化床作为生物反应器,对人工配制的含氮废水进行处理实验。结果表明,固定化活性污泥对氨氮的降解速率达 32.5mg/g(MLSS)·d,而悬浮活性污泥对氨氮的降解速率为18.3mg/g(MLSS)·d。同时研究了温度、氨氮负荷、盐度、COD/TN比及 pH等因素对固定化活性污泥硝化活性的影响。     

植物对纳米颗粒的吸收、转运及毒性效应

随着工程纳米颗粒的广泛使用,这些纳米材料不可避免地进入环境,对环境造成未知影响.植物是高等生物暴露于纳米颗粒的一条主要途径,工程纳米颗粒可能通过食物链使其在高营养水平生物中积累.植物与纳米颗粒间的相互作用应该受到关注和重视.已有的文献表明纳米颗粒能被植物选择性地吸收并引起植物毒性,但纳米颗粒进入植物体内的机制仍不明确.多数关于植物吸收纳米颗粒的研究是在理想条件如水培实验下开展,并且集中在植物的种子发芽或是幼苗生长阶段.描述纳米颗粒在植物体内的生物转化和在植物体内分配的报道较少,而且这方面的机制没有阐述清楚.目前有许多研究者关注纳米颗粒的植物毒性效应,但这方面的研究需要进一步深入.     

ZnO纳米颗粒对SBR活性污泥活性的影响

建立了模拟的SBR反应器,并研究了ZnO纳米颗粒(ZnO-NPs)对SBR活性污泥活性的影响.结果表明低浓度(10mg/L)ZnO-NPs对活性污泥活性无明显抑制作用.较高浓度下,ZnO-NPs对活性污泥沉降性能?呼吸速率?EPS和SMP产量及其组成?有机物降解效率等具有明显影响.20,50,100mg/L ZnO-NPs使COD去除率分别降低8.1%, 19.5%和27.7%,使污泥沉降性能分别降低24.2%,35.0%和36.0%,使MLVSS/MLSS比值分别降低8.0%,14.7%和21%,使活性污泥呼吸速率抑制率达到54.0%, 79.0%和80.3%;使EPS产量分别降低29.0%,49.9%和65.4%,使SMP产量分别升高48.9%,102.6%和203.0%.研究表明,较高浓度ZnO-NPs能够抑制污泥代谢,降低活性污泥生物量,显著抑制活性污泥活性.     

CeO_2 NPs短期作用对活性污泥系统水处理效果影响研究

通过活性污泥3 h呼吸抑制试验,表明氧化铈纳米颗粒(Ce O2NPs)对活性污泥系统中的好氧微生物具有毒性作用,且它对微生物的呼吸抑制作用与浓度呈正相关,浓度越高呼吸抑制作用越明显。研究了1和10 mg/L的Ce O2NPs短期作用(1周期和20 d)后对活性污泥系统水处理效果和污泥沉降性能的影响。结果表明,1和10 mg/L的Ce O2NPs暴露一周期后,下一周期内实验组COD、NH4+-N、NO3--N、NO2--N、TN、TP的浓度变化曲线与对照组变化趋势基本保持一致。经过20 d运行后,不同浓度的Ce O2NPs也未对活性污泥系统有机物、氮磷去除和活性污泥沉降性能产生明显影响。     

浅析苯酚对硝化颗粒污泥活性的影响

好氧颗粒污泥是一种较为特殊的生物颗粒聚集体.它是由活性污泥微生物在外界选择压下通过自行固定方式形成较为紧凑的生理结构.好氧颗粒污泥在污水处理工艺中有着很多的应用,特别对在石油化工等行业应用较为广泛的苯酚的降解有着较好的处理效果.本论文研究了苯酚对于硝化颗粒污泥活性方面的影响,简述阐明了苯酚对硝化颗粒污泥可能产生的影响.     

纳米氧化锌、硫酸锌和AM真菌对玉米生长的影响

纳米氧化锌(Zn O)是应用最为广泛但具有一定生物毒性的金属型纳米颗粒(nanoparticles,NPs)之一,而丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌能改善宿主植物矿质营养和增强宿主植物抗逆性,但纳米Zn O和其他锌污染物之间的关系以及AM真菌对其生物效应的影响目前尚不清楚.通过温室盆栽试验,研究了单一或复合施加纳米Zn O、ZnSO_4(500mg·kg~(-1))时接种AM真菌Funneliformis mosseae BEG 167对玉米生长的影响.结果表明,纳米Zn O对AM真菌侵染和玉米植株生长有一定抑制作用,表现出植物毒性,且与同浓度(500 mg·kg~(-1))下的ZnSO_4作用类似.与非菌根对照相比,接种AM真菌降低了玉米植株的Zn含量或Zn吸收量,且在复合处理中对玉米生长表现出较好的促生作用.结果首次表明,纳米ZnO与ZnSO_4在生物毒性上存在复杂的交互作用,而接种AM真菌在二者复合污染时对玉米具有一定的保护作用.     

纳米颗粒污染土壤的健康评价研究进展

纳米颗粒(nanoparticles,NPs)由于其独特的理化性质在农业上已经被广泛用作纳米肥料以及杀虫剂,部分纳米颗粒也不可避免地进入了土壤环境,对土壤造成污染,其在地球各圈层中循环并进入植物及动物体内,最终可能富集于人体并造成危害.根据文献调研,目前国内外的相关研究大多聚焦于纳米颗粒的生物毒性和环境行为方面,其对土壤性质影响的研究尚不完善,现有的土壤健康评价体系也极少考虑纳米颗粒对土壤环境的破坏.而纳米颗粒会影响土壤力学性能以及pH、氧化还原电位、阳离子交换量等化学性质,并对土壤动物及微生物种群结构及代谢组学特性造成较大影响;同时,纳米颗粒也会通过环境地球化学循环在土壤中迁移、转化和积累,故有必要深入探究其对土壤的污染与生态环境的破坏机理.基于目前的土壤评价体系,未来需针对纳米颗粒产生的污染及风险进行系统性评估,选取不依赖于NPs种类的普适性土壤性质指标,并重点将土壤无脊椎动物生理指标及土壤原生动物性质等生物指标纳入评价体系中;此外,也仍需对纳米颗粒造成的长期污染与空间迁移进行探究,同步借助相关仪器对土壤中纳米颗粒的浓度及种类进行评估,并结合机器学习、模型模拟与地理技术完善评估结果...     

纳米颗粒对活性污泥系统的毒性效应和机制研究进展

纳米材料(NMs)被广泛运用在生产生活中,其独特的物理化学性质可能给环境带来潜在威胁。NMs在生产和使用过程中会以污水为载体进入市政污水处理设施中。当前纳米颗粒(NPs)毒性研究主要集中在NPs对模式微生物的毒性效应,而对污水生物处理影响和微生物毒性效应的报道较少。文章概括介绍了水环境中NPs的来源、行为,NPs对好氧、厌氧活性污泥系统的毒性效应及其致毒机制;总结了该领域的不足和以后的研究方向,以期为正确评估NPs对水处理的潜在风险和环境影响提供科学依据和支撑。     

好氧颗粒污泥和活性污泥细菌种群结构对五氯酚污染的响应研究

应用一种新的微生物分子生态学方法--末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)法研究了好氧颗粒污泥和活性污泥在毒性化合物五氯酚(PCP)影响下的废水处理性能及其微生物种群结构的响应.结果表明,PCP浓度为30 mg·L-1时,颗粒污泥和活性污泥的COD去除率为38%、77%,与10～20 mg·L-1 PCP相比,分别下降了56%和15%.另外,PCP浓度为20 mg·L-1时,去除率为13%和58%,与10～20 mg·L-1 PCP相比,分别下降了86%和40%,说明PCP对氨氮去除率的影响大于对COD去除率的影响,对颗粒污泥的影响大于对活性污泥的影响.PCP对好氧颗粒污泥和活性污泥的细菌种群结构都产生了明显的影响,而且好氧颗粒污泥的变化程度大于活性污泥;PCP浓度为30 mg·L-1时,好氧颗粒污泥中的细菌种群数量明显下降,TRFs片段数从26下降到14,但活性污泥中的细菌种群数量基本不变,污泥中细菌种群结构的变化趋势与污泥的水处理性能的变化趋势相一致.     

SiO2纳米颗粒对小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长活性的影响

从Si02纳米颗粒对小球藻(Chlorella pyrenoidosa)生长活性的影响来探讨纳米材料的生物安全性问题.结果表明Si02纳米颗粒降低了小球藻的生物量和蛋白含量,并可以附着在细胞表面和进入细胞内部,造成了细胞的形变和结构损伤,从而抑制了小球藻的正常生长活性.Si02纳米颗粒对小球藻具有一定的毒性效应.     

生物法合成纳米铁的研究进展

纳米铁颗粒的制备技术发展迅速,方法多种多样。生物法因其具有原料来源广,反应条件温和,产物纳米级颗粒不易团聚,以及有毒副产物少等特点,成为学者们争相研究的对象。对近几年国内外采用微生物、植物提取物等合成纳米铁材料的方法及机理进行了阐述,综述了纳米铁在环保领域的应用,并对今后深入研究生物法合成纳米铁的前景进行了展望。     

纳米金属颗粒在土壤-植物系统中的迁移转化及生物效应研究进展

纳米金属颗粒的安全性是我国纳米产业发展亟需解决的重要课题,认识纳米金属颗粒在土壤-植物系统中的迁移转化和生物效应是其安全性研究的重要内容. 本文系统阐述了纳米金属颗粒在土壤中的迁移转化、在植物中的运输过程和机制以及在植物中的生物转化及其对植物的生物学效应,并在此基础上提出未来研究展望. 结果表明:①复杂的土壤环境(pH、离子强度、离子价态、温度、溶解性有机质)能够影响纳米金属颗粒在土壤中的迁移及其形态转化(吸附/解吸、分散/沉降、解离和氧化/还原);②纳米金属颗粒首先吸附在植物的根部,再通过质外体或共质体途经向植物内部转移,由木质部和韧皮部组成的维管系统进行转运;③根际分泌物以及植物体内的蛋白质与有机酸等对纳米金属颗粒在植物中的生物转化起到重要作用;④纳米金属颗粒可以通过引起氧化应激或抑制营养元素吸收对植物产生毒性效应. 为此,提出未来研究展望:建议重点关注纳米金属颗粒在土壤中形态转变过程的耦合效应,以及各赋存形态在植物体内的运输途径、生物转化过程机制及其对植物生物效应的贡献等.      

纳米材料对活性污泥系统影响的研究进展

纳米材料(NMs)在生产、使用过程中,必然会通过各种途径进入污水中,从而进入污水处理系统中,这可能会对活性污泥中的微生物群落结构带来影响,从而影响污水生物处理效果。文章概括地介绍了目前关于NMs对活性污泥系统处理效果及活性污泥中群落结构影响的研究;讨论了其影响活性污泥系统处理效果和微生物群落结构的机理;最后总结了该研究领域的不足,并对该领域的研究进行了展望。     

颗粒尺寸对纳米氧化物环境行为的影响

随着纳米技术迅猛发展,纳米颗粒的环境行为和生态效应越来越受到关注.纳米氧化物作为环境中的重要组成,广泛存在于水体、大气、土壤以及沉积物中,其大比表面积和高表面活性,控制和影响着环境中一些污染物和营养元素的形态、迁移、转化和生物有效性.纳米尺寸是纳米颗粒特有属性,颗粒尺寸大小调控和决定纳米氧化物的结构及物理化学特性,从而在较大程度上影响其与相关元素的界面反应性和环境地球化学行为.综述了纳米氧化物的尺寸对吸附、(还原)溶解、(催化)氧化、聚集和迁移等环境行为的影响,讨论了尺寸效应的作用机制,最后展望了环境中纳米金属氧化物尺寸效应有关的研究热点和方向.     

纳米磁粉协同解偶联剂作用下活性污泥性能的研究

为了促进解偶联剂作用下活性污泥减量化效果及污泥沉降性能,本研究在序批式活性污泥工艺的设施中同时添加解偶联剂和纳米磁粉,分析其协同作用下对活性污泥性能产生的影响.研究发现2,4,5-三氯苯酚(TCP)单独作用下污泥减量达41%,但活性污泥基质降解性能及沉降性能降低,而纳米磁粉与TCP联合作用下污泥减量仍达34%,且对C、N、P去除效能和污泥沉降性能均无明显影响.运行31 d后,脱氢酶活性提高10%～18%,且具有一定的时间累积效应;在光学显微镜下观察可发现污泥絮体结构紧实,原生动物和后生动物种类和数量增多.结果还表明,在活性污泥工艺中运用纳米磁粉与TCP协同作用可抑制剩余污泥的产生,并能提高活性污泥系统的运行效能.     

一体式膜生物反应器工艺中膜过滤特性研究

膜生物反应器是生物降解与膜分离相互影响、共同作用的过程。膜对活性污泥混合液的分离过程包括两个过程:一是膜对活性污泥等固体颗粒的分离;二是膜对活性污泥混合溶液中大分子有机物的分离。膜过滤的过程不但要克服膜固有的阻力Rm和固体颗粒形成的阻力Rd,而且要克服膜分离过程中分离大分子所形成的凝胶层阻力Rg和边界层阻力Rc。对膜过滤过程模型进行了描述,结合模型考察了压力、泥水混合物的性质、曝气量、抽吸-停抽时间等对膜分离特性及膜污染的影响。此膜过滤过程模型对于实际操作寻找合适的操作条件具有一定的指导意义。     

两种粒径氧化镍纳米颗粒对小球藻(Chlorella vulgaris)的生物毒性

采用藻类生物毒性测试方法(OECD201)研究了两种粒径氧化镍(NiO)纳米颗粒对小球藻(Chlorella vulgaris)的生物毒性.发现纳米颗粒的毒性与其尺度有关,7 nm NiO的毒性大于20 nm NiO,二者72 h EC50分别为18.01和74.64mgNiO/L.利用扫描电子显微镜(SEM)观察了对...