Impact of disinfection on drinking water biofilm bacterial community

Disinfectants are commonly applied to control the growth of microorganisms in drinking water distribution systems. However, the effect of disinfection on drinking water microbial community remains poorly understood. The present study investigated the impacts of different disinfectants (chlorine and chloramine) and dosages on biofilm bacterial community in bench-scale pipe section reactors. Illumina MiSeq sequencing illustrated that disinfection strategy could affect both bacterial diversity and community structure of drinking water biofilm. Proteobacteria tended to predominate in chloraminated drinking water biofilms, while Firmicutes in chlorinated and unchlorinated biofilms. The major proteobacterial groups were influenced by both disinfectant type and dosage. In addition, chloramination had a more profound impact on bacterial community than chlorination.     

氯/氯胺和紫外顺序消毒对管网抗性基因的去除

为探究供水系统中氯/氯胺与低压紫外顺序消毒对抗生素抗性基因(ARGs)分布特征的影响,采用生物膜反应器模拟供水管网,对管网出水和生物膜进行60mJ/cm²低压紫外线(254nm)消毒,并利用高通量定量PCR技术检测模拟管网进、出水及生物膜内的典型ARGs和遗传原件(MGEs).结果表明,管网反应器运行150d,氯和氯胺管网出水ARGs总相对丰度分别为0.13和0.137,生物膜ARGs分别为2.45和0.277,表明供水管网中低剂量的氯或氯胺可有效降低水相和生物膜相中ARGs的相对丰度达90%,且氯胺消毒对生物膜中的ARGs控制作用更显著.氯和氯胺消毒后管网出水再经低压紫外线照射后,ARGs相对丰度分别为0.0682和0.0537,管网生物膜中ARGs的相对丰度分别为2.01和0.194.ARGs与MGEs间的相关性发生显著变化,转座子与strB和mepA的相关性增强,与ermX和tetM相关性减弱,而整合子与acrF、cmlA1-01、oprJ及tolC-01的相关性增强.研究表明,将紫外线消毒工艺设置在用水终端可以显著降低氯和氯胺管网水中ARGs丰度,但对管网生物膜中的ARGs影响较小.     

Tolerance and biosorption of copper （Cu） and lead （Pb） by filamentous fungi isolated from a freshwater ecosystem

Filamentous fungi are able to accumulate significant amount of metals from their environment. The potential of fungal biomass as agents for biosorption of heavy metals from contaminated sediments is currently receiving attention. In the present study, a total of 41 isolates of filamentous fungi obtained from the sediment of the Langat River, Selangor, Malaysia were screened for their tolerance and uptake capability of copper (Cu) and lead (Pb). The isolates were identified as Aspergillus niger, A. fumigatus, Trichoderma asperellum, Penicillium simplicissimum and P. janthinellum. A. niger and P. simplicissimum, were able to survive at 1000 mg/L of Cu(II) concentration on Potato Dextrose Agar (PDA) while for Pb, only A. niger survived at 5000 mg/L concentration. The results showed that A. niger, P. simplicissimum and T. asperellum have a better uptake capacity for Pb compared to Cu and the findings indicated promising biosorption of Cu and Pb by these filamentous fungi from aqueous solution. The present study was also determined the maximum removal of Cu(II) and Pb(II) that was performed by A. niger. The metal removal which occurred at Cu(II) 200 mg/L was (20.910 0.581) mg/g and at 250 mg/L of Pb(II) was (54.046 0.328) mg/g.     

几种消毒剂对自来水中“红虫”的杀灭效果比较

为筛选出有效、安全、经济的杀灭红虫药剂,以保证居民饮用水安全,研究了氯胺、二氧化氯、次氯酸钠和过氧化氢,在20℃、无光照条件下对该种红虫单一和联合的杀灭效果。结果表明,所用消毒剂在一定剂量下(次氯酸钠4.0mg/L、氯胺>4.0mg/L、二氧化氯8.0mg/L和过氧化氢0.01%)都能在短时间内(2h)取得较好的杀灭效果。次氯酸钠、二氧化氯和过氧化氢之间对红虫的杀灭存在拮抗作用。从保证居民饮用水质量和实际的可操作性角度出发,认为二氧化氯是一种较理想的杀虫药剂。     

污水氯、二氧化氯消毒处理中水质及毒性变化的比较

分别从水质和毒性2方面比较了氯、二氧化氯消毒对污水的影响.结果表明:在水质特性方面,氯消毒对污水色度影响不大,而二氧化氯消毒明显降低了污水的色度;氯、二氧化氯消毒前后污水的DOC基本没有变化;氯消毒后污水的UV₂₃₀明显增加,二氧化氯消毒后污水的UV₂₃₀略有降低,当二者投加量均为30mg/L时,氯消毒使污水的UV₂₃₀增加约0.7cm^-1,二氧化氯消毒使污水的UV₂₃₀降低约0.05cm^-1.在毒性生成方面,氯、二氧化氯消毒产生的急性毒性均随消毒剂投加量的增加而增大,氯消毒产生的急性毒性明显高于二氧化氯消毒;氯消毒在一定程度上增大了污水的遗传毒性,而二氧化氯消毒在一定程度上降低了污水的遗传毒性.     

臭氧和二氧化氯灭活水中病毒的研究

氯是世界上应用最广泛的饮用水消毒剂,但是它杀灭病毒的能力较差,消毒过程中还可能形成有毒的氯化有机物。本研究认为臭氧灭活病毒的作用迅速、浓度低、效率高,副作用较小,经臭氧消毒后的水无色、无臭、无三卤甲烷等有毒副产物。 二氧化氯也可以用作饮用水消毒剂。使用二氧化氯消毒产生的三卤甲烷要比氯消毒少得多;同时,二氧化氯不与水中常有的氨作用,形成消毒能力较差的氯氨。本研究表明,在大多数的饮用水pH范围内,二氧化氯是一种比氯性能良好的消毒剂。因此,臭氧和二氧化氯可以代替氯,单独地或与氯结合用于水的消毒。     

地下水中放射性物质去除技术的应用

采用二氧化氯消毒、活性炭吸附,对某一饮用水水源水中放射性物质α和β去除的实际工程运行进行了讨论,为去除地下水中放射性物质提供了新方法。      

给水管网中耐氯性细菌的灭活特性研究

使用4种常见消毒剂对从实际管网中分离出来的7株耐氯性细菌进行消毒实验.结果表明,这7株细菌均具有较高的耐氯性,其中1株耐氯性最高的类龟分支杆菌自由氯99.9%灭活的CT值为120 mg.(L.min)-1,另外2株血红鞘氨醇单胞菌和甲基杆菌99.9%灭活的CT值分别为7 mg.(L.min)-1和4 mg.(L.min)-1.比较4种消毒剂的消毒效果发现,二氧化氯和单过硫酸氢钾的消毒效果较好,能够在30 min内使分支杆菌的灭活率达到5个数量级.自由氯由于衰减较快,消毒效果不佳.一氯胺能够维持一定的消毒剂浓度,但由于其氧化性较弱,因此需要提高浓度,才能满足消毒要求.能在1 h内灭活3个数量级以上分支杆菌的消毒剂投加量为:3.0 mg/L一氯胺、1.0 mg/L二氧化氯(以Cl2计)和1.0 mg/L单过硫酸氢钾(以Cl2计).考虑到我国水厂消毒的实际情况,建议采用间歇性提高一氯胺浓度或改换二氧化氯消毒的方法,提高对耐氯性细菌的灭活效果.     

Fungal diversity in major oil-shale mines in China

As an insufficiently utilized energy resource,oil shale is conducive to the formation of characteristic microbial communities due to its special geological origins.However,little is known about fungal diversity in oil shale.Polymerase chain reaction cloning was used to construct the fungal ribosomal deoxyribonucleic acid internal transcribed spacer(r DNA ITS)clone libraries of Huadian Mine in Jilin Province,Maoming Mine in Guangdong Province,and Fushun Mine in Liaoning Province.Pure culture and molecular identification were applied for the isolation of cultivable fungi in fresh oil shale of each mine.Results of clone libraries indicated that each mine had over 50% Ascomycota(58.4%–98.9%)and 1.1%–13.5%unidentified fungi.Fushun Mine and Huadian Mine had 5.9% and 28.1% Basidiomycota,respectively.Huadian Mine showed the highest fungal diversity,followed by Fushun Mine and Maoming Mine.Jaccard indexes showed that the similarities between any two of three fungal communities at the genus level were very low,indicating that fungi in each mine developed independently during the long geological adaptation and formed a community composition fitting the environment.In the fresh oil-shale samples of the three mines,cultivable fungal phyla were consistent with the results of clone libraries.Fifteen genera and several unidentified fungi were identified as Ascomycota and Basidiomycota using pure culture.Penicillium was the only genus found in all three mines.These findings contributed to gaining a clear understanding of current fungal resources in major oil-shale mines in China and provided useful information for relevant studies on isolation of indigenous fungi carrying functional genes from oil shale.     

堆肥厂不同工作区空气真菌的多样性与群落结构

动物粪便堆肥厂是空气中真菌的重要来源.目前对其不同工作区逸散真菌的种类和丰度差异尚无相关报道,无法全面评估堆肥厂空气真菌的生态健康风险.针对这一问题,对动物粪便堆肥厂的堆肥区、包装区、办公区和下风向区空气样本进行采集,利用高通量测序技术对4个区域空气中真菌的生物多样性和群落结构进行分析,并进一步对办公区及下风向区空气真...     

氯灭活地下水源中3种优势真菌的效能与机制

地下水源中真菌大量繁殖会产生嗅味,引发毒性反应以及产生大量肉眼可见的絮状物,严重影响供水水质.以地下水源中3种优势真菌木霉属、青霉属、枝孢属为研究对象,以氯为消毒剂,通过研究真菌孢子胞内物质泄漏,胞外三磷酸腺苷(ATP),脱氧核糖核酸(DNA)和蛋白质增加及孢子形态变化,探明了氯灭活3种真菌孢子的效能与机制.结果表明,氯灭活真菌孢子符合一级动力学,满足Chick模型,3种真菌的耐氯性为:木霉属青霉属枝孢属,真菌孢子尺寸越大,亲水性越强,灭活效果越好.氯灭活后,胞内物质泄漏,胞外特征物质(ATP、DNA、蛋白质)显著增加;氯对细胞表面破坏严重,灭活后真菌孢子凹陷,表面褶皱.综上所述,氯首先作用于孢子表面,降低孢子的可培养性,进一步作用使细胞的通透性屏障受损,导致胞内特征物质释放,以致孢子死亡.     

氯、氯胺消毒下钱江源水源水消毒副产物形成特征研究

以钱江源水源水为研究对象,以氯、氯胺为消毒方式,研究了不同消毒条件下,三卤甲烷(THMs)、卤乙腈(HANs)、氯代酮(CKs)、二卤乙酸(DHAAs)、三卤乙酸(THAAs)等消毒副产物(DBPs)的形成情况,以便为水务工作者监测钱江源建库前后水质、DBPs形成的变化提供基础数据.结果显示,氯消毒下DBPs的产量比氯胺消毒高出3~7倍甚至1个数量级,但不管是氯消毒还是氯胺消毒,THMs、HAAs形成量均在我国饮用水标准范围内.氯消毒下,大部分DBPs产量为中、碱性条件酸性条件(除了CKs),氯胺消毒则呈现不同的情况(所有DBPs的产量均为p H=6、p H=7p H=8).消毒剂量对所有DBPs形成具有明显的促进作用;溴离子对THMs、DHANs、DHAAs的形成有明显的促进作用.进一步研究表明,钱江源水源水的水质比钱塘江下游九溪水源水好,DBPs形成也较低,某些指标(如有机碳、有机氮、HANs形成量等)甚至比同省水质较好的金兰水库还要好;而且由于其较高的比紫外吸收值(SUVA),DBPs的溴嵌入能力均比九溪水源水、金兰水库低.此外,就目前的钱江源水源水来说,控制消毒剂量(氯、或氯胺)是控制DBPs形成的有效策略.     

二氧化氯对剑水蚤类浮游动物的灭活与去除

进行了氯气和二氧化氯灭活剑水蚤的对比试验,并分析了pH值、有机物含量等对二氧化氯灭活剑水蚤的影响.在此基础上,对预氧化与混凝过程的协同除蚤效能进行了考察.结果表明,与氯气相比二氧化氯对剑水蚤具有更显著的灭活作用,在较低的投加量（1.0 mg/L）下,接触30 min就可以达到100％的灭活率.当水体pH值为5.7～8.0,灭活效果不受影响,但pH值为9.8可以导致灭活率降低10%.有机物含量对灭活率产生显著影响,有机物含量增加,则灭活率降低.混凝烧杯试验表明,二氧化氯投加量为0.9 mg/L时,二氧化氯预氧化与混凝沉淀的协同作用将完全去除原水中的剑水蚤.     

我国污水排放余氯限值规定及监测、控制方法研究进展

含氯消毒剂在我国污水处理过程中普遍使用,其在灭活病原微生物的同时会增加出水余氯浓度,对生态环境造成影响. 新冠肺炎疫情防控期间,含氯消毒剂的使用量大幅增加,余氯问题更加凸显. 为对我国水污染物排放标准中余氯限值的制定和修订提出可参考的建议,比较了国内外现有各类水污染物排放标准中的余氯限值,并总结分析余氯监测及控制方法的研究进展. 结果表明:①我国多项水污染物排放标准包含出水中余氯限值规定,如《医疗机构水污染物排放标准》规定采用氯化消毒的医院污水直接排放总余氯浓度应低于0.5 mg/L,北京、上海等地的地方污水综合排放标准规定直接排放的污水总余氯浓度应低于0.5 mg/L,但我国城镇污水处理厂消毒尾水中的余氯至今仍缺乏标准管控. ②我国余氯测定标准中规定的余氯监测方法为N,N-二乙基-1,4-苯二胺(DPD)滴定法和分光光度法,近年来余氯的仪器分析法和传感器法也得到迅速发展. ③余氯控制方法包括以二氧化硫和亚硫酸盐为脱氯剂的化学脱氯法、活性炭脱氯法和还原性金属材料脱氯法等. 因此,建议我国在未来城镇污水处理厂排放标准中考虑纳入余氯限值规定,并关注余氯监测及控制方法的发展与规范制定.      

南水北调丹江口水库水氯(胺)化消毒副产物产生特性与消毒工艺对比

系统研究了南水北调中线工程水源——丹江口水库水在氯(胺)化消毒条件下,常规消毒副产物的产生特性,考察了消毒方式、消毒剂投加量、接触时间、p H和溴离子浓度等因素的影响,并对消毒工艺参数进行了优化.结果发现,丹江口水库水经氯化消毒可产生三氯甲烷、二氯一溴甲烷等常规含碳和较低浓度二氯乙腈、三氯硝基甲烷等含氮消毒副产物,而氯胺化消毒仅产生三氯甲烷和三氯硝基甲烷等消毒副产物(disinfection by-products,DBPs).自由氯消毒过程产生的各类型DBPs浓度约为氯胺消毒的7.5倍,短时自由氯转氯胺方式DBPs产生量介于两者之间;随着自由氯投加量增加,各类型消毒副产物均呈现增加趋势,投加量大于2 mg·L-1后DBPs增加量较少.随氯胺投加量增加,三氯甲烷生成量变化不大,投加量大于2mg·L-1后可产生三氯硝基甲烷等副产物.随反应时间延长,自由氯的衰减速率明显大于氯胺,同时消毒副产物增长量明显快于氯胺消毒.随着p H升高,自由氯消毒后三卤甲烷含量呈现增加趋势,而氯胺消毒后变化不明显.随溴离子浓度的增加,自由氯和氯胺消毒后副产物类型均向溴代DBPs转变,同时总生成量明显增加,自由氯消毒DBPs增长量明显大于氯胺消毒过程.丹江口水库水采用氯胺化消毒可以降低消毒副产物的生成风险,如采用自由氯消毒方式,水厂需根据实际常规处理工艺重点控制自由氯的投加量等参数.     

几种常见氧化剂对水中摇蚊幼虫氧化杀灭效能的试验研究

进行了几种水处理氧化剂———氯气、二氧化氯、臭氧对水体中摇蚊幼虫灭活效果的试验研究,并对原水中摇蚊幼虫经二氧化氯预氧化、混凝沉淀后的灭活效果进行了考察.结果表明,二氧化氯对摇蚊幼虫的灭活效果受水体pH值、有机物含量和藻类含量影响较小,与其它2种氧化剂相比,二氧化氯对原水中摇蚊幼虫具有更好的灭活作用;混凝烧杯实验证实,原水中的摇蚊幼虫经混凝沉淀后,与矾花沉降,不会对沉后的水产生影响;并且二氧化氯投加量1.0mg·L-1时,摇蚊幼虫在24h内死亡,投加量2.0mg·L-1时,死亡时间为6h;采用预投二氧化氯的水处理工艺可以起到控制摇蚊幼虫在沉淀池中孳生的作用.     

水源水中有机物特性及其氯化活性研究

以西南某市一个地表水为水源水的M水厂为研究对象，对其原水中有机物进行富集，有机物按照操作定义分为6个部分，分别为：亲水性有机酸、亲水性有机碱、亲水中性物质、疏水性有机酸、疏水性有机碱和疏水性物质，通过富集、确定了原水中6种有机物的组成分布，研究各种有机物的消毒副产物形成潜力以及替代剂（氯胺、二氧化氯）对卤乙酸形成的影响，提出了控制消毒副产物的主要对策，研究结果表明：1）M水厂水源水属于腐殖质含量的天然水体，受污染较小；2）原水溶解性有机物中疏水性有机酸是卤乙酸的主要前体物；3）用氯胺和二氧化氯代替传统的消毒剂作为替代消毒剂，可大大降低THMs和HAAs的生成量。     

模拟配水管网中悬浮颗粒物对生物膜形成的影响

分别采用2 μm、8 μm醋酸纤维滤膜过滤活性炭柱出水,滤出水分别通入BAR反应器,以活性炭出水做对照试验通入BAR反应器,加氯（次氯酸钠）量均为0.5 mg·L^－１（总氯）,对比3种水质情况下生物膜的形成过程,采用颗粒计数仪测定BAR进水的颗粒物分布.结果表明,悬浮颗粒物能携带大量细菌避开消毒剂的作用,且对生物膜上的细菌量有直接影响.生物膜上的细菌量为：活性炭出水>8 μm滤出水>2 μm滤出水.颗粒物的存在使生物膜结构不稳定,推迟了达到最大生物量的时间,且颗粒物数量越多,粒径越大,生物膜稳定性越差,达最大生物量的时间越长,试验中2号BAR生物膜达最大生物量的时间比1号BAR中生物膜迟4 d,3号BAR生物膜达最大生物量的时间比2号BAR生物膜迟8 d;进水颗粒物数量对出水的细菌量影响很大,颗粒物数量越多,出水细菌量越多.     

含溴黄浦江水消毒过程中溴代三卤甲烷和卤乙酸的生成特性

通过水厂出水DBPs调查和氯化培养实验探讨了黄浦江水中溴离子（Br-）在消毒过程中的迁移及对含溴副产物（溴代三卤甲烷和卤乙酸）生成的影响.结果表明,采用氯胺消毒的水厂出水中约10%的Br-迁移至Br-THMs和Br-HAAs.氯化培养时,在余氯充足的前提下增加Br-浓度,总有机溴（TOBr）和含溴副产物均增加.延长氯化...     

二氧化氯杀灭拟柱孢藻的研究

对于来自某饮用供水水库的拟柱孢藻,研究二氧化氯投加量、藻的初始浓度、pH值、有机物含量和氨氮含量对二氧化氯杀灭拟柱孢藻的效果的影响,探讨二氧化氯氧化与混凝工艺结合的去除拟柱孢藻的最佳工艺条件。结果表明,拟柱孢藻的杀灭率随着二氧化氯投加量增大而提高,随着pH的升高及有机物含量的增大而下降;杀藻量随着藻初始浓度的增大而增大。氨氮对二氧化氯杀灭拟柱孢藻基本没有影响。对于以拟柱孢藻为优势藻的某饮用供水水库原水,二氧化氯氧化与混凝工艺结合除藻的最佳工艺条件为:二氧化氯投加量0.5 mg/L,聚合氯化铝15 mg/L,二氧化氯与混凝剂一起投加。在此条件下,除藻率为98.90%,余浊为1.59 NTU。工艺条件正交试验的直观分析说明影响除藻率的因素依次为:二氧化氯投加量>混凝剂投加量>投加顺序。