理化因素及感染复数对噬菌体MS2活性的影响

噬菌体MS2作为潜在的水中肠道病毒指示生物,已逐渐成为回用水微生物学安全评价指标的主要研究方向之一。测定了温度、pH值、紫外线和感染复数对噬菌体MS2活性的影响。结果表明:噬菌体MS2在70℃时5 min内即会全部失活,在pH值4～10的范围内均可稳定存在,在短波紫外线照射下25 min内即可失活;噬菌体MS2感染其宿主大肠杆菌的最佳感染复数为1。     

噬菌体MS2生物学特性研究

本文分析了噬菌体MS2在水质监测中作为水中肠道病毒指示生物的可行性与优势,并通过试验测定了噬菌体MS2的热稳定性、pH值稳定性、最佳感染复数和一步生长曲线等生物学参数,结果表明:噬菌体MS2的热稳定性较弱,在70℃时5 min内即会全部失活;在pH值4～10的范围内噬菌体MS2均可稳定存在;噬菌体MS2感染其宿主大肠杆...     

紫外活化过硫酸钠灭活水中噬菌体MS2的特性及机制

水环境中的病毒对常见的消毒技术有较强的抵抗力.为了开发水中病毒的高效灭活技术,以噬菌体MS2为对象,研究紫外活化过硫酸钠（UV/PS）体系灭活病毒的特性和机制.采用双层平板法对噬菌体MS2进行定量检测,研究UV/PS对水样中噬菌体MS2的灭活率和动力学特征,并考察PS用量、pH值和噬菌体初始浓度等因素对灭活效果的影响.利用透射扫描电镜观察UV/PS处理前后噬菌体的形貌,利用电子顺磁共振波谱法确认反应体系中存在的自由基种类.在自由基淬灭实验的基础上,分析计算UV/PS体系中各因素对噬菌体灭活的贡献率.结果表明,当紫外辐照强度为160 μW·cm^-2时,UV/PS处理4 min即可去除4.39 lg的噬菌体MS2,较单独使用同样辐照剂量的UV消毒灭活率高1.44 lg.UV/PS体系对噬菌体MS2的灭活动力学过程符合一级反应动力学模型.增加体系中的PS初始浓度能明显提高对噬菌体的灭活率和灭活速率,而pH和噬菌体初始浓度对UV/PS灭活噬菌体的影响较小.UV/PS处理可导致噬菌体的衣壳破损,促进了噬菌体颗粒团聚.UV/PS体系中存在SO₄^-·和·OH,是噬菌体MS2灭活的重要因素.·OH比SO₄^-·对噬菌体MS2灭活的贡献更大.     

纳米TiO2-光催化灭活水中噬菌体MS2

提出了一种简易的水中病毒灭活方法,以噬菌体MS2为模式病毒,探讨了紫外光照射时间、TiO2浓度、紫外光强度对自来水中MS2灭活效率的影响;评价了太阳光代替紫外光用于光催化灭活病毒的可行性.研究结果表明,聚乙烯(PE)材质的样品袋能更好地透过紫外光;紫外光照射6h,50mg/L的TiO2可以灭活自来水中7.95Log的MS2;紫外光强度在45μW/m2以下时,灭活率随强度的提高而增加;在溪水中,50mg/L的TiO2仅有4.87Log的灭活效率. 在太阳光下,50mg/L的TiO2在自来水和溪水中对MS2的灭活效率差异不明显,都达到了6.1Log以上,表明太阳光-TiO2灭活水中的病毒可行且高效.     

颗粒污泥厌氧氨氧化动力学特性及微量NO2的影响

采用批试验方法,研究了颗粒污泥厌氧氨氧化动力学特性及微量NO2的影响.用Haldane模型描述厌氧氨氧化反应动力学,得到最大氨氮反应速率6.65×10-3tmg·(mg·h)-1、氨氮半饱和常数87.1 nag·L-1和抑制常数1 123 mg·L-1,亚硝态氮半饱和常数15.39 mg·L-1和抑制常数159.5 mg·L-1.微量NO2对厌氧氨氧化具有强化作用,基于Haldane模型建立了厌氧氨氧化的NO2强化函数,估计了强化函数中的最大强化系数48.79、NO2半饱和常数2480 mg·m-3、NO2抑制常数4.22 mg·m-3和基础速率系数0.018 2.试验中大部分的NOx出现损失.     

藻细胞和高岭土的存在对病毒MS2存活的影响

选用病毒MS2作为水中肠道病毒的指示病毒,高岭土和铜绿微囊藻分别作为无机颗粒物和有机颗粒物,研究颗粒物浓度、pH值、不同价态离子浓度、天然有机物(NOM)等水质条件下,无机(高岭土)、有机(铜绿微囊藻)颗粒物存在对病毒MS2存活的影响.结果表明,无机颗粒物高岭土对病毒MS2的存活无明显影响,但当水体钙硬度(钙离子产生的硬度)较大时,病毒MS2的表观存活量增加1个对数;铜绿微囊藻的存在会导致病毒MS2的存活量降低1个对数左右,但当溶液的pH值大于4.0或铜绿微囊藻的浓度小于1.0×106cells·L-1时,藻类对病毒的生存无明显影响;当水体钙硬度较大时,藻反而会增加病毒MS2的存活对数.因此在高浊水、高藻水中,水的钙硬度增加会使水体中病毒生存能力变强,进而增加饮用水的安全风险.     

生物炭理化特性及其对厌氧消化效率提升的研究进展

厌氧消化被广泛应用于餐厨垃圾、有机废弃物和高浓度废水等的资源化处理,但实际应用中,厌氧消化常由于易酸化、氨氮抑制和产甲烷菌对环境因素敏感等原因,造成消化过程不稳定、产甲烷率低等问题。生物炭具备制备简单、原料来源广泛和成本低廉等优点,将其添加至厌氧消化系统中,可维持体系稳定运行和提升厌氧消化产甲烷效率。介绍了生物炭的制备方法和理化特征,并从生物炭提升厌氧消化系统缓冲能力、吸附抑制剂从而缓解氨氮抑制及其作为微生物载体等方面,对生物炭促进厌氧消化的效果和机理进行了综述。     

污泥厌氧消化系统中硫转化的主要途径及影响因素

污水厂污泥中的无机硫和有机硫在厌氧消化过程中同时进行固-液-气三相的物理、化学和生物转化。硫的迁移转化及影响机制是污泥厌氧消化物质转化理论体系的重要组成部分。主要介绍了污泥厌氧消化系统中硫的主要生物转化途径和非生物转化途径,分析和总结了污泥厌氧消化体系中影响硫转化的主要因素,并对该领域的未来研究方向进行了展望。     

洞庭湖水环境演变特征及关键影响因素识别

为了更有效地保护洞庭湖水环境,本研究基于1991—2015年流域社会经济发展、水文情势变化与湖泊水环境监测数据,从水质和藻类水华两方面探讨了洞庭湖水环境演变特征,采用主成分分析法筛选确定了主要驱动因素,并通过多元回归分析识别了不同阶段洞庭湖水环境演变的关键影响因素.结果表明:1991—2015年,洞庭湖水环境质量总体呈下降趋势;其中,1991—2002年洞庭湖水质下降较为缓慢,藻类水华程度总体稳定,影响水环境演变的关键影响因素为流域污染负荷输入,其中农业面源贡献相对较大;2003—2015年洞庭湖水质呈加速下降趋势,藻类水华程度也明显加重,局部水域已出现明显藻类水华现象,该阶段水环境演变主要受流域污染负荷输入和水文情势变化共同影响.因此,今后洞庭湖水环境保护不仅要继续加强流域污染控制,有效削减入湖污染负荷,也要密切关注水文情势变化对洞庭湖水环境的不利影响,采取针对性的措施,科学恢复或调整江湖关系,把不利影响降到最低.     

污泥处理过程中厌氧再释磷的影响因素研究

对序批式活性污泥反应器(SBR)试验装置和T型氧化沟污水处理厂的释磷总量进行了研究.同时,利用实验室和污水厂SBR装置考察了富磷污泥中的硝酸盐浓度、碳源种类、初沉池污泥投配比等因素对富磷污泥厌氧再释磷的影响.结果表明:每日通过泥线释磷返回水线的磷约占日处理磷量的10%～16%;不同有机基质诱导的污泥释磷速率不同,乙酸钠等低级脂肪酸能快速诱导污泥再释磷;硝酸盐的存在对污泥再释磷有明显的抑制作用,4h后当NO3--N浓度降低到0.2mg·L-1以下时磷将快速释放;初沉污泥的投加会使释磷时间提前4h,随着初沉污泥投配比的提高,释磷速率会相应提高,但释放总量不变.试验结果可以为SBR污水厂污泥处置过程中控制富磷污泥磷的再释放提供参考.     

厦门市氮素流动与水环境负荷演变特征

人类活动造成大量氮素在城市生态系统中聚集,从而对水环境质量造成不利影响.作为一个复合生态系统,城市各系统对水环境的影响呈现不同的变化特征及趋势.本研究以厦门市为例,构建了城市氮流动模型,计算了水环境氮负荷,并通过情景分析的方法探讨了减缓城市水环境氮污染的策略.结果表明,1995—2015年厦门市水环境总氮负荷呈现上升-下降-上升式波动变化,总量介于8800～11100 t之间,主要受地表水氮负荷影响显著,而地下水变化相对稳定.在城市化进程中,城市各系统对水环境产生了不同程度的影响,农作物生产系统、污水处理系统及大气氮沉降是水环境氮污染的主要排放源,年均贡献率达69.0%.农作物生产系统和污水处理系统变化较显著,前者对水环境氮负荷的贡献率从1995年的22.3%下降到2015年的7.0%,后者由1995年的9.7%逐渐上升到2015年的40.7%.情景分析可知,提高城市废物、废水的资源化和综合化利用效率是减少城市水环境氮污染的重要途径.     

Effects of solution conditions on the physicochemical properties of stratification components of extracellular polymeric substances in anaerobic digested sludge

The composition and effects of solution conditions on the physicochemical properties of the stratification components of extracellular polymeric substances (EPS) in anaerobic digested sludge were determined. The total EPS in anaerobic digested sludge were extracted by the cation exchange resin method. Another EPS extraction method, the centrifugation and sonication technique was employed to stratify the EPS into three fractions: slime, loosely bound (LB)-EPS, and tightly bound (TB)-EPS from the outside to the inside of the anaerobic digested sludge. Proteins and polysaccharides were dispersed uniformly across the different EPS fractions, and humic-like substances were mainly partitioned in the slime, with TB-EPS second. Protein was the major constituent of the LB-EPS and TB-EPS, and the corresponding ratios ranged from 54.0% to 65.6%. The hydrophobic part in the EPS chemical components was primarily comprised of protein and DNA, while the hydrophilic part was mainly composed of polysaccharide. In the slime, the hydrophobic values of several EPS chemical components (protein, polysaccharide, humic-like substances and DNA) were all below 50%. The protein/polysaccharide ratio had a significant influence on the Zeta potentials and isoelectric point values of the EPS: the greater the protein/polysaccharide ratio of the EPS was, the greater the Zeta potential and the higher the isoelectric point value were. All Zeta potentials of the EPS showed a decreasing trend with increasing pH. The corresponding isoelectric point values (pH) were 2.8 for total EPS, 2.2 for slime, 2.7 for LB-EPS, and 2.6 for TB-EPS. As the ionic strength increased, the Zeta potentials sharply increased and then gradually became constant without charge reversal. In addition, as the temperature increased (< 40°C), the apparent viscosity of the EPS decreased monotonically and then gradually became stable between 40 and 60°C.     

环境中磷化氢的含量差异及其影响因素

分析测定了不同环境来源的 12个样品的磷化氢含量 ,结果表明不同来源的样品其磷化氢含量差别很大 ,最高的是污水处理厂的污泥 ,其磷化氢含量可达 2 130 7 4ng·kg-1,远远高于目前文献报道的湖泊、稻田、垃圾场、海洋沉积物等来源样品的含量 ,磷化氢的产生在污水除磷处理中有一定的作用 ;其次是稻田土壤的磷化氢含量 ;最低的是太湖底泥样品 .进一步分析了样品中与微生物生命活动相关的因素 ,如微生物数量、总氮、氨氮、硝态氮、总磷、有机磷化合物、无机磷化合物、总碳、还原糖等 ,结果发现磷化氢与还原糖、厌氧微生物、总碳、有机磷化合物的关系最为密切 ,呈现显著的正相关性 ,其相关性系数R2 分别为 0 99、0 92 (厌氧微生物数量的对数 )、0 90和 0 81.磷化氢含量与其它环境因素的关系不大     

环境因素对病毒在水体中生存与传播的影响

目前,新型冠状病毒(2019-nCoV)在全球范围内广泛传播.2019-nCoV在粪便和污水中的检出揭示了病毒介水传播的可能性.了解各类环境因素对水源性病毒生存与传播的影响对介水传染病的防控及病毒风险评估具有重要意义.通过对国内外相关研究的文献调研,探究了影响病毒在水体中生存与传播的主要环境因素.研究表明,致病病毒在水环境中的存活和传播潜力与紫外线照射、水体温度、pH、盐度以及水体中存在的微生物和悬浮颗粒物等环境条件密切相关.即:①低温能够大幅延长病毒的存活时间,更有利于病毒在水体中的传播;高温能够加速病毒失活从而削弱病毒的传播潜力.②紫外线照射通过破坏病毒核酸能够有效去除和灭活病毒.③水体中的微生物能够产生对病毒颗粒不利的代谢物,或利用病毒衣壳作为营养来源,从而导致病毒失活.④各类水体中存在的大量悬浮颗粒物对病毒的吸附大大延长了病毒的存活时间,从而增强了病毒在水体中的潜在传播能力;此外,悬浮颗粒物能够促进或阻碍病毒在多孔介质中的传输与滞留.⑤pH通过改变病毒颗粒的表面电荷,影响病毒的团聚,从而影响病毒在水环境中的持久性.⑥无机离子通过影响病毒的团聚和吸附性能,从而改变其活性.环境因素...     

冷凝水冷却玻璃幕墙构建及其对室内环境的影响分析

为利用空调冷凝水的冷量同时解决单层玻璃幕墙夏季高温的问题,将冷凝水用于冷却单层玻璃幕墙,并对其进行了水量、造价及能耗分析.通过Ecotect、CFD模拟、对比了冷凝水冷却玻璃幕墙与普通玻璃幕墙在夏季的光环境和热环境.结果表明：冷凝水冷凝水冷却玻璃幕墙应用规模与建筑冷凝水产量有关,其应用会减少夏季日照辐射,减少幅度在30.1%~41.8%.加装了冷凝水冷却玻璃幕墙的房间温度较普通房间降温幅度为6.64%,白天降温幅度在6.64%~12.73%.综合分析,冷凝水冷却单层幕墙能够较为有效地调节室内环境,同时也是一种新的建筑幕墙改良途径和冷凝水利用方式.