四环素类抗生素环境行为及其生态毒性研究进展

四环素类抗生素(TCs)是目前世界上应用最广泛的抗生素种类之一,由于该类化合物不易被生物体吸收,难以在环境中降解,且在常规的污水处理系统中难以彻底去除,对生态系统和人类健康造成严重威胁.梳理分析了环境中TCs的来源及污染现状,详细阐述了其在环境中的迁移转化和降解,并对其引起的生态毒性效应进行了总结,指出了该类污染物的生...     

浑太水系水体中不同粒径有机胶体荧光光谱特性

将超滤系统与孔径(相对分子质量)为100×103和1×103超滤膜结合,对浑太水体中总溶解有机质(DOM)进行分级,并运用三维荧光光谱技术对不同级有机质的荧光光谱特性进行了对比分析.结果表明,浑太水系水体的荧光图谱表现为紫外光区类腐殖质、可见光区类腐殖质、类色氨酸(短波和长波激发峰)4个荧光峰,其中,类腐殖质荧光物质主要赋存于胶体形态(相对分子质量<100×103)和真溶解态(相对分子质量<1×103)中,由于类蛋白物质与水体中胶体的相互作用,使得胶态类蛋白荧光物质也占有相当大的比例.峰、枯两水期相比,丰水期由于陆源汇流的冲击作用,阻止了胶体颗粒的凝聚,使DOM中小胶态和真溶解态有机质所占的质量分数较高.通过比较不同粒径有机质的荧光指数、生物源指数、腐殖化指数以及DOM与荧光强度的相关性分析可以得出,真溶解态中腐殖质主要源自于内源作用,而胶态腐殖质具有陆源特征,新产生的有机质在真溶解态中占有更大的比例,水体中类腐殖质是溶解有机碳(DOC)的主要来源,但由于浑太水系各采样断面存在不同程度的污染,类蛋白物质对DOC的贡献也不能忽略.     

赤泥诱导磷酸钙结晶法回收废水中的磷

为获取适用的废水磷回收工艺,以赤泥为晶种,诱导磷酸钙(HAP)结晶法回收模拟废水中的磷,研究工艺条件对回收效果的影响;运用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)和X-射线衍射仪(XRD)对最优工艺条件下的结晶产物进行了表征。结果表明,当搅拌速度为180 rmin,搅拌时间为30 min,沉淀30 min后,在赤泥投加量为8 gL,赤泥粒径为40~60目(250~380μm),初始磷酸盐浓度为60 mgL时,磷的回收率可达74.1%。不同初始磷酸盐浓度下,随pH升高,磷酸根离子、钙离子的回收率均增大,但增大速率随初始磷酸盐浓度的提高而减缓。磷酸根离子的回收率随着Ca与P物质的量比的增大而增大;而钙离子的回收率随Ca与P物质的量比的增大达到一个最大值,但随初始磷酸盐浓度不同,出现回收率最大值的Ca与P物质的量比也不同。赤泥晶种重复使用不宜超过3次。废水中的磷主要以磷酸钙形态被回收。     

不同Ca/P比下碳酸根对磷酸钙沉淀反应回收磷的影响

以模拟污水处理厂污泥厌氧消化液为处理对象,进行磷酸钙沉淀除磷小试实验,考察了不同Ca/P物质的量比下碳酸根(CO2-3)对磷酸钙沉淀反应回收磷的影响;利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对沉淀产物进行表征。结果表明,磷酸钙沉淀反应是一个快速过程,CO2-3的存在并未改变这一显著特征。磷酸钙沉淀反应过程中,CO2-3的存在降低了磷的去除率,改变了沉淀物形貌、结构和组分;实验设定范围内,磷酸钙的过饱和度越高,越难形成晶体态羟基磷灰石((Ca5(PO4)3OH,HAP);当pH值为9.0,Ca/P比为1.67时,CO2-3取代HAP晶格中的PO3-4,形成碳磷灰石(CHAP);当pH值为9.0,Ca/P比为3.33和5.01时,CO2-3和PO3-4之间竞争,形成碳酸钙(CaCO3);增大Ca/P能有效提高磷的去除率,降低CO2-3对磷酸钙沉淀反应的抑制作用,但综合考虑实际效果,选择Ca/P比为3.33作为适宜的反应条件。     

沈阳市典型城市河流优先控制污染物筛选及生态环境风险评估

细河和蒲河接纳了沈阳市工业废水的排放,水体中有毒、有害污染物不容忽视.为了明确河流中优先控制污染物,评价实际暴露水平下优先控制污染物对该水系生态环境的风险,选择细河和蒲河表层水为研究对象,开展了平水期、丰水期和枯水期的采样及有机污染物的检测分析;通过改进的潜在危害指数法对水体中检出的52种有机污染物打分排序,筛选了优先控制污染物;将效应评价外推法与商值法结合评价了优先控制污染物的生态环境风险.结果表明:52种有机污染物在细河中检出的平均质量浓度范围为9.20×10-6~1.37×10-1 mg/L,在蒲河中检出的平均质量浓度范围为4.30×10-6~3.03×10-2 mg/L.细河或蒲河中这些污染物的危害指数总分值（R）在22分以上的分别有12和13种,其中,PAEs（酞酸酯类）占6种,苯酚类污染物占4种.在细河中,DBP（邻苯二甲酸二丁酯）、苯酚、对甲基苯酚、2,4-二甲基苯酚和2,4,6-三甲基苯酚的R_q（风险商）>1,表明这些污染物存在较大的生态环境风险;在蒲河中,DBP、DEHP[邻苯二甲酸二（2-乙基己基）酯]和苯酚的R_q>1,表明这些污染物存在较高生态环境风险水平.研究显示,在细河、蒲河中PAEs和苯酚类有机物为优先控制污染物,其中部分优先控制污染物具有较高的生态环境风险,可为该流域有毒、有害物污染控制方案的制定提供参考和指导.      

辽河保护区七星湿地水体溶解性有机物紫外吸收光谱研究

双组分模型假定吸收紫外光的溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM)由2种组分(A和B)组成,组分A对紫外光有强烈的吸收,主要为芳香族化合物且具有疏水性;组分B对紫外光吸收较弱,具有亲水性。对七星湿地水样DOM进行紫外光谱扫描,采用双组分模型对溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)浓度进行模拟预测,并研究组分A所占比例(f A)与DOM性质的关系。结果表明,双组分模型可以较好地预测七星湿地水体中DOC的浓度(rmsd为2.18 mgL,R2为0.963),相应模型参数E A,254为95.04 L(g·cm),E B,254为0.15 L(g·cm),E A,340为30 L(g·cm),E B,340为0。f A随着水样中DOC浓度升高呈下降趋势,并且与特征吸光度(special UV absorbance,SUVA)SUVA254、SUVA280有较好的线性关系(R20.900)。f A可以反映DOM中不饱和共轭双键、苯环类化合物及芳香族化合物的变化,但不能反映DOM的分子量大小。因此,利用双组分模型可以实现对DOM定性及定量的分析。     

多元数理统计法研究太子河本溪城市段水体DOM紫外光谱特征

在太子河本溪城市段7个点位采集表层水样,应用多元数理统计法研究其DOM的来源、组成、结构及腐殖化水平.推导出9个紫外光谱指数(SUVA254、E_2/E_3、E_2/E_4、E_4/E_6、S_(275~295)、S_(350~400)、A_2/A_1、A_3/A_1和A_3/A_2)用于研究DOM的组成与结构特征,进一步评估DOM的腐殖化水平.研究表明:太子河本溪城市段水体中DOM的腐殖化程度呈现城市河段及工业废水排放分布特征,本溪钢铁厂排放废水所含的DOM为聚合程度低且相对分子质量较小的有机物;E_2/E_3与E_2/E_4呈现极显著性正相关(P0.01),与S_(275~295)、S_(350~400)和A2/A1呈显著负相关(P0.05),表明太子河本溪城市段水体DOM腐化程度不仅与有机物分子缩合度有关,同时与富里酸和胡敏酸比值密切相关;DOM组成结构特征与A_2/A_1、SUVA_(254)和S_(275~295)呈显著正相关,而与E_2/E_3和E_2/E_4呈显著负相关;得分图显示7个采样点分别位于3个35%置信度的椭圆内,进一步验证太子河本溪城市段水体中DOM组成与结构、腐殖化水平呈现城市河段及工业废水排放分布特征,表明太子河本溪城市段DOM深受人类活动的影响.     

电-Fenton法预处理干法腈纶生产废水

以Ti金属网为阴极,Ti基RuO2涂层形稳电极为阳极,采用外加H2O2和Fe2+的方式,研究了电-Fenton氧化预处理干法腈纶生产废水的工艺,考察了H2O2投加量、Fe2+投加量、pH值和电流强度等因素对污染物降解过程的影响,分析了废水可生化性和污染物变化规律。结果表明,电-Fenton法可以有效降解废水中有机污染物,使废水COD迅速降低,在初始pH值为3.0,Fe2+投加量为5.0 mmol/L,H2O2投加量为60.0 mmol/L,电流强度0.2 A的条件下,反应120 min后COD去除率可以达到44.0%以上;反应过程中H2O2的投加方式对电-Fenton法的处理效果具有明显影响,H2O2分6次投加可以使COD去除率由一次性投加时的44.8%提高至54.1%;处理后废水的BOD5/COD由0.29升高至0.68;GC-MS结果表明,经电-Fenton法预处理后,废水中多数芳香族化合物和特征污染物能被有效降解。     

电增强载铝活性炭纤维吸附氟离子性能

以载铝活性炭纤维毡为电极,在电场作用条件下对模拟含氟水进行静态吸附实验。结果表明,该载铝活性炭纤维毡正极化可以强化吸附除氟效果,吸附动力学数据很好地符合Lagergren二级速率方程,加电场时二级反应速率常数为4.50 g/(mg·h);其对高浓度含氟饮用水也有较高去除率,Freundlich吸附等温方程能很好地描述吸附平衡数据。加电场情况下,该载铝炭毡对氟离子的最大吸附量为16.584 mg/g,去除氟离子的最佳pH范围是5.5~8.9。共存阴离子Cl-、SO2-4和NO-3对炭毡吸附除氟没有抑制作用,但CO2-3的存在会导致除氟吸附量显著下降。     

铁基双金属催化剂活化过硫酸盐去除水中抗生素研究进展

近年来,抗生素残留物在多种水体中被普遍检出,对水生态环境和人类健康造成严重威胁.基于活化过硫酸盐高级氧化作用去除水中抗生素污染物,以其氧化性强、选择性高和pH适用范围宽等特点成为研究热点.低成本、高稳定性和催化性能优异的铁基双金属材料能有效活化过硫酸盐,它弥补了单一铁元素活化剂易失活、效率低和容易产生二次污染等缺陷.针对尖晶石铁氧体、铁基层状双金属氢氧化物和铁基普鲁士蓝类似物3种典型铁基双金属催化剂,开展其活化过硫酸盐降解抗生素的研究分析,系统讨论了铁基双金属活化过硫酸盐的几种内在驱动机制,并分别对自由基、单线态氧和高价金属的产生,电子转移和过硫酸盐直接氧化过程进行了梳理.最后,总结了活化过硫酸盐技术处理氟喹诺酮类、磺胺类、四环素类与β-内酰胺类抗生素等4种典型抗生素的一般降解途径,为今后研究铁基双金属催化剂及其改性、衍生物和复合物等在活化过硫酸盐技术中的应用提供参考.