太湖流域河网4种典型抗生素的时空分布和风险评价

分析了太湖流域人口密度大且养殖业发达的宜溧-洮滆水系水相和沉积相中典型抗生素磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,SMX)、氧氟沙星(Ofloxacin,OFL)、罗红霉素(Roxithromycin,ROM)和土霉素(Oxytetracycline,OTC)的时空分布特征,并应用商值法进行了健康风险(Health Quotients,HQs)和生态风险(Risk Quotients,RQs)评价.结果表明,宜溧-洮滆水系中OTC、ROM、OFL、SMX在水相的检出率分别为96.5%、57.0%、60.5%和4.5%,沉积相中的检出率分别为96.5%、95.5%、90.0%和44.5%;水相检出浓度最高的抗生素为OTC,最高浓度为17.85 ng·L~(-1);沉积相检出浓度最高的抗生素为SMX,浓度为46.74 ng·g~(-1);相比于其他3种抗生素,流域水相和沉积相中OTC的检出率和检出浓度均较高.宜溧-洮滆水系主要包括南河和长江客水区,丰水期南河水系抗生素的检出水平高于长江客水区.沉积相中抗生素浓度沿水流方向逐渐降低,入湖河口所有点位由于沉积物堆积作用均呈现抗生素富集现象.渔业养殖中抗生素的大量施用是导致该水系抗生素时空分布差异的主要原因.健康风险评价结果表明,4种抗生素均属于可接受风险(HQs0.01).生态风险评价结果表明,4种抗生素均呈现低风险(RQs0.1),其中,生态风险最高的抗生素是OTC,其值为0.086.为有效管控太湖流域抗生素生态风险,应加强对南河水系水产养殖业监管;入湖河口的抗生素富集现象也应引起重视.     

游离亚硝酸抑制硝化杆菌属(Nitrobacter)活性动力学研究

为探究游离亚硝酸（FNA）对亚硝酸盐氧化细菌中硝化杆菌属（Nitrobacter）活性抑制动力学影响,采用序批式活性污泥（SBR）反应器,在通过改变系统进水FNA浓度达到富集Nitrobacter基础上,以富含Nitrobacter污泥为对象（宏基因组物种注释和丰度分析显示上Nitrobacter占细菌总数40.3%）,基于批次试验,考察不同FNA浓度梯度下亚硝酸盐氧化过程比亚硝态氮氧化速率（SNiOR）变化规律,进而拟合FNA抑制Nitrobacter活性抑制动力学模型,并进行统计学分析.结果表明,当FNA≤0.1mg/L时,随着FNA浓度升高,SNiOR迅速升高.当FNA>0.1mg/L时,SNiOR随着FNA浓度升高而降低.尤其当FNA浓度高于0.7mg/L时,SNiOR始终维持在0gN/（gVSS·d）,表明Nitrobacter活性统被完全抑制.统计学分析结果显示相对于Haldane、Aiba、Edwards-1#、Edwards-2#、Luong抑制动力学模型,Han-Levenspiel模型最适合描述FNA对Nitrobacter活性的抑制影响.其统计学常数：残差平方和（RSS）为0.02、可决系数（R²）为0.90、拟合方程的方差检验统计量F值为78.1、可信度P值为3.29×10^-12,其动力学常数值分别为：最大比亚硝态氮氧化速率（r_max）为1.57gN/（gVSS·d）;半饱和常数（K_S）为0.01mg/L;临界抑制常数（S_m）为0.66mg/L.     

大连湾表层海水全氟烷基化合物污染水平及分布研究

全氟烷基化合物（PFASs）作为一类新型有机污染物已被广泛关注。本研究采用固相萃取前处理与高效液相色谱串联质谱联用（HPLC-MS/MS）相结合的方法,测定了大连湾表层海水中的17种PFASs的含量,并对其污染水平以及分布进行了分析。各站位水样中均有PFASs检出,表明大连湾普遍存在PFASs的污染,∑PFASs浓度介于8.1~13.8 ng/L之间。其中,全氟辛酸（PFOA）、全氟丁酸（PFBA）和全氟丁基磺酸（PFBS）是目前大连湾表层水体中的主要PFASs污染物。短链物质正在逐渐成为主要的PFASs污染物,需引起重视。在污染分布上,受海水稀释扩散和潮流的影响,湾内PFASs污染高于湾外;但三山岛西部PFASs污染相对偏高,潜在污染源有待于进一步研究。     

好氧颗粒污泥技术处理乡镇污水应用

为研究好氧颗粒污泥技术是否适用于处理乡镇污水,采用该技术对处理规模为400 m3/d的乡镇污水处理厂进行改造,考察了污泥颗粒化过程、污染物去除效果及接种絮状污泥与好氧颗粒污泥微生物群落结构差异.结果表明,以进料负荷的交替变化作为调控措施,反应器启动后第13天污泥出现颗粒化,颗粒污泥平均粒径0.499 mm;启动第40天污泥完全颗粒化,颗粒污泥平均粒径1.336 mm.完全颗粒化后SBR反应器内ρ（MLSS）稳定在8~12 g/L,SVI维持在25~40 mL/g,出水ρ（COD_Cr）、ρ（NH₃-N）、ρ（TN）始终满足GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准要求.群落结构的研究结果表明,相比于接种絮状污泥,好氧颗粒污泥群落丰富度和多样性均明显减少,反硝化功能菌和聚磷菌丰度显著增加;在好氧颗粒污泥中,Nitrosomonas（亚硝化单胞菌属）、Nitrospira（硝化螺旋菌属）是主要的硝化功能菌;Dechloromonas、Clostridium sensu stricto 13（梭菌属）是主要的反硝化细菌;Aeromonas（气单胞菌属）、Clostridium sensu stricto 13（梭菌属）是主要的聚磷菌;Uncultured Xanthomonadaceae、Comamonas（丛毛单胞菌属）、Zoogloea（动胶菌属）是降解有机物的主要菌种,其中Comamonas（丛毛单胞菌属）、Zoogloea（动胶菌属）也是好氧污泥颗粒化过程中的关键菌株.      

微生物诱导碳酸盐沉淀及其在固定重金属领域的应用进展

生物矿化已受到化学、物理、生物、材料、医学、生命及环境等多学科的广泛关注,其中,以尿素为底物的MICP（微生物诱导碳酸盐沉淀）技术是生物矿化领域的研究热点之一.在分析MICP过程中的酶解机理和生物大分子在微生物矿化过程中的作用基础上,通过对重金属离子的矿化产物和碳酸盐矿化菌的成矿因素分析,揭示MICP矿化产物的特征及形成条件.碳酸盐矿化菌主要产生脲酶分解尿素,增加土壤CO₃2-饱和度,其代谢产生的胞外聚合物具有多种功能团组合和键能连接,起着调控生物矿化的作用.MICP技术可用于固定土壤和水体中的Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、As等重金属,重金属主要以共沉淀的形式被固定,阴阳离子型重金属以类质同象置换方式分别占据方解石中的CO₃2-位和Ca2+位,从而促使污染土壤中的可交换态重金属向碳酸盐结合态转移.但是,MICP技术主要针对减少重金属的生物可利用性,不能满足以全量来计算的现行土壤环境质量标准,且MICP技术在长期有效性、生物安全性和土壤理化性质等方面存在诸多隐患.因此,由试验条件转向实际应用具有一定挑战.建议寻找更稳定的方法以阻止碳酸盐矿物中的重金属溶出,且有必要将开发高效的土著微生物复合菌剂作为未来MICP研究的方向之一.      

特种燃磷塔底部余热回收设计及强制水循环校核

在对特种燃磷塔进行余热利用的技术改造过程中,反应塔底部余热回收一直是亟待解决的难点,在介绍特种燃磷塔塔内燃烧特性过程中,重点分析了特种塔底部的传热过程,并提出了底部余热回收的改造方案,根据热力计算对设计的模型进行实例分析,得出了最合理的导汽管尺寸和数量。通过水循环的计算校核,论证了底部强制循环方式进行余热回收的可行性。最后总结出特种燃磷塔底部余热回收的关键数据,为实际改造提供指导意义和工程应用价值。     

优势降解菌-光照-铁矿粉联用对高浓度2,4,6-三氯苯酚废水的降解特性

研究了Bacillus cereus WTXJ1-16优势降解菌在不同降解时间、接种量、降解温度、初始pH和转速下对2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)的降解特性,初步考察了优势降解菌-光照-铁矿粉联用下对2,4,6-TCP的降解效果。结果表明:浓度为10~8~10~9cfu/m L的WTXJ1-16菌株对初始浓度为100 mg/L的2,4,6-TCP废水的适宜降解条件是接种量为8%(体积分数)、37℃、初始pH 7.5、转速150 r/min和降解60 h。优势降解菌-光照-天然铁矿粉联用实验结果表明,有菌有矿组中光照和黑暗条件下的2,4,6-TCP降解率分别为68.6%和49.4%,比有菌无矿组高出10.3,6.3个百分点,比有矿无菌组高出了60.4,43.0个百分点,说明优势降解菌-光照-天然铁矿粉联用对高浓度2,4,6-TCP废水具有良好降解效果,光照和矿粉对WTXJ1-16优势降解菌具有协同促进作用。     

曝气强化非离子表面活性剂洗涤法修复柴油污染土壤

采用异位修复法,利用非离子表面活性剂洗涤柴油污染土壤,并在洗涤过程中曝气强化。考察了洗涤效果的影响因素,并通过表面张力和接触角的测定探讨了洗涤机理。实验结果表明:曝气对污染土壤中柴油的洗脱有强化作用,可提高洗脱率10%~20%;3种非离子表面活性剂的洗脱效果优劣次序为聚氧乙烯月桂醚(Brij-35)曲拉通X-100(TX-100)吐温-80(Tw-80);在表面活性剂浓度为1倍临界胶束浓度、曝气量为7.5 L/min、洗涤时间为60 min、洗涤液pH为11.0的优化条件下,Brij-35对柴油的洗脱率达77.4%,污染土样的含油率从7.0%降至1.6%,接触角从24.12°降至6.65°,可基本恢复土壤的亲水性;洗涤液的表面张力随表面活性剂浓度的增加而降低,但不受洗涤液pH的影响。     

暴露组及其研究方法进展

过去20年中,基因组学的研究成果未能对疾病发生原因提供本质的认识,人们较早意识到环境因素对于人体健康的重要性.早期对于人体暴露的研究主要集中在内外暴露的研究,未综合考虑人体总的环境暴露.自暴露组(exposome)概念提出以来,得到了广泛关注,也使暴露科学的内涵和外延得到了延伸.暴露组是指一个人从出生至生命结束全过程各种暴露的总和,真正意义上探讨污染暴露、人体健康和疾病发生的实在本质,包括了外暴露、内暴露和社会暴露.研究方法上结合了基于生物监测的"自上向下"法和基于监测空气、水和食物等"自下向上"法,而在研究手段上涉及了环境科学的外暴露和基因组学的分子生物学等中广泛应用的研究技术.然而当前准确测量暴露组仍然是一个巨大的挑战,只有多学科技术手段和研究方法发展和融合才能更好地促进暴露组研究的进步.我国暴露科学研究起步较晚,目前学者对于暴露组的研究仍然薄弱,本文主要从暴露组的概念、研究方法以及测量技术手段入手,介绍这一新兴的研究科学.     

生物炭及改性生物炭对水环境中重金属的吸附固定作用

生物炭是由植物或动物废弃生物质在完全或部分缺氧条件经裂解炭化产生的一类高度芳香化、抗分解能力极强的碳质固体物质,是一种富含碳元素的有机连续体。生物炭比表面积大、疏松多孔,含有羟基、羧基、羰基等活性官能团,对多种重金属离子具有吸附固定作用,可以用来去除或削减水体中的有毒有害重金属。此外,利用酸、碱、石墨烯等物质对其进行修饰或改性,可提高对重金属的吸附能力。根据当前研究现状,综述了不同生物炭对水溶液中重金属离子的去除作用,并比较了一些生物炭改性前后与重金属的作用效果差异,同时归纳了生物炭与重金属的相互作用机理及其影响因素。在此基础上,展望了生物炭在去除水体环境中有毒有害重金属的研究方向,以期望生物炭得到更好应用。