武汉地区水环境中全氟化合物污染水平及其分布特征

武汉作为中国氟化工行业的主要生产基地之一,其水环境中全氟及多氟类化合物(PFASs)污染情况对评估该地区水环境生态安全至关重要。采集了武汉城区10个污水处理厂进、出口污水和19个地表水样品,利用HPLC-ESI-MS/MS技术分析研究该区域水环境中PFASs污染水平及其分布特征。结果发现,武汉地区的污水和地表水样品中,PFASs污染均以短链同系物全氟丁酸(PFBA)和全氟丁基磺酸(PFBS)为主。污水处理厂进、出口污水中PFASs总浓度分别为11.8~12 700 ng·L~(-1)和19.1~9 970 ng·L~(-1)。在城区15个湖水样品中,PFASs总浓度为21.0~10 900 ng·L~(-1);在流经城区的4个江水样品中,PFASs总浓度为4.11~4.77 ng·L~(-1),比湖水样品中PFASs浓度水平低1~2个数量级。与污水中PFASs空间分布趋势一致,各湖泊水样中PFASs总体水平呈现汉口汉阳武昌的趋势,表明城市工业布局与人口密度程度直接影响城市PFASs污染空间分布。值得注意的是,与以往水环境中PFASs污染以全氟辛酸(PFOA)和全氟辛基磺酸(PFOS)为主不同,武汉地区水环境中PFASs污染以短链同系物为主,表明短链替代效应已经渐渐在中国化工领域出现,中国全氟行业在响应国际组织规范和建议的基础上做出了实质性进展。然而,对于短链PFASs的污染特征、迁移运输以及生态风险等科学问题,还需要更进一步的研究。     

邻苯二甲酸酯类雌激素活性联合作用模型分析

环境雌激素对生命健康影响受到广泛关注,现行污染物环境标准制订和风险评价只针对单一化合物而非混合物效应,不足以保护生命安全与人类健康。为探讨环境雌激素的混合物效应,选择对雌激素敏感的人乳腺癌MCF-7细胞增殖实验,检测雌二醇(E2)、邻苯二甲酸酯类化合物(DBP和DEHP)的单一及其联合雌激素活性;基于单一化合物的浓度-反应曲线,运用浓度相加(CA)和独立作用(IA)模型对混合物的毒性进行预测,并将模型预测结果与混合物实验数据进行比较分析。结果表明,E2、DBP、DEHP对MCF-7细胞的单一作用数据可通过Weibull方程拟合,由拟合方程得到的半数效应浓度(EC50)及95%置信区间分别为3.450×10-6(2.373×10-6~1.675×10-5)、5.138(1.489~1.082×10)、1.186(4.478×10-1~2.24)μmol·L-1;3种化合物的混合物数据亦可通过Weibull、Logistic和Exp Gro1方程进行有效拟合,混合物效应与化合物单独作用产生的效应具有显著性差异;3种化合物表现非相似联合作用,利用独立作用(IA)模型预测混合物效应较为可靠,外源性环境雌激素与内源性雌激素联合作用产生的混合效应显著。环境雌激素混合物毒性可以通过相加作用模型预测,为环境复合污染的风险评价和管理提供基础数据。     

改良型AO法组合工艺中有机物的三维荧光分析

采用三维荧光(EEM)光谱技术,对上海竹园第二污水处理厂改良型AO法组合工艺运行过程中的各种溶解性有机物(DOM)进行分析,并对比研究传统好氧活性污泥法曝气池出水和A/O脱氮工艺硝化池出水DOM的EEM光谱的迁移变化特性.结果表明,各种DOM中主要的荧光物质有类蛋白质(荧光峰A和B)及类腐殖质(荧光峰C),经改良型AO法组合工艺处理后,荧光峰的强度降低了14％～60％,同时类蛋白质和腐殖质的结构也发生了变化;腐殖酸溯源表明DOM中的腐殖酸以微生物代谢产生的带有荧光基团的腐殖酸类为主.     

两种AHLs信号分子对生物膜法养殖污水处理条件下水体内环境的影响

为提高生物膜法处理养殖污水的效果,对不同信号分子条件下的生物膜处理情况进行研究。在室内循环水养殖系统中,设定3个实验组和1个对照组,分别添加乙醇、C6-HSL、N-3-oxo-C8-HSL和蒸馏水,并在模拟过程中取样分析。实验结果表明,3个实验组附着基上的生物量明显多于对照组,尤其是添加N-3-oxo-C8-HSL组产生的生物量约为对照组的6倍;经添加C6-HSL和N-3-oxo-C8-HSL处理的养殖水体中,亚硝酸盐最终浓度比对照组低28.6%,但无机磷浓度稍高。数据因子分析结果表明,实验过程中(9～27 d),添加AHLs信号因子C6-HSL和N-3-oxo-C8-HSL两组养殖水体内环境的总体得分较高,说明养殖水体的内环境处于较好状态。     

试论居民有机生活垃圾处置的最佳模式

垃圾分类收集基础上的资源化再利用是处理城市固体废弃物的可行思路,但分类处置在哪种环节操作更具有合理性困惑着管理者的实际选择。为此,本文以上海为例,基于浦东新区"十二五"生活垃圾分类减量专项规划,对小区生化处理机源头消纳与分类收集集中生化处置模式进行了成本收益分析,指出当前适于居民有机垃圾分类减量的最佳模式仍是分类收集集中生化处置模式。只有当居民按量计征垃圾收费等对群体激励的制度出台后才有望驱动小区生化处理机使用。     

Carbonyl emissions from vehicular exhausts sources in Hong Kong

Vehicular emission (VE) is one of the important anthropogenic sources for airborne carbonyls in urban area. Six types of VE-dominated samples were collected at representative locations in Hong Kong where polluted by a particular fueled type of vehicles, including (i) a gas refilling taxis station (liquefied petroleum gas [LPG] emission); (ii) a light-duty passenger car park (gasoline emission); (iii) a minibus station (diesel emission); (iv) a single-deck-bus depot (diesel emission); (v) a double-deck-bus depot (diesel emission); and (vi) a whole-food market entrance for light- and heavy-duty vehicles (diesel emission). A total of 15 carbonyls in the samples were quantified. Formaldehyde was the most abundant carbonyl among the VE-dominated samples, and its contribution to the total quantified amount on a molar basis ranged from 54.8% to 60.8%. Acetaldehyde and acetone were the next two abundant carbonyls. The carbonyls were quantified at three roadside locations in Hong Kong. The highest concentrations of formaldehyde and acetaldehyde, 22.7 +/- 8.4 and 6.0 +/- 2.8 microg/m3, respectively, were determined in the samples collected at a main transportation gate for goods between Hong Kong and Mainland China. The total quantified carbonyl concentration, 37.9 +/- 9.3 microg/m3, was the highest at an entrance of a cross-harbor tunnel in downtown area. The theoretical carbonyls compositions of the three roadside locations were estimated according to the VE-dominated sample profiles and the statistics on vehicle numbers and types during the sampling period. The measured compositions of formaldehyde were much higher than the theoretical compositions in summer, demonstrating that photochemical reactions significantly contributed to the formaldehyde production in the roadsides.     

短程硝化过程中NO-2-N高效富集的工艺条件实验研究

针对厌氧氨氧化工艺需要提供充足的亚硝酸盐氮为电子受体的问题,利用培养基对SBR中具有一定短程硝化功能的污泥进行富集培养,得到氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的数量之比为104︰1,并研究了工艺条件对短程硝化的影响,结果表明,适合氨氧化菌生长的最佳温度为30℃、pH为7.5、nHCO^-₃/nNH⁺₄-N值为1。以适合氨氧化菌生长的最佳环境条件优化SBR,在进水氨氮浓度为250 mg/L时,氨氮的转化率达到90％以上,亚硝酸盐氮积累率维持在85％以上,反应器中氨氧化菌与亚硝酸盐氧化菌的数量之比为10³∶1,亚硝酸盐的高效积累为厌氧氨氧化工艺处理高氨废水的过程提供了稳定的电子受体。     

脂肽类生物表面活性剂液体发酵条件的响应面优化

通过Plackett-Burman和Box-Behnken实验对解淀粉芽孢杆菌XZ-173液体发酵生产表面活性素进行了响应面优化研究。首先使用Plackett-Burman实验对影响表面活性素产量的17个因素进行显著性筛选,结果表明,MnSO4、CuSO4、温度和转速为显著性因素。再运用Box-Behnken实验对这4个显著因素的取值进一步优化,得到各因素优化后的数值分别为4.4 mg/L(MnSO4)、0.18 mg/L(CuSO4)、29℃(温度)和163 r/min(转速)。响应面分析结果表明:该菌株产生表面活性素的最佳培养基为:葡萄糖15 g/L,蛋白胨5 g/L,L-谷氨酸钠6 g/L,KH2PO40.8 g/L,MgSO40.4 g/L,KCl 0.4 g/L,酵母提取物3 g/L,L-苯丙氨酸2.5 mg/L,MnSO44.4 mg/L,CuSO40.18 mg/L,FeSO40.12 mg/L;最适培养条件:pH 7.5,温度29℃,转速163 r/min,接种量5%,装液量50 mL/250 mL,摇床培养36 h。在优化后的条件下,表面活性素实际产量为336 mg/L,实际实验结果与模型预测结果相一致。表面活性素采用HPLC技术分离,发现其在浓度仅为50 mg/L时EI24就可达到70%以上,反映了表面活性素优异的乳化活性以及广阔的应用前景。     

核桃壳粉对水溶液中Pb2＋的吸附

实验通过间歇吸附方式研究了核桃壳粉对水溶液中Pb^2＋的吸附特性,探讨了核桃壳粉粒径及用量、溶液pH、Pb^2＋初始浓度等参数对吸附的影响,并讨论了吸附过程的热力学和动力学特征。结果表明,核桃壳粉对Pb^2＋吸附的最佳pH为5．0,去除率随吸附剂粒径的减小、用量的增加、Pb^2＋初始浓度的减小而增加。优化实验条件下,0～0．3mm15g／L的吸附剂在298K时,对pH=5的50mL50mg／LPb^2＋溶液的去除率达96．98％。核桃壳粉对Pb^2＋的吸附等温线符合Sips模型,在283、293和303K的最大吸附量分别为18．25、18．27和20．94mg／g。吸附过程是放热的、混乱度减小的自发过程,且符合准二级动力学模型。吸附速率常数随温度升高而减小,在293和303K时分别在90和120min基本达到平衡。结合FTIR和SEM手段发现核桃壳对Pb^2＋的吸附以物理吸附为主,同时包括离子交换、螯合等化学吸附以及颗粒内扩散步骤,是一个复杂的过程。     

Degradation of aqueous Rhodamine B by plasma generated along the water surface and its enhancement using nanocrystalline Fe-, Mn-, and Ce-doped TiO2 films

The degradation of aqueous Rhodamine B (RhB) was examined using a dual-channel spark switch module designed to regulate the steepness of pulsed high voltage with microsecond rise time. Depending on the energy per pulse, a spark along the water surface (SPWS) or streamer along the water surface (STWS) was formed. STWS was found to have a better degradation effect and energy efficiency toward RhB than SPWS at the same power; however, addition of H₂O₂ amounts resulted in increased degradation, the effect being more pronounced using SPWS. The initial concentration of RhB also appeared to influence the rate constant of the degradation reaction. Furthermore, TiO₂ films doped with Fe, Mn, and Ce were found to enhance the degradation performance of plasma. A possible reaction mechanism of plasma formation along the water surface was concluded by determination of the main inorganic products in the liquid and gas phases.