Characterization of chlorine dioxide as disinfectant for the removal of low concentration microcystins

Microcystins, which represents one kind of cancerogenic organic compounds, is abundant in eutrophication water. The effects of reaction factors on chlorine dioxide (ClO₂) for removal of low-concentration Microcystin-LR, Microcystin-RR, and Microcystin-YR in water as well as the reaction mechanisms was investigated by using enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) kit and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The results showed that MC-LR, MC-RR, and MC-YR could be efficiently decomposed by ClO₂. The degradation efficiency was shown positively correlated to the concentration of ClO₂ and reaction time; while the effect of reaction temperature and pH is slight. The kinetic constants and activation energies of the reaction of MC-LR, MC-RR, and MC-YR with ClO₂ are determined as 459.89, 583.15, 488.43 L·(mol·min)⁻¹ and 64.78, 53.01, 59.15 kJ·mol⁻¹, respectively. As indicated by high performance liquid chromatography mass spectrometer (HPLC-MS) analysis, degradation should be accomplished via destruction of Adda group by oxidation, with the formation of dihydroxy substituendums as end products. This study has provided a fundamental demonstration of ClO₂ serving as oxidizing disinfectant to eliminate microcystins from raw water source.     

ε-聚赖氨酸生产废菌体对六价铬吸附影响的研究

以ε-聚赖氨酸(ε-PL)发酵生产废菌体小白链霉菌(Streptomyces albulus)PD-1为研究对象,探讨了其对吸附Cr(Ⅵ)的影响.实验过程中,对预处理方式、pH、初始Cr(Ⅵ)浓度、吸附时间和温度等因素进行了考察.结果表明,HCl预处理的菌体具有较好的吸附能力,Cr(Ⅵ)的吸附增加率达到22.7%,最佳pH为2.0左右,温度对Cr(Ⅵ)的吸附影响不大.实验过程中分别采取Langmuir和Freundlich 2种吸附等温模型对实验数据进行了拟合,得到2个模型的线性相关系数R2分别为0.979 4和0.979 8,这表明吸附过程中既存在单层吸附同时也存在复杂的多层吸附,小白链霉菌对Cr(Ⅵ)的最大理论吸附量为23.92mg.g-1.通过傅里叶变换红外光谱分析,酰胺基和羟基等基团在吸附过程中起主要作用.     

北运河下游典型河网区水体中氮磷分布与富营养化评价

选择北运河下游典型河网区(闸坝多、水流慢和湖库化)为研究对象,通过为期1 a的水质监控,阐述了河网区氮、磷的时空变化特征,并利用对数型幂函数普适指数公式对其水体营养状态进行了评价.结果表明,河网区水体中TN平均质量浓度为12.50 mg.L-1(NH4+-N占67.41%),TP为1.45 mg.L-1(SRP占80.81%).河网区水体中氮、磷的时空分布特征明显,TN和NO 3--N质量浓度随季节变化特征趋于一致,NH 4+-N稍有不同;TP和SRP质量浓度随季节变化特征基本一致.从河网区进水带至出水带,水体中氮、磷质量浓度均呈逐渐下降趋势,其中TN、NH4+-N和NO3--N平均质量浓度分别从19.30、13.22和2.19mg.L-1降至7.98、4.45和1.50 mg.L-1;TP和SRP分别从1.95和1.59 mg.L-1降至1.11和0.91 mg.L-1.富营养化评价综合指数表明,河网区水体在时空尺度上均处于"极富"营养状态.     

基于半分析模型的太湖春季水体漫衰减系数Kd(490)估算及其遥感反演

漫衰减系数是水体重要的光学参数,是水生态系统的重要影响因素.利用2009年4月和2010年5月太湖实测数据,基于光学闭合原理,首先求解出490 nm处水体总的吸收系数[a(490)]和后向散射系数[bb(490)],进而研究了其与模拟的环境一号卫星多光谱数据不同波段遥感反射率之间的关系,在此基础上构建了太湖春季水体Kd(490)反演的半分析模型并将其应用到环境一号卫星影像上进行了太湖春季水体Kd(490)的遥感反演.结果表明,①基于光学闭合原理,可以较为准确地求解出a(490)和bb(490),a(490)实测值与求解值的平均相对误差为17.1%,bb(490)与模拟的环境一号卫星第四波段的遥感反射率具有很好的指数关系;②本研究所构建的模型具有较好的精度和稳定性,利用与卫星影像准同步的地面采样点对模型进行验证,得出模型反演的平均相对误差为21.6%,均方根误差为1.68 m-1;③太湖春季水体Kd(490)具有较强的空间差异性,太湖北部和东太湖大部分区域为Kd(490)的低值区,太湖西部和南部为Kd(490)的高值区,而太湖中部大部分区域介于两者之间.     

LNAPL在砂质含水层中动态迁移的电阻率法监测试验研究

在海滨潮间带采集细砂,通过室内柴油泄漏模拟试验,利用自制电阻率监测系统对轻非水相液体在砂土-地下水系统垂向渗透过程进行电阻率变化动态监测;通过配制不同含油率砂土测定其静态电阻率变化规律,探讨电阻率变化的影响因素;最后取样分析测定污染含水介质稳定后含水率及含油率,对监测结果有效性进行了验证;并利用显微成像法对污染砂土进行了微观形态分析.结果表明,柴油污染砂土微观形态上胶结现象明显;柴油渗透海滨砂土过程电阻率大小同含水饱和度,比电阻率和含油饱和度之间存在良好的相关性,均可用Archie公式拟合,n值分别为2.36和0.15;通过电阻率测定可以有效估算柴油透镜体厚度;电阻率随深度的变化可以反映含油率和含水率的垂向分布.本研究为轻质油品储罐或者海上油品输运过程泄露造成的海滨砂土地下污染扩散过程监测及机制研究提供了一种有效的方法,也可为其他典型石油泄漏污染场地的电阻率法探测或监测提供参考.     

全氟辛烷磺酸(PFOS)对斑马鱼卵黄蛋白原mRNA水平的影响

为了研究环境低剂量全氟辛烷磺酸（perfluorooctane sulfonate,PFOS）对水生生物的内分泌干扰效应和可能的作用机制,测定了PFOS对斑马鱼（Brachydanio rerio）肝脏中卵黄蛋白原（vitellogenin,VTG）mRNA水平的影响.将斑马鱼暴露于4个PFOS的环境低剂量浓度组（0.1、1、10、100μg.L-1）中进行21d毒性试验,收集肝脏样品,提取RNA,采用荧光定量PCR（qRT-PCR）分别检测VTG1和VTG3的mRNA水平.结果表明：①PFOS暴露引起雄性斑马鱼肝脏VTG1和VTG3 mRNA水平升高,VTG1 mRNA水平升高与剂量呈正相关,在100μg.L-1暴露浓度处与对照组呈现显著性差异;VTG3的mRNA水平变化与剂量呈倒U型曲线,呈现典型的毒物刺激荷尔蒙效应,在10和100μg.L-1暴露浓度处与对照组呈现显著性差异;②PFOS暴露引起雌性斑马鱼肝脏中VTG1 mRNA水平升高,在10μg.L-1暴露浓度处与对照组呈现显著性差异,但在高浓度（10和100μg.L-1）处试验结果误差较大;VTG3 mRNA水平只在10μg.L-1暴露浓度处升高,但相比于对照组均没有显著性差异.试验结果表明PFOS暴露对斑马鱼的内分泌干扰作用明显,其毒性作用机制可能是类雌激素效应,而肝脏中VTG1和VTG3mRNA水平可能作为PFOS内分泌干扰效应评价的敏感生物标志物,但VTG1和VTG3 mRNA水平的响应曲线呈现基因亚型和性别差异.     

小回流比条件下污泥浓度分区试验研究

用次毫米过滤（sub-milliFiltration,SMF）组件将生物处理系统内的污泥分为高浓度区和低浓度区,使高浓度区保持大量污泥,强化对有机物的去除,使低浓度区污泥浓度满足膜分离的要求.主要验证了小回流比（R为0.5、1.0、1.5、2.0）条件下污泥浓度分区的效果,考察了采用SMF组件后,系统对COD的去除效果,并将各小回流比条件下A、B两区污泥浓度的理论值和实测值做比较.结果表明,在小回流比条件下可实现污泥浓度分区,低浓度区的MLSS在9 g.L-1以下,高浓度区的MLSS在20 g.L-1以上;系统的COD平均去除率超过90%;A、B两区MLVSS的理论值与实测值具有相关性.     

胶州湾及邻近海域表层海水中一氧化氮浓度分布及其影响因素探讨

2011年2～3月利用化学发光法对胶州湾及邻近海域表层海水中一氧化氮(NO)浓度进行了监测.结合水文、化学和生物等要素的同步观测资料,对该海域NO浓度分布及其影响因素进行了探讨.结果表明,胶州湾内表层海水中NO浓度为0.080～0.493 nmol.L-1,平均值为(0.292±0.146)nmol.L-1,胶州湾外NO浓度为未检出～0.435 nmol.L-1,平均值为(0.160±0.130)nmol.L-1.总体来说,胶州湾表层海水中NO浓度呈现出自湾内向湾外递降的分布趋势,陆地径流和人为活动可能对NO浓度的分布造成一定程度的影响.胶州湾及邻近海域表层海水中NO浓度比开阔大洋高1个数量级.周日变化研究表明,NO浓度具有一定的变化特征,最大值出现在15:00,这可能主要受光照的影响.影响NO浓度分布的因素比较复杂,可能主要受亚硝酸盐、光强和pH等因素的影响.结果表明,2011年春季胶州湾及邻近海域表层海水是大气NO的源,通量约为1.09×10-15 mol.(cm2.s)-1.     

崇明东滩夏季沉积物厌氧氨氧化菌群落结构与空间分布特征

为探索长江口崇明东滩表层沉积物中是否存在厌氧氨氧化菌以及厌氧氨氧化菌的群落结构与空间分布特征,以崇明东滩高、中、低潮滩夏季表层沉积物中总DNA为模板,PCR扩增沉积物样品中厌氧氨氧化菌特异性16S rDNA片段,通过克隆、测序,构建相应基因文库,将文库中有效克隆序列分别提交到GenBank中进行相似序列搜索,并利用MEGA5绘制系统发育树.分析结果发现,克隆序列CM-L-7和CM-L-18与已发现厌氧氨氧化菌Candidatus"Scalindua sp."同源性达98%,CM-L-13与Candidatus"Scalindua wagneri"同源性达94%,CM-M-6与Candidatus"Kuenenia sp."同源性达94%,CM-M-22与Anaerobicammonium-oxidizing planctomycete JMK-1的同源性达95%,CM-H-15与Candidatus"Kuenenia stuttgartiensis"的同源性达94%.表明,崇明东滩高、中、低潮滩表层沉积物中均存在厌氧氨氧化菌,但所属菌属不同,低潮滩以Candidatus"Scalindua"为主,中、高潮滩以Candidatus"Kuenenia"为主.相比之下,中潮滩厌氧氨氧化菌群落结构较为复杂.部分克隆序列与已发现厌氧氨氧化菌存在较大进化距离,表明崇明东滩可能还存在其他具有潜在厌氧氨氧化功能的细菌.     

3种杀真菌剂对 AM真菌侵染和黄芩生长的影响

为了合理施用杀真菌剂,充分利用AM(arbuscular mycorrhiza)真菌资源提高中药材产量和品质,减少农药投入和环境污染.本试验在土培条件下,以非灭菌土为生长基质,研究了喷施苯菌灵、苯醚甲环唑和氟硅唑对AM真菌(摩西球囊霉Glomusmossea)侵染和黄芩(Scutellaria baicalensis)生长的影响.结果表明,同一施药条件下,接种摩西球囊霉总体上表现出促进黄芩生长的趋势,但菌根效应因杀真菌剂不同而有差异.不同施药条件下,未接种黄芩生长受到抑制,接种株中,喷施苯菌灵,植株地上部K和地下部Fe含量显著降低;喷施苯醚甲环唑,植株全N、地上部K、地下部黄芩苷和Ca含量显著降低;喷施氟硅唑,菌根侵染率、植株全P、黄芩苷、K、地上部Cu、地下部全N、Ca、Zn和Fe含量显著降低.氟硅唑对摩西球囊霉和黄芩生长抑制效果大于苯醚甲环唑和苯菌灵.说明氟硅唑对摩西球囊霉毒性大.因此,为了减轻杀真菌剂对AM真菌的危害,发挥菌根效应,在达到防治病害的基础上应选用对AM真菌毒性小的杀真菌剂.