Chemical identification and genotoxicity analysis of petrochemical industrial wastewater

The actual harmful effects of industrial wastewater can not be reflected by the conventional water quality index. Therefore, the change in dissolved organic matter and the genetic toxicity of petrochemical wastewater were observed in the current study by examining the wastewater treatment plant of a large petrochemical enterprise in Northwest China. Using XAD-8, MSC, and DA-7 resins, the wastewater was separated into six fractions, namely, hydrophobic acid (HOA), hydrophobic neutral (HOB), hydrophobic alkaline, hydrophilic acid, hydrophilic alkaline, and hydrophilic neutral. Umu-test was used to detect the genetic toxicity of the wastewater samples, and fluorescence spectra were also obtained to examine genetic toxic substances. The results show that wastewater treatment facilities can effectively reduce the concentration of organic matter in petrochemical wastewater (p<0.05). However, the mixing of aniline wastewater can increase the amount of organic carbon (p<0.05) and can overload facilities. This finding shows that the mixed collection and joint treatment of different types of petrochemical wastewater can affect the water quality of the effluent. Particularly, hydrophobic substances can be difficult to remove and account for a relatively large proportion of the effluent. The mixture of aniline wastewater can increase the genetic toxicity of the effluent (p<0.05), and biologic treatment can not effectively decrease the toxicity. Most of the genetic toxicology may exist in the HOA and HOB fractions. Fluorescence spectroscopy also confirms this result, and tryptophan-like substances may play an important role in genetic toxicity.     

活性炭吸附对生化出水中不同种类有机物的去除效果

研究活性炭吸附对城市污水生化出水中疏水酸、非酸疏水物质、弱疏水物质及亲水物质的去除效果,在静态吸附实验中,当活性炭投加量为0.3g·l-1时,达到吸附平衡后,对DOC和UV254的去除率可分别达到54%和76%,同时能够完全消除生化出水的生物毒性,活性炭吸附对疏水酸和亲水物质均有良好的去除效果,其DOC去除率分别达到50%和80%,对非酸疏水物质和弱疏水物质去除率相对稍低,DOC去除率分别为29%和28%,活性炭吸附对有机物的亲疏水性没有明显偏好.     

水溶性有机质对土壤硝化作用过程的影响

以江苏省宿迁市潮土为供试土壤,设置DOC220、DOC440和DOC880 3个添加水溶性有机质(DOM)处理,分别含有机碳(DOC)220、440和880 mg.L-1。试验结果表明,DOM对硝化过程有一定的抑制作用,在培养第16天时,未添加DOM的对照中NH4 -N几乎100%已经转化为NO3--N,而添加DOM的3个处理硝化率分别比对照降低7.83%、13.60%和19.12%;与对照相比,添加DOM的处理中NH4 -N含量降低缓慢,但培养过程中亚硝酸盐的积累显著增加,对照在第12天时NO2--N达到最大积累量67.83 mg.L-1,而DOC220、DOC440和DOC880处理土壤中NO2--N积累量分别在第12、14和16天达到最大值,与对照相比积累量分别增加21.17%、33.91%和59.90%。此外,DOM的添加也降低了NO3--N的生成速率,到第16天时,对照已经达到最大积累量143.61 mg.L-1NO3--N,但此时DOC220、DOC440和DOC880处理中NO3--N含量比对照分别低41.97、78.09和91.30 mg.L-1。为排除因添加DOM带来外源氮所引起的影响,同时进行了相同初始氮量下添加DOM与单施(NH4)2SO4对硝化作用影响的比较试验,结果同样表现出亚硝酸盐积累量的增加和NO3--N生成速率的降低,表明DOM中所含的有机碳及小分子化合物影响了硝化作用。高有机质环境下存在潜在的亚硝酸盐积累风险,对土壤和水体生态系统健康可能有一定影响。     

SBR-混凝处理渗滤液过程中有机物的变化特征

考察了SBR-混凝组合工艺对垃圾渗滤液中溶解性有机物(DOM)不同分子量区间物质及组分腐殖酸(HA)、富里酸(FA)和亲水性有机物(Hy I)的去除效果,同时利用傅里叶红外光谱及三维荧光光谱对处理过程中DOM各组分变化特性进行了分析。结果表明,组合工艺对表观分子量为2 000~4 000及2 000的DOM去除率分别为89.3%和72.1%;对渗滤液DOM组分HA、FA和Hy I的去除率分别为-52.0%、73.1%和77.1%。红外光谱显示,DOM各组分都含有醇、羧酸、脂等多种有机物,SBR对糖、醇、羧酸等去除效果较好,而混凝对脂肪族及芳香族化合物去除效果较好;三维荧光光谱分析表明,经组合工艺处理,DOM各组分荧光峰强度及复杂化程度明显降低,且SBR工艺对色氨酸等类蛋白物质去除效果较好,混凝工艺对类腐殖酸、类富里酸等大分子物质的去除效果较好。     

Investigating roles of organic and inorganic soil components in sorption of polar and nonpolar aromatic compounds

The main objective of the present study was to assess the roles of various soil components in sorption of organic compounds differing in polarity. Removal of the whole soil organic matter decreased sorption by approximately 86% for nonpolar 1,3,5-trichlorobenzene (TCB), but only 34-54% for highly polar 1,3,5-trinitrobenzene (TNB); however, removal of the extractable humic/fulvic acids did not much affect sorption of the two sorbates. With normalization of solute hydrophobicity, TNB exhibits several orders of magnitude stronger sorption compared with TCB to maize burn residue (black carbon), extracted humic acid and Na⁺-saturated montmorillonite clay, suggesting specific sorptive interactions for TNB with the individual model soil components. It was proposed that sorption of TCB to the bulk soil was dominated by hydrophobic partition to the condensed, non-extractable fraction of organic matters (humin/kerogen and black carbon), while interactions with soil clay minerals were an important additional factor for sorption of TNB.     

酸化对茶园黄棕壤CEC和粘土矿物组成的影响

用采自江苏溧阳种茶13 a和34 a的茶园黄棕壤表土和种茶54 a的茶园土壤剖面研究了酸化对土壤黏土矿物组成和阳离子交换量（CEC）的影响。结果表明：种茶13 a和34 a,表层土壤发生明显酸化,但土壤2∶1型黏土矿物的质量分数和CEC均与荒地土壤相似,说明酸化没有对黏土矿物转化和CEC产生明显影响。但种茶54 a后土壤发生进一步酸化,表层和表下层土壤pH降至3.79和3.70。土壤2∶1型黏土矿物质量分数随采用深度的增加而增加,高岭石质量分数呈相反的变化趋势。说明表层和表下层土壤的严重酸化加速土壤2∶1型黏土矿物向1∶1型高岭石的转化,这导致表层和表下层土壤CEC显著减小。     

城镇与城郊污染河道中DOM成分分布与影响因素

河道水环境的溶解性有机物(dissolved organic matter,DOM)是全球碳循环的重要环节.在国内当前城镇河道污染治理攻坚的紧迫形势下,探究河道DOM受不同类型的外源污染、内源次生污染及天气模式等因素的影响,是明晰关键污染成因的前提.为了解析受生活污水污染的城镇河道与受水产养殖业、种植业及畜禽养殖业污染的城郊河道中DOM成分与当量的差异,以某大型城市作为研究区域,以城镇河道、城郊河道与水源地共21个点位的表层水与沉积物为研究对象,应用了三维荧光光谱-平行因子分析(excitation-emission matrix-parallel factor analysis,EEM-PARAFAC).结果表明:(1)城镇与城郊河道水体DOM成分都以蛋白质类成分为主(酪氨酸类与色氨酸类成分),含有少量腐殖酸类成分,但城镇河道水体存在人为腐殖酸类成分;(2)城镇河道与市郊河道DOM成分的形成原因截然不同,城镇河道主要受生活污水污染与内源次生污染,导致人为腐殖酸类成分增多.城郊河道主要受富含N、P的农业废水污染,促进自养细菌的内源代谢使蛋白质类成分增多,这可能是形成其现有DOM特征的关...     

河北省夏季降雨溶解性有机物光谱特征的空间分布、来源解析及氮素响应

溶解性有机物(DOM)是大气环境有机物的重要组成部分,为了探究大气环境中DOM的演变特征,结合紫外-可见吸收光谱和三维荧光光谱对河北省夏季降雨雨水DOM的组分和光谱特征进行解析和研究.结果表明,该时期雨水DOM的分子量存在显著差异,北部地区要显著低于中部和南部地区(P <0.05);平行因子法解析出2种类腐殖质组分(C1和C4),1种类蛋白组分(C2)和1种富里酸组分(C3),组分C2与组分C3和C4呈现显著正相关(P <0.001),可能具有相似的来源;平行因子法中类蛋白组分(C2)占主体、其均值达到40.59%,与此同时各组分的荧光强度和相对丰度空间差异不显著(P> 0.05)、城乡间差异显著(P <0.05);荧光区域积分得到的各组分呈现出空间差异不显著(P> 0.05),城乡差异显著的特征(P <0.05);荧光区域积分得到的DOM类蛋白物质占主体(61.59%～89.01%),与平行因子法的结果相一致.与此同时,冗余分析(RDA)显示雨水中总氮、硝氮和氨氮是影响雨水DOM组成分布的主要水质参数;三维荧光光谱指数分布呈现出显著的城乡差异,高F...     

脱氮菌剂在低溶解氧黑臭水体中氮代谢特征

研究在低溶解氧浓度下氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌氮代谢能力,明确不同菌剂脱氮效率和氮转化关系,为大湾区黑臭水体治理提供理论依据.通过不同菌剂浓度和不同底物浓度,检测筛选出的氨化细菌(Staphylococcus sp. Ay)、硝化细菌(Microbacterium sp. Xw)和反硝化细菌(Arthrobacter sp. Fy)制成的菌剂在污水处理厂排放的水中的氮代谢特征;然后在低溶解氧条件下,研究不同Ay、Xw和Fy菌剂浓度在同浓度黑臭水体中氮代谢变化情况、以及相同菌剂浓度在不同浓度黑臭水体中的氮代谢特征.结果表明:Ay菌剂细菌浓度增加3倍,氨化效率没有成倍增加,说明增加氨化细菌浓度不是增加氨化速率的最佳方法; Xw菌剂对硝态氮浓度变化影响显著,低菌剂浓度条件下60 h硝态氮浓度增加180%,高菌剂浓度为231%,Fy反硝化效率较高,在较低浓度下能很快去除硝态氮.总氮浓度的适当提高可以增加Ay菌剂的氨化效率,过高会抑制Ay菌剂的氮氮代谢效率.Xw菌剂硝态氮的生成率在总氮浓度25 mg·L^-1条件下达到最好效果,浓度提高3 736%; Fy菌剂对氨氮去除效...     

秦岭北麓河流夏季有色溶解有机物分布特征及影响因素

以秦岭北麓辋川河水体为研究对象,利用紫外可见吸收光谱、荧光光谱结合平行因子分析法解析了夏季辋川河水体有色溶解性有机质(CDOM)的组成结构,并探讨了水体有色溶解性有机质的来源,运用冗余分析法和Pearson相关性分析阐明了光学参数与水质参数的相关性.结果表明,①辋川河水体CDOM由类色氨酸组分C1(245, 300/335 nm)、短波类腐殖质组分C2(240, 320～340/405 nm)和长波类腐殖质组分C3(270, 350～370/470 nm)组成,其中组分C1与C2具有一定的同源性(r=0.859,P<0.001).②CDOM吸收系数α(355)表明辋川河水体CDOM浓度处于较低水平,并且α(355)与DOC浓度相关性显著(r=0.850,P<0.001),这有利于建立DOC反演模型.③水体荧光指数FI(2.36±0.20)、HIX(3.66±2.47)、BIX(1.56±0.82)和新鲜度指数(β:α)(1.33±0.62),以及光谱斜率比S_R(0.76±0.25)表明,辋川河水体CDOM呈现强自生源、低腐殖化和非陆源的特征.④冗余分析...