氢自养反硝化菌降解水中溴酸盐和高氯酸盐的可行性研究

基于序批式摇瓶试验考察了驯化培养出的以H2为电子供体的自养反硝化菌同步还原降解溴酸盐(Br O-3)和高氯酸盐(Cl O-4)的可行性。结果表明,活性反硝化菌利用H2为电子供体可快速降解Br O-3和Cl O-4,Br-和Cl-浓度也随反应时间不断增加,反应过程中Br O-3和Cl O-4的降解速率最高可达1.1 mg/(L·d)和0.73 mg/(L·d),当反应结束时Br O-3和Cl O-4的去除率达到98.2%和96.6%;反硝化菌对NO-3的降解率可达到100%。反硝化菌灭活处理的反应器中通入H2时,Br O-3和Cl O-4去除效率仅为11.9%和8.4%,Br-和Cl-浓度没有发生明显变化。当含活性菌的反应器中通N2时,Br O-3和Cl O-4去除率分别为18%和14%,Br-和Cl-含量少量增加。结果进一步表明,驯化培养的氢自养反硝化菌能够以H2为电子供体将Br O-3和Cl O-4同步还原降解成无毒或低毒的Br-和Cl-。这将对Br O-3和Cl O-4的生物降解技术提供一种新的思路或方法。     

美国针对高氯酸盐环境风险的管控策略及对我国的启示

高氯酸盐是具有高水溶性、高度扩散性和持久性的有毒污染物质,通过食物、饮用水为主的暴露途径进入人体,干扰甲状腺对碘的吸收,对人体健康构成威胁,饮用水和废水污染防治是高氯酸盐风险管控的重点. 我国水环境中高氯酸盐检出频次和浓度较高,亟需开展管控. 美国是最早报道高氯酸盐水体污染并对此展开调查研究的国家之一,并形成了系统的管控思路,积累了成熟的管理经验,值得我国学习和借鉴. 本文从饮用水安全保障和废水污染物排放管控两个方面介绍了美国有毒污染物风险管控思路,重点阐述了高氯酸盐的针对性管控措施,并整理分析了我国高氯酸盐相关污染管控现状,发现目前尚未开展有针对性的管控,究其原因在于缺乏完整的有毒污染物环境风险管控体系,未能及时关注高氯酸盐等有毒污染物的健康风险,造成环境风险管控力度不足. 最后在借鉴美国管理经验的基础上,立足于我国环境管理需求,提出了相关工作的启示及建议:要健全有毒物质管控体制机制,强化有毒污染物全过程风险管控的技术支撑能力,以提高有毒污染物风险管理的系统性、精准性、科学性;要系统开展本土高氯酸盐溯源分析、管控政策措施研究,填补高氯酸盐典型污染物的管控空白.      

改进离子色谱法测定水样中高氯酸盐、氯酸盐和亚氯酸盐

建立一种快速准确的离子色谱法同时测定环境水样中痕量的ClO_4~-、ClO_3~-和ClO_2~-。该方法基于Dionex ICS2100离子色谱仪,采用亲水性强的Ion Pac AS20阴离子分析柱,选用KOH淋洗液,以1.0 mL/min流速梯度淋洗。研究结果表明,待测样品中ClO_4~-、ClO_3~-、ClO_2~-含量低于100μg/L时,进样量为300μL,在1~100μg/L范围内线性关系良好,相关系数0.999 8,检出限为1μg/L,加标回收率为94.15%~96.91%,相对标准偏差≤3.43%。待测样品中ClO_4~-、ClO_3~-、ClO_2~-含量高于100μg/L时,进样量为25μL,在100~1 000μg/L范围内线性关系良好,相关系数0.999 1,检出限为10μg/L,加标回收率为91.30%~96.28%,相对标准偏差≤0.59%。该方法简单快速,可满足EPA推荐的饮用水中高氯酸盐限量质量浓度(1μg/L)检出要求,同时重现性好、回收率和准确性高,具有重要的应用价值。     

美国地下水中高氯酸盐的污染状况及处理方法分析

本文通过对美国地下水中高氯酸盐的污染状况、污染来源及处理方法的研究,浅析了该国在该领域的技术状况和污染处理的运营模式。     

生物法降解高氯酸盐及其优化研究

利用经过驯化处理的厌氧活性污泥来处理高氯酸盐废水,以醋酸根为碳源,通过摇床实验考察了碳源浓度、pH值、生长温度、泥量和溶解氧等因素对高氯酸盐降解率的影响,初步确定最佳反应条件.结果表明,在35℃、初始pH值为 8.0的条件下,添加1.2 g/L的醋酸根,1.0 g厌氧培养的活性污泥能将50 mg/Ｌ的高氯酸盐完全降解.体系中的溶解氧会抑制高氯酸盐的降解.此外,还考察了生物膜柱反应器连续处理高氯酸盐模拟废水的效果,结果表明完全降解高氯酸盐的最小停留时间为6 h.     

高氯酸盐对空心莲子草生长及叶绿素荧光参数的影响

高氯酸盐是一种新型的持久性污染物,其对植物影响作用的研究国内外鲜见报道.以空心莲子草为实验材料,在水培及可控条件下,探讨不同浓度(1、5、20、100、500 mg/L)ClO4-对空心莲子草生长及生理的影响.结果表明,①不同浓度的ClO4-处理均不同程度地抑制根、茎、叶生物量及单株相对生长量,其中根生物量对照与各浓度处理之间均存在显著差异.处理40d后,各浓度(由低到高)处理的相对生长量分别为对照的61.6%、60.8%、53.1%、20.4%和3.3%;ClO4-处理下根、茎、叶生物量的变异系数大小依次为:叶>根>茎;ClO4-处理使根茎叶三者之间的生物量分配关系发生变化,使茎的生物量分配系数增大,而叶降低,其中100、500 mg/L ClO4-处理组与对照相比差异显著;②不同浓度的ClO4-处理均使空心莲子草幼叶出现明显的伤害症状,顶叶反卷、叶缘变黑、焦枯,受害程度随处理浓度及时间的增加而加重;③ClO4-处理使叶片SPAD值、Fv/Fm、F′v/F′m、ΦPSⅡ、ETR、ETRmax等荧光参数均出现不同程度的下降趋势,SPAD、ΦPSⅡ等荧光参数可以作为反映受ClO4-胁迫影响的内在敏感生理指标.以...     

硫和石英砂比对自养填充床反应器去除高浓度高氯酸盐的影响

运行不同硫和石英砂体积比的3个自养填充床反应器R1(2∶1)、R2(1∶1)、R3(1∶2)去除模拟高浓度高氯酸盐(ClO_4~-)污染水,在不同进水ClO_4~-浓度和水力停留时间(HRT)下研究反应器的ClO_4~-去除效果、动力学及生物膜生长规律.结果表明,ClO_4~-去除率随着ClO_4~-浓度的提高和HRT的减小而下降,且R1R2R3;当HRT为3.2 h,进水ClO_4~-浓度为300mg·L-1时,R1达到最大去除负荷2.18 kg·(m3·d)-1;3个反应器ClO_4~-去除均符合半级动力学,反应速率常数1/2K1/2v分别为8.036、6.596、4.212 mg1/2·(L1/2·h)-1;硫歧化反应使出水SO_4~(2-)浓度高于理论值,硫歧化反应随着ClO_4~-浓度的提升和HRT的下降受到抑制,R3出水SO_4~(2-)浓度最低,歧化反应最弱;出水p H和碱度随着进水ClO_4~-浓度和HRT的增大而减小,且R3一直较高;R2、R3挂膜效果好于R1,胞外聚合物(EPS)的分泌可以促进生物膜生长,且分泌量随着HRT的减小而减少.     

雪冰中痕量高氯酸盐的在线富集方法

利用一维离子色谱建立了高氯酸盐的在线富集方法,以期为建立定量检测南极雪冰中痕量高氯酸盐的离子色谱-串联质谱法奠定基础.选用高容量、强亲水性的IonPac AS20阴离子交换柱进行分离,以淋洗液自动发生器在线产生的KOH作为淋洗液,等梯度淋洗.考虑到南极雪冰样品量十分有限,选定5 mL为富集体积,对应的富集时间为10 min.高氯酸盐质量浓度在0.5—50μg.L-1范围内,方法具有良好的线性（相关系数为0.9995）,检出限（以S/N=3计）为0.05μg.L-1.将浓度为0.5μg.L-1的标准溶液连续11次富集进样,所得峰面积的相对标准偏差（RSD）为4.7%.以人工配制的仅含有高氯酸盐的溶液实施了加标回收实验,回收率在85%—108%之间.     

固定化微生物-纳米铁的制备及对高氯酸盐的降解

应用琼脂制备包覆型微生物-纳米零价铁复合物,并进行干燥处理,研究该复合物降解高氯酸盐的性能及活化、海藻糖、保存时间对降解性能的影响。微生物采自污水处理厂二沉池的活性污泥并驯化4个月。采用液相还原法制备纳米铁。纳米铁为直径约80 nm的球形颗粒物。复合物表面呈非晶型的疏松结构,其中直径5μm左右的球形团块是活性污泥的颗粒结构。活性污泥微生物可在12 d内将初始质量浓度50.0 mg/L的高氯酸降解至检测限以下,反应拐点出现在第8 d,显示其具有高氯酸盐自养性能。制备时添加海藻糖并经活化、保存7 d的复合物可在18 d内将初始质量浓度50.0 mg/L的高氯酸降解至检测限以下,反应拐点出现在第9 d。未活化组在18 d内将高氯酸盐质量浓度降低了8%,说明活化对复合材料降解高氯盐的性能有重要作用。未添加海藻糖的复合物反应拐点为第12 d,比添加海藻糖的迟了3 d,表明海藻糖在一定程度上可保护其微生物活性。保存30 d和保存7 d的复合物的降解性能没有显著区别,表明复合材料可长期保存而不失生物活性。     

异养条件下高氯酸盐降解细菌群落变化研究

了解特定环境中高氯酸盐(ClO-4)降解菌的群落组成,对ClO-4的降解具有重要的指导意义。通过添加醋酸盐作为电子供体降解ClO-4,利用高通量测序(HiSeq 2000)的方法获得了复杂环境中生物群落的组成,对比了降解前后菌种结构的变化。结果表明,补充醋酸盐的降解体系(Acetate Degradation,AD)将10 mg/L ClO-4降至检出限以下需100 h。降解完毕后代表性的ClO-4降解菌Dechloromonas的相对丰度为0.2%,与原始活性污泥相比无明显差别;另一典型ClO-4降解菌脱氯菌属Azospira相对丰度为3.2%;一些同时参与ClO-4降解和脱氮作用的细菌如假单胞菌属Pseudomonas也有检出,相对丰度为8%。异养条件下ClO-4降解是假单胞菌属Pseudomonas和脱氯菌属Azospira起主导作用。AD体系内菌种多样性小于原始活性污泥。电子供体的加入使活性污泥类的混合体系内生物群落结构单一化,使降解基质具备了在特定环境下针对某种污染物降解的能力。