基于PMA-定量PCR选择性检测技术的病原菌消毒特性研究

建立了一种核酸染料propidium monoazide(PMA)与定量PCR技术联合选择性检测活性病原菌的技术(PMA-qPCR),以大肠杆菌作为模式菌,研究了氯和一氯胺消毒对病原菌的灭活特性.结果表明,PMA染料能够分别去除99.94%和99.99%的来自非活性大肠杆菌和沙门氏菌的DNA,PMA-qPCR技术能够有效区分活性菌与非活性菌;PMA-qPCR技术得到的氯和一氯胺消毒对大肠杆菌的灭活曲线符合一级动力学方程,灭活速率常数分别为 2.24 L·(mg·min)^-1和0.0175 L·(mg·min)^-1,低于平板培养法得到的灭活速率常数;当大肠杆菌的去除率达到99%时,采用PMA-qPCR技术检测需要的ct值相比于平板培养法从0.6 mg·L^-1·min上升到0.9 mg·L^-1·min(氯消毒)和从20 mg·L^-1·min上升到超过100 mg·L^-1·min(一氯胺消毒);随着ct值的升高,常规qPCR的检测结果基本不变,因此常规qPCR不能够反映氯和一氯胺消毒对病原菌的灭活效果.作为一种新的表征消毒特性的检测技术,PMA-qPCR技术有助于更为准确地评价氯和一氯胺消毒对病原菌的灭活效果.     

Impact of chlorine exposure time on disinfection byproduct formation in the presence of iopamidol and natural organic matter during chloramination

Chloramines,in practice,are formed onsite by adding ammonia to chlorinated drinking water to achieve the required disinfection.While regulated disinfection byproducts(DBPs)are reduced during chloramine disinfection,other DBPs such as iodinated(iodo-)DBPs,that elicit greater toxicity are formed.The objective of this study was to investigate the impact of prechlorination time on the formation of both halogen-specific total organic halogen(TOX)and iodo/chlorinated(chloro-)DBPs during prechlorination/chloramination in source waters(SWs)containing iopamidol,an X-ray contrast medium.Barberton SW(BSW)and Cleveland SW(CSW)containing iopamidol were prechlorinated for 5–60 min and afterwards chloraminated for 72 hr with ammonium chloride.Chlorine contact time(CCT)did not significantly impact total organic iodine(TOI)concentrations after prechlorination or chloramination.Concentrations of total organic chlorine(TOCl)formed during prechlorination did not significantly change regardless of pH and prechlorination time,whileTOClappearedtodecreaseafter 72 hrchloraminationperiod.Dichloroiodomethane(CHCl_2I)formation during prechlorination did not exhibit any significant trends as a function of p H or CCT,but after chloramination,significant increases were observed at pHs 6.5 and 7.5 with respect to CCT.Iodo-HAAs were not formed during prechlorination but were detected after chloramination.Significant quantities of chloroform(CHCl_3)and trichloroacetic acid(TCAA)were formed during prechlorination but formation ceased upon ammonia addition.Therefore,prechlorination studies should measure TOX and DBP concentrations prior to ammonia addition to obtain data regarding the initial conditions.     

相对速率法测量氯原子与几种酮类物质的反应速率常数

在(298±2) K和一个大气压条件下,采用相对速率法研究了一系列酮类物质与氯原子的反应动力学.使用丙醛和乙苯作为参比物,光解三氯乙酰氯作为氯原子产生源,测得2-己酮与氯原子的反应速率常数为(1.80±0.42)×10~(-10) cm~3·molecule~(-1)·s~(-1),与已有文献报道值非常符合,验证了实验方法和所选参比物的可靠性.首次测得了(298±2) K和一个大气压条件下2-庚酮和2-辛酮与氯原子反应的速率常数,分别为(2.54±0.62)×10~(-10)和(2.12±0.63)×10~(-10) cm~3·molecule~(-1)·s~(-1).与其母体烷烃的反应速率对比发现,酮类物质中羰基的存在使得其反应速率都比其母体烷烃变慢.利用所测的速率常数和氯原子的浓度信息估算这些酮类物质在大气中的平均寿命,结果显示,在海洋边界层或沿海地区等氯原子浓度较高的地区,这些物质与氯原子反应的大气化学寿命都在小时量级,完全可以与OH自由基的反应相竞争,是这些物质在大气中的重要降解途径.另外,在内陆污染地区或工业聚集区,氯原子的反应及其对二次污染物生成的贡献同样不能忽视.     

医院污水处理中ClO_2检测方法的改进研究

本研究用R5法制取ClO2 对医院污水进行消毒处理 ,针对碘量法测定剩余ClO2 时的不足 ,通过控制溶液pH值、加入稳定剂、活化剂和掩蔽剂的方法对其进行改进 ,实现了将溶液中ClO2 、Cl2 、ClO- 2 、ClO- 3区分测定的目的。实验表明 ,改进后的检测方法能够真实准确地反映溶液中剩余的ClO2 。     

温度和氯离子浓度对30CrMnSiNiA腐蚀速率的影响研究

目的研究温度和氯离子浓度对金属腐蚀速率的影响。方法通过失重法研究对比30CrMnSiNiA结构钢在不同氯离子浓度和温度下的腐蚀速率。结果 30CrMnSiNiA钢的腐蚀速率都经历了一个增大-减小-趋于稳定的过程,说明腐蚀机理并未发生改变。在温度较低和氯离子浓度较低的条件下,升高温度和氯离子浓度将会提高腐蚀速率;当温度和氯离子浓度很高时,继续升高温度和氯离子浓度将会降低溶液中溶解氧的含量,使腐蚀速率降低,溶解氧的极限扩展速率将会成为限制腐蚀速率的关键因素。结论不同温度和氯离子浓度下金属腐蚀规律相同,温度和氯离子浓度在一定范围内促进了金属的腐蚀速率。当超过转化点后,提高温度和氯离子浓度会降低腐蚀速率。     

三种氧化剂预处理有机物、氨氮和锰复合原水的比较研究

针对中国水源水污染严重,多呈复合污染的问题,因此,对常用的氧化剂氧化复合污染的原水进行了研究。主要包括三种水处理药剂臭氧、高锰酸钾和氯对有机物、氨氮和锰的处理效能及抗污染负荷的研究,并进一步从安全性进行了比较。研究结果表明,高锰酸钾可以部分去除水中消毒副产物前驱物,适合复合污染水体;若利用臭氧预氧化,更适用尤以有机物污染严重的水质;预氯化将导致水中消毒副产物生成量增加。     

Change in genotoxicity of wastewater during chlorine dioxide and chlorine disinfections and the influence of ammonia nitrogen

The effects of chlorine dioxide and chlorine disinfections on the genotoxicity of different biologically treated sewage wastewater samples were studied by umu-test. The experiment results showed that when chlorine dioxide dosage was increased from 0 to 30 mg/L, the genotoxicity of wastewater first decreased rapidly and then tended to be stable, while when the chlorine dosage was increased from 0 to 30 mg/L, the genotoxicity of wastewater changed diversely for different samples. It was then found that ammonia nitrogen did not affect the change of genotoxicity during chlorine dioxide disinfection of wastewater, while it greatly affected the change of genotoxicity during chlorine disinfection of wastewater. When the concentration of ammonia nitrogen was low (< 10–20 mg/L), the genotoxicity of wastewater decreased after chlorine disinfection, and when the concentration of ammonia nitrogen was high (> 10–20 mg/L), the genotoxicity of wastewater increased after chlorine disinfection.     

二氧化氯氧化水中苯胺的反应动力学及机理研究

采用高效液相色谱技术检测苯胺浓度随时间的变化,对二氧化氯氧化苯胺的动力学规律进行了系统的研究.结果表明,ClO₂氧化苯胺的反应对于ClO₂和苯胺均为一级反应,总反应级数为二级.在pH6.86和水温(T_w)287K条件下,二级反应速率常数k值为0.11L·(mol·s)^-1,反应活化能为73.11 kJ·mol^-1,表明ClO₂氧化苯胺的反应在一般水处理条件下即可发生.酸性和碱性条件下反应速率常数k值均较中性条件下大;亚氯酸根ClO₂^-对反应速率的影响不大CC-MS检测到对氨基酚和偶氮苯2种主要反应中间产物,文中对ClO₂氧化苯胺的反应机理进行了初步探讨.     

电解催化还原-氯氧化无害化去除水中硝酸盐氮

基于对Pd-Me双金属催化还原的机理分析,提出了以NH₄+-N为目标产物,Fe催化还原NO₃--N的理论设想. 结合折点氯化技术,以Ti/Fe为阴极,以Ti/Ir-Ru为阳极,以NaCl为支持电解质组建无隔膜电解体系,开展了水中NO₃--N去除的试验研究. 结果表明,利用电解催化还原-氯氧化法可将模拟水样中NO₃--N转化为N₂去除,其反应历程为阴极催化还原NO₃--N生成NH₄+-N,阳极电解氯氧化NH₄+-N生成N₂. 在ρ(Cl-)为500 mg/L,电流密度为12 mA/cm2,极板距离为9 mm,搅拌强度为450 r/min的试验条件下电解150 min,初始ρ(NO₃--N)为50 mg/L的模拟水样出水ρ(TN)和ρ(NO₃--N)可分别降至2.9和2.8 mg/L,去除率分别达到94.1%和94.3%,NH₄+-N和NO₂--N均未检出. 分析认为,阴极对NO₃--N的催化还原机理为:Fe化学吸附氮氧化合物离子中的O形成固定的N—O键,电解产生的活性还原物质攻击N—O形成N—H新键.      

负载硫氯化合物的活性炭去除单质汞的研究

文章在模拟含汞气体条件下研究了高温下负载氯化硫的活性炭对单质汞的去除效果及反应条件对去除率的影响。实验发现,140℃时负载氯化硫的活性炭在接近实际烟气汞浓度条件下能在长时间内保持较高的单质汞去除率;单质汞去除率与氯化硫负载率成正比,与反应温度和模拟含汞气体进口汞浓度成反比。