生理毒代动力学模型及其在有机污染物水生生态毒理研究中的应用

人类生产和生活使用各种人工合成的化学品,种类和数量急剧增长,对生态系统和人体健康造成了极大威胁。因此,亟需采用高效的方法对数量巨大的化合物进行毒性评价。对生理毒代动力学(PBTK)模型的建立过程及其在污染物生态毒理研究中的应用进行了综述。PBTK模型,又称生理药代动力学(PBPK)模型,是利用生理学和解剖学等原理,将生物体简化为用血流连接的肝、肾和脂肪等各组织器官房室,模拟化合物在生物体内的吸收、分布、代谢和排泄过程。模型参数包括生理参数和生化参数2个部分,可用MATLAB等软件进行模拟。模型已应用于数百余种有机污染物在鱼体等水生生物体的毒代动力学模拟。已有模拟结果能够预测化合物在生物体内的有效剂量,对化合物毒性进行评估,并可用于不同物种、不同剂量和不同暴露途径间的外推,有力推进了污染物生态毒理研究工作的开展。     

丁醚脲农药对3种水生生物的风险评价

研究了丁醚脲乳油和悬浮剂2种剂型对水生生物的急性毒性。结果表明,质量分数25%丁醚脲乳油对斑马鱼、河虾为高毒,对河蟹为低毒;质量分数50%丁醚脲悬浮剂对斑马鱼为高毒,对河虾为中毒,对河蟹为低毒。在室内毒性试验的基础上,应用多层次生态风险评价方法,评价丁醚脲对稻田-鱼塘模拟生态系统中水生生物的风险性。结果表明,质量分数25%丁醚脲乳油对斑马鱼、河虾具有极高的风险性,对河蟹影响较小;质量分数50%丁醚脲悬浮剂对斑马鱼也具有较高风险,对河虾、河蟹的风险性较低。鉴于丁醚脲对水生生物有较高的风险性,为保护环境有益生物,应当禁止或限制其在稻田中使用。     

同步脱氮除磷新工艺处理校园生活污水

针对国内现行工艺氮磷去除不能兼顾的现实,采用活性污泥、生物膜组合系统(活性污泥、生物膜培养采用原水→配水→待处理废水逐级诱导培养获得单池相对纯净的生物相.避免了硝化菌与聚磷菌的泥龄矛盾,利用反硝化聚磷"一碳两用"缓解了碳源竞争问题),并采用独特的聚磷污泥回流方式使全部聚磷菌污泥经历释磷、聚磷循环,克服了水体中氮磷去除不能兼顾的问题.运行结果表明,该工艺对校园生活污水有良好的处理效果.当进水的CODCr、NH 4-N、TN、PO3-4-P的平均浓度为349.84mg·L-1、32.28mg·L-1、35.76mg·L-1、6.45mg·L-1时,出水平均浓度为14.77mg·L-1、1.46mg·L-1、5.48mg·L-1、0.63mg·L-1,平均去除率分别为95.7%、95.12%、84.45%、92.01%.长期的运行表明此工艺对氮磷有稳定的去除效果,出水水质满足国家<城镇污水处理厂污染物排放标准>(GB18918-2002一级B标准)要求.     

一株好氧反硝化细菌的分离鉴定及反硝化能力

利用驯化活性污泥的方法筛选出一株好氧反硝化细菌G3,该菌在碳源充足且溶解氧为(4.0±1.0)mg·L-1条件下,24h内对NO-2-N积累量为12.03 mg·L-1,对NO-3-N的去除率为91.09%.扫描电镜观察其形态特征为(0.4～0.6)μm×(1.2～2.0)μm的短杆菌.16SrDNA序列分析表明,该菌与Pseudomonas stutzeri的相似性为100%.利用MEGA软件对该菌株与已报道的相关微生物进行系统发育分析,并克隆出与好氧反硝化相关的周质硝酸盐还原酶的亚基napA基因,初步判定筛选菌株具有周质硝酸盐还原酶.     

固定化反硝化聚磷菌同步除磷脱氮实验研究

实验采用海藻酸钠和PVA添加膨润土包埋固定经富集驯化的以反硝化聚磷菌(DNPAOs)为主的活性污泥,利用体视显微镜和扫描电子显微镜考察了固定化小球的形态和表面结构,并对厌氧/好氧条件下,包埋小球除磷脱氮性能进行探讨,结果表明:固定化小球具有良好的强化生物除磷和较好的反硝化脱氮性能,体系的COD去除率平均达74.9%,平均除磷效率为95.3%,氨氮平均去除率达到95.2%左右。小球若长时间缺氧,在其内部会出现厌氧区,并产生厌氧放磷现象。     

聚磷菌厌氧时吸收乙酸和丙酸的代谢模型

水体中存在过多的磷是造成水体富营养化的重要原因之一,聚磷菌（polyphosphate accumulating organisms）因为能过量吸收磷而倍受关注。厌氧时,聚磷菌能大量吸收污水中的挥发性脂肪酸,经过一系列的生化反应,为好氧吸磷做准备。经过总结在厌氧条件下,聚磷菌Accumulibacter吸收乙酸和丙酸代谢转化的化学计量方程,并对模型中系数、还原力的产生、糖原降解途径以及厌氧条件下最终产物PHA的组成进行了讨论,得出挥发酸是通过主动运输进入细胞,且糖原经过ED途径提供还原力,多聚磷酸盐水解提供ATP和释放磷酸盐于体外,最终产生PHA的假设过程。但是,经过众多模型试验,一些假设仍没有得到最后的结论,所以应该进一步用富集程度较高的污泥进行精确研究。本文最终希望利用聚磷菌的代谢模型在工程运用中发挥最大效用。     

反硝化除磷机理及电子受体研究进展

介绍了生物除磷的Comeau-Wentzel模式,这种模式在某种程度上能够解释生物除磷的机理,因此PAOs释磷和吸磷的Comeau-Wentzel模式被借鉴用以分析反硝化除磷的机理。在此基础上,总结近年来反硝化除磷的研究成果,阐述电子受体NOx-对反硝化除磷的影响:在厌氧区,只有当NO3-浓度较高时,厌氧释磷的效果才会受到影响;在缺氧区,硝酸盐能够做为反硝化除磷的电子受体,但硝酸盐浓度过高会明显降低磷去除速率;亚硝酸盐同样能够作为反硝化除磷的电子受体,前提是亚硝酸盐不超过临界抑制浓度。     

聚己内酯与聚羟基丁酸戊酸酯的脱氮性能对比

以可生物降解聚合物聚己内酯(PCL)和聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)作为反硝化缓释碳源和微生物载体,利用清水释碳和批式反硝化试验选出适用于再生水反硝化深度脱氮生物滤池的可生物降解碳源滤料,通过比较与分析碳源滤料的表面形态及物质特性和附着微生物的群落特征揭示其性能优越的原因.结果表明,PHBV反硝化启动时间短,反硝化速率高,剩余有机物浓度低,相比PCL具有更稳定持续的反硝化效果.原因是其表面粗糙,且含有大量C—O和CO等亲水性基团,易于微生物附着和降解利用;其表面附着的微生物种类多样,其中发硫菌属(Thiothrix)、假单胞属(Pseudomonas)、菌胶团属(Zoogloea)、黄杆菌属(Flavobacterium)和脱氯菌属(Dechloromonas)等优势菌属均具有异养反硝化功能.因此,PHBV更适合作为再生水反硝化深度脱氮生物滤池的碳源滤料.     

强化生物除磷系统的微生物学及生化特性研究进展

综述了强化生物除磷(Enhanced biological phosphorus removal,EBPR)系统的微生物学和生化特性两方面的最新研究进展.在微生物学方面,归纳了EBPR系统中的主要微生物——聚磷菌、聚糖菌、反硝化聚磷菌的分类及相互之间的竞争和联系.具有聚磷功能的微生物种类繁多,目前普遍认为Accumulibacter是一种典型的聚磷菌,在各种规模的EBPR系统中均不同程度的存在.关于聚磷菌和聚糖菌的联系、反硝化聚磷菌的分类问题存在争论.在生化特性方面,归纳了聚磷菌体内三大聚合物——糖原、聚β-羟基烷酸脂和聚合磷酸盐与聚磷菌代谢功能的关系.聚磷菌厌氧阶段的还原力由糖酵解和有机底物TCA循环共同提供,其比例受种群结构和实验条件影响.糖原根据不同菌株厌氧阶段的降解途径有所不同,但是对细胞都起到调节氧化平衡的作用.聚β-羟基烷酸脂的组成由有机底物决定,丙酸为底物时4种单体均可检测出来.聚磷菌厌氧释磷的能量来自聚磷分解和糖原分解,耗能受环境条件影响.图5表3参37     

新烟碱类杀虫剂污染特征及其毒性效应

综述了新烟碱类杀虫剂在土壤、水体和大气中的赋存现状及其对无脊椎动物、脊椎动物和人类的毒性效应.新烟碱类杀虫剂普遍存在于多介质环境中,特别在农业种植区具有较高的残留浓度.新烟碱类杀虫剂对非靶标动物的影响主要表现在氧化应激、抑制活动能力、损伤DNA和生育功能;亦会对人类的生育、生殖、神经以及脏器功能带来风险.因此,今后亟需系统研究新烟碱类杀虫剂在多环境介质中的赋存及污染状况,深入探讨新烟碱类杀虫剂对非靶标生物的健康危害,以便全面了解此类杀虫剂对生态环境及非靶标生物造成的潜在风险.