A2O-MBR工艺中生物泡沫现象原因及其影响研究

以实际规模A²O-MBR污水厂为研究对象,主要考察好氧池生物泡沫现象及其基本特征（质/量特征和生物特征）,探究引发生物泡沫的潜在原因,并分析生物泡沫对污染物去除效果及膜污染的影响.结果表明试验期间,好氧池生物泡沫现象日趋严重,泡沫质/量特征值（泡沫量-Scum index,SI^*和泡沫潜能/稳定性-Foam power,FP）随运行时间延长呈上升趋势,且SI^*和FP与总胞外聚合物（extracellular polymeric substance,EPS）和结合型EPS浓度显著相关.生物泡沫中丝状菌丰度、微生物活性均高于污泥混合液.经分析生物泡沫的产生及稳定可能是由EPS作用和丝状菌（主要是微丝菌和0092型菌）作用引起的.生物泡沫持续存在期间,A²O-MBR系统对污染物去除效果（COD、NH₄⁺-N、TN、TP和浊度）稳定,并未受到负面影响.泡沫对膜污染具有一定的影响.     

黄河中游(渭南-郑州段)全/多氟烷基化合物的分布及通量

本研究收集黄河中游(渭南—郑州段)表层水样品,利用高效液相色谱质谱串联的方法分析了水相和颗粒相中的28种全氟和多氟烷基化合物(PFASs).结果表明,水相和颗粒相中Σ28PFASs的含量分别为18.4~56.9 ng·L~(-1)和26.8~164ng·g~(-1)(以干重计).水相和颗粒相中以全氟己酸(PFHx A)为主要污染物,分别占总含量的27%和16%,且3H-全氟-3-(3-甲氧基丙氧基)丙酸(ADONA)、氯代多氟醚基磺酸(6∶2和8∶2 Cl-PFESA)在颗粒相均有检出,表明PFASs替代品的生产和使用逐渐增多.PFASs在水相-颗粒相中的lg Kd变化范围为2.95±0.553(PFPe A)~3.85±0.237(8∶2 FTUCA),颗粒物吸附氟调聚羧酸(FTCAs)和不饱和氟调聚羧酸(FTUCAs)的能力随碳链长度的增长而增加,全氟烷基磺酸(PFSAs)较全氟烷基羧酸(PFCAs)更容易被颗粒物吸附.黄河郑州—渭南段PFASs的通量呈现先降低后增加的趋势,表明该河段接纳了来自上游及支流的污染输入.此外,结果表明水相中的PFASs通量大于颗粒相.     

基于Meta分析的全氟化合物对鱼类生态毒性效应

全氟及多氟化合物（PFAS）是难降解的有机污染物,具有普遍存在、生物蓄积和生物学毒性效应等特点.为探讨PFAS对鱼类的生物毒性效应,综述了64篇文献,通过Meta分析合并效应值探讨鱼类暴露于PFAS对其功能性状的毒性,为PFAS的毒性评估提供参考,有利于PFAS污染的优先控制管理.结果表明：①在研究的12种功能性状中,鱼类的7类功能性状易感,毒性响应顺序为畸形（lnRR=-2.5599）、发育（lnRR=-0.4103）、细胞损伤（lnRR=-0.3962）、生殖（lnRR=-0.3724）、甲状腺水平（lnRR=-0.2492）、生长（lnRR=-0.2194）和生存（lnRR=-0.2192）;②鱼类性别和所处发育阶段显著影响PFAS的水生毒性,PFAS易对雌鱼产生不良影响（lnRR=-0.1628）,且胚胎期鱼类的生理功能受PFAS影响最显著（lnRR=-0.3553）;③研究涉及的PFAS共13种,其中具有磺酸盐基团的PFAS和长链PFAS更易对鱼类的功能性状产生不良影响（P<0.05）;④现有数据揭示PFAS在中低浓度（0.01~10 mg ·L^-1）下易对鱼类产生急性毒性（P<0.05）.     

Interaction and combined toxicity of microplastics and per- and polyfluoroalkyl substances in aquatic environment

● Adsorption of PFASs on MPs and its mechanisms are critically reviewed. ● MPs could alter the transport and transformation of PFASs in aquatic environments. ● Combined toxicity of MPs and PFASs at organismal and molecular levels is discussed. Microplastics (MPs) are recognized as vectors for the transport of organic contaminants in aquatic environments in addition to their own adverse effects on aquatic organisms. Per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) are widely present in aquatic environments due to their widespread applications, and thus coexist with MPs. Therefore, we focus on the interaction of MPs and PFASs and related combined toxicity in aquatic environments in this work. The adsorption of PFASs on MPs is critically reviewed, and new mechanisms such as halogen bonding, π-π interaction, cation-π interactions, and micelle formation are proposed. Moreover, the effect of MPs on the transport and transformation of PFASs in aquatic environments is discussed. Based on four typical aquatic organisms (shellfish, Daphnia, algae, and fish), the toxicity of MPs and/or PFASs at the organismal or molecular levels is also evaluated and summarized. Finally, challenges and research perspectives are proposed, and the roles of the shapes and aging process of MPs on PFAS biogeochemical processes and toxicity, especially on PFAS substitutes, are recommended for further investigation. This review provides a better understanding of the interactions and toxic effects of coexisting MPs and PFASs in aquatic environments.     

沱江流域典型及新兴全氟/多氟化合物的污染特征及来源解析

为研究沱江流域表层水中全氟/多氟化合物（PFASs）的污染特征和来源,采用超高效液相色谱-串联质谱（UPLC-MS/MS）分析了沱江48个表层水样中的PFASs.结果表明,沱江流域水体中ρ（ΣPFASs）为12.5~3789 ng·L^-1,其中全氟辛烷羧酸（PFOA）为最主要污染组分,ρ（PFOA）为9.97~3764 ng·L^-1,占比高达73.6%~99.8%,说明传统PFASs仍是沱江流域主要的PFASs.所涉新兴PFASs检出率最高的为F-53B,检出率达100%,F-53B已在沱江流域被广泛使用.沱江流域浓度最高的新兴PFASs为6：2氟调聚磺酸（6：2 FTS）［nd~27.3 ng·L^-1,平均值为（9.12±7.70） ng·L^-1］,与国内外其它河流相比,处于较高污染水平.工业园区附近采样点的PFASs污染水平较高,其次为沱江下游的泸州河段,说明氟工业园区排放和人类日常生产活动是造成沱江流域PFASs污染的主要影响因素.最后,通过估算得出,沱江流域水相向长江排放的PFASs通量为353 kg·a^-1,其中排放通量最高组分为PFOA （348 kg·a^-1）,可为沱江流域PFASs管控提供基础数据.     

南京秋季大气PM2.5中类腐殖质的光学性质与来源分析

类腐殖质(humic-like substances, HULIS)是水溶性有机碳(WSOC)中具有吸光特性的重要组分,对空气质量、气候变化和人体健康均有重要影响.尽管目前对HULIS的研究很多,但不同方法分离机理不同,对于HULIS的分离与测定仍然缺乏统一的标准,针对HULIS分离方法的研究很少.固相萃取法(solid phase extraction, SPE)因其操作简单、分离效果较好而被广泛应用,但对于低浓度样品仍存在检出限较高、回收率较低的问题,且很少有人关注提纯过程中流程空白所包含的含碳组分及其吸光能力.本研究通过调整活化溶液(0.01 mol·L^-1 HCl溶液+甲醇+2%NH₃H₂O/MeOH)与洗脱溶液(2%NH₃H₂O/MeOH)用量的比例对提纯方法进行优化.结果表明,应用优化后的方法对流程空白进行测量时,检出限(MDL)降低到0.035 mg·L^-1以下,精密度RSD <5.41%(n=20),标准品回收率达到95%,在保证回收率的情况下减少了流程空白,提高了样品的精密度,使测定浓度较低的HULIS含量成为可能.为了探究生物质燃烧期间含碳组分的光学特性和来源特征,本研究对2017年10月6日至11月9日南京北郊秋季大气气溶胶样品进行采集.采样期间PM_2.5的浓度为(87.9±43.7)μg·m^-3,WSOC和类腐殖质碳(HULIS-C)的浓度分别为(4.2±2.3)μg·m^-3和(3.6±2.0)μg·m^-3,HULIS-C占WSOC的比例为47.3%,是WSOC中的重要组成部分.本研究还对HULIS在330—400 nm波段的吸光进行测定,使用Angstrom指数(absorption angstrom exponent,AAE)进行表征,得到采样期间AAE的值为2—7,说明HULIS污染主要来自二次转化.后向轨迹结果表明,重污染期间污染物来源为本地生物质燃烧和区域或者长距离气团的输送.     

藻-菌颗粒污泥胞外聚合物及其表面特性研究

藻-菌颗粒污泥具有能耗低、温室气体排放量少等优点,近年来在污水处理领域受到关注.胞外聚合物(EPS)在保护微生物免受恶劣环境影响及促进细胞聚集方面发挥重要作用,而关于藻-菌颗粒EPS及其表面特性鲜有报道.选取了粒径范围在0.36~0.71、1~1.25、1.6~2.0 mm的3组藻-菌颗粒,分析了其EPS中多糖和蛋白质的含量,并进一步地对其组成差别以及官能团特征进行探究,探讨了EPS提取前后藻-菌聚集体表面电荷的变化.结果表明,随着粒径的增大,藻-菌颗粒污泥EPS中多糖和蛋白质的含量均有增加,而蛋白质与多糖的比值减小.不同粒径的藻-菌颗粒污泥EPS中芳香蛋白与酪氨酸类物质的含量明显增加,腐殖酸类物质含量亦呈总体增加趋势,与胞外蛋白相比,胞外多糖特征峰的波峰强度增加较明显.进一步分析表明,粒径较大的颗粒可能更能抵御外界环境因素的变化,以维持颗粒性能.以上结果表明,粘性和亲水性的多糖、芳香蛋白和酪氨酸类物质可能更有利于藻-菌颗粒的微生物细胞聚集.本文的研究结果进一步地拓展了对藻-菌颗粒污泥的认识,并为其进一步的工程应用提供基础.     

污泥EPS作为阻燃剂的机制归纳与潜力分析

高附加经济价值回收产物胞外聚合物（EPS）提取可以有效推动剩余污泥资源化目标.EPS除可替代传统藻酸盐应用于食品、医药、纺织、印染、造纸和日化等行业外,它在阻燃方面独特的性能已展现出用作高端航空器防火涂层的诱人潜力.这得益于EPS本身复杂的化学结构与物质成分,其优异的相容性、黏附性和生物合成性等优势使它的阻燃与环保性能可能优于市场目前已应用上各种阻燃剂.因此,系统分析和总结EPS的阻燃特性机制对其广泛应用极具现实意义.首先,在总结市售现有各类阻燃剂之优缺点基础上,对比分析EPS阻燃特性以及应用潜力.其次,在阐述EPS中磷（P）元素与类藻酸盐（ALE）物质阻燃原理的情况下,厘清EPS胞外蛋白的协同阻燃过程,以揭示EPS阻燃性能的可能机制.以此为基础上,随之综合评价EPS阻燃特性,并与其他阻燃剂横向对比,总结EPS作为阻燃剂的优势所在.最后,为进一步提高EPS用作表面涂层阻燃材料性能,提出增加EPS磷元素含量、提高和纯化EPS中ALE以及优化EPS与基质的修饰策略.     

混凝法处理鱼粉加工废水技术研究

鱼粉加工废水COD高,生物碎体多,为降低后续生物处理负荷,研究拟采用混凝法对鱼粉加工废水进行预处理,通过正交实验,考察混凝剂种类、pH值、速度梯度等因素对处理效果的影响.结果表明,聚合硫酸铁絮凝效果优于聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚丙烯酰胺,COD去除率为46.5%,SS去除率为92.4%;聚合硫酸铁混凝预处理鱼粉加工废水的最佳条件为:投药量为600 mg/L;pH值为7;快搅梯度为200 r/min、120 s,GT值为26 832;慢搅梯度为80 r/min、8 min最佳总GT值为38 832.     

丁烯氟虫腈光降解反应过程及机理

考察了乙腈/水混合溶液中丁烯氟虫腈的光解速率及水体中主要溶解性物质对其光解的影响,通过产物鉴定及模拟计算判定了丁烯氟虫腈光降解反应机理.结果表明,模拟日光下丁烯氟虫腈快速发生光降解,纯水中反应半衰期为17.34 min.腐殖酸通过竞争光吸收来抑制丁烯氟虫腈的光解,NO3-和Cl-对其光解无影响.丁烯氟虫腈光解反应位点位为亚砜基团上的硫原子,主要产物为脱硫化物(MW 442.0),砜化物(MW 506.0)及2种硫化物(MW 473.9和405.8).键级和键长分析也证实丁烯氟虫腈硫原子连接的化学键不稳定,易发生断裂重排反应,生成上述转化产物.