Isotopic modelling of the significance of bacterial sulphate reduction for phenol attenuation in a contaminated aquifer

A Triassic sandstone aquifer polluted with a mixture of phenolic hydrocarbons has been investigated by means of high-resolution groundwater sampling. Samples taken at depth intervals of 1 m have revealed the presence of a diving pollutant plume with a sharply defined upper margin. Concentrations of pollutant phenols exceed 4 g/l in the plume core, rendering it sterile but towards the diluted upper margin evidence for bacterial sulphate reduction (BSR) has been obtained. Groundwaters have been analysed for both delta34S-SO4 and delta18O-SO4. Two reservoirs have been identified with distinct sulphate oxygen isotope ratios. Groundwater sulphate (delta18O-SO4 = 3-5/1000) outside the plume shows a simple linear mixing trend with an isotopically uniform pollutant sulphate reservoir (delta18O-SO4 = 10-12/1000) across the plume margin. The sulphur isotope ratios do not always obey a simple mixing relation, however, at one multilevel borehole, enrichment in 34SO4 at the plume margin is inversely correlated with sulphate concentration. This and the presence of 34S-depleted dissolved sulphide indicate that enrichment in 34SO4 is the result of bacterial sulphate reduction. Delta34S analysis of trace hydrogen sulphide within the plume yielded an isotope enrichment factor (epsilon) of -9.4/1000 for present-day bacterial sulphate reduction. This value agrees with a long-term estimate (-9.9/1000) obtained from a Rayleigh model of the sulphate reduction process. The model was also used to obtain an estimate of the pre-reduction sulphate concentration profile with depth. The difference between this and the present-day profiles then gave a mass balance for sulphate consumption. The organic carbon mineralisation that would account for this sulphate loss is shown to represent only 0.1/1000 of the phenol concentration in this region of the plume. Hence, the contribution of bacterial sulphate reduction to biodegradation has thus far been small. The highest total phenolic concentration (TPC) at which there is sulphur isotope evidence of bacterial sulphate reduction is 2000 mg/l. We suggest that above this concentration, the bactericidal properties of phenol render sulphate-reducing bacteria inactive. Dissolved sulphate trapped in the concentrated plume core will only be utilised by sulphate reducers when toxic phenols in the plume are diluted by dispersion during migration.     

溶菌酶和硫酸铝联用优化污泥脱水性能的研究

以污泥沉降体积、污泥比阻和污泥泥饼含水率为指标,考察了溶菌酶和硫酸铝联用时加药方式和加药剂量对活性污泥沉降性能及脱水性能的影响。结果表明,先投加溶菌酶后投加硫酸铝时污泥的脱水性能更佳,硫酸铝和溶菌酶的最佳投加量均为0.10 g/g TS(总固体),此时,污泥泥饼含水率和污泥比阻分别可达71.84%和0.68×1012m/kg,相比于硫酸铝单独调理分别降低了约5%和0.23×1012m/kg。污泥胞外聚合物(EPS)含量分析表明,溶菌酶和硫酸铝联用时显著降低了污泥中LB-EPS(松散附着性EPS)含量,在最佳投量下可将原污泥的LB-EPS中的蛋白质和多糖依次从(13.44±2.11)mg/L和(23.97±3.44)mg/L降至(1.72±0.32)mg/L和(8.69±0.15)mg/L,表明联合处理使得EPS中的水分得到释放,提高了脱水性能。     

SBR工艺处理晚期垃圾渗滤液的脱氮特性研究

采用有效容积为1 200 m3的SBR反应器处理晚期垃圾渗滤液,进行生物脱氮特性研究.结果表明,通过投加粪水调节进水C/N,能显著提高SBR反应器对晚期垃圾渗滤液中氮素污染物的去除效果,其中第112~136 d的TN平均去除率高达82.62%,出水TN≤190 mg.L-1,COD≤400 mg.L-1;能在反应器内达到各种生物脱氮反应的平衡状态,BOD5与TN去除量的比值稳定在1.43左右.在稳定平衡阶段,通过对反应器内氮素污染物和SO24-的含量变化进行周期跟踪监测,发现在搅拌回流阶段存在NH4+-N和SO24-的同时等比例去除现象,去除率分别为27.06%和76.17%,反应器内存在同步硝化反硝化和同步脱氮除硫(SO24-)过程;量化分析了反应器内各种生物脱氮反应,得到异养反硝化、同步硝化反硝化、同化作用、同步脱氮除硫(SO24-)和内源呼吸反硝化对TN去除量的贡献率分别为62.6%、33.8%、7.0%、26.1%和2.7%.     

经饮水亚慢性铝染毒对大鼠血铁及相关蛋白水平的影响

为了探讨慢性铝暴露对大鼠铁代谢的影响,将100只4周龄清洁级雄性Wistar大鼠随机均分成摄铝组(430mg·L-1,以Al3+计)与对照组(蒸馏水),饮水染铝,每隔30d处死染铝大鼠和对照大鼠各10只,实验周期为150d.同时,在不同时间点(30d、60d、90d、120d、150d)测量大鼠体重,并进行协方差分析.最后,用火焰原子吸收分光光度法、固相竞争ELISA和比色法检测血浆Al、Fe、转铁蛋白(TF)、可溶性转铁蛋白受体(sTfR)含量及总铁结合力(TIBC).结果表明,在摄铝前期(90d前),染铝对大鼠体重无显著影响,而后期(120d后)染铝对大鼠体重抑制作用较大.在实验周期内,各时间点间对照组血浆中各指标均无显著差异,摄铝组随着时间的延长各指标变化较大.各时间点摄铝组血浆中Al含量及Al/Fe均显著高于对照组(p0.01);30d时摄铝组血浆中Fe含量与对照组相比无显著差异(p0.05),60、90、120d时均显著低于对照组(p0.01),150d时显著高于对照组(p0.01);30、60d时摄铝组血浆TF含量与对照组相比无显著差异(p0.05),90d后显著高于对照组(p0.05;p0.01);30、60d时摄铝组TIBC与对照组相比无显著差异(p0.05),其后各时间点均显著高于对照组(p0.01);30d时摄铝组sTfR含量与对照组相比无显著差异(p0.05),其后各时间点均显著低于对照组(p0.01).由此可见,铝可干扰大鼠体内铁的代谢,影响铁的生物学作用.     

强化混凝去除微污染湖泊水浊度及TOC的研究

通过烧杯混凝试验和动态连续混凝试验,就混凝剂种类、投药量、pH值、水温等因素,研究强化混凝对水中浊度和TOC去除效果的影响。试验结果表明:PAC最佳投量为30mg/L,浊度去除率为90.19%,TOC去除率为38.2%,水温高于20℃时,聚合氯化铝对浊度和TOC去除率分别高达84.95%、33.18%以上。虽然pH值是影响有机物去除的主要参数,动态连续混凝试验表明,不改变pH值,强化混凝工艺依然能极大地改善出水水质,滤后水质浊度为0.1NTU,TOC为6.23mg/L。     

新型印染废水脱色絮凝剂的合成及应用研究

以二乙烯三胺、环氧氯丙烷、硫酸铝为原料,制备了一种新型脱色絮凝剂,并将其应用于水溶性染料废水的处理。考察了原料用量配比、反应温度、反应时间等对产品性能的影响。实验结果表明,适宜的合成条件为:第一步,取1mol二乙烯三胺,用一定量水稀释,缓慢加入1.1mol环氧氯丙烷,加完后在40℃下搅拌3h;第二步,加入1.2mol的硫酸铝,控温搅拌1h,得到絮凝剂产品。其中,第一步反应生成的缩聚物为主反应物,可与染料形成不溶性盐;硫酸铝可增强对染料的吸附,并起到助凝作用。产品分别处理浓度为100mg/L的活性艳兰X-BR、活性艳红X-3B、酸性大红GR模拟染料废水,投加量为60mg/L时,脱色率分别可达99.1%、81.2%和94.6%;处理色度为64倍、COD为122mg/L的实际印染废水,投加量为80mg/L时,出水色度可降至8倍,COD可降至48.7mg/L。     

曝气生物流化床在铝氧化废水回用处理中的应用

采用曝气生物流化床（ABFT）工艺,对某铝氧化废水进行深度处理。结果表明,ABFT工艺具有占地面积小、处理效率高、出水水质好、流程简单等优点,出水水质达到《生活杂用水水质标准》（CJ/T 48-1999）的相应要求,并取得了良好的经济和环境效益。     

絮凝沉降处理乳业废水的研究

用硫酸铝PAM混合絮凝剂净化乳制品行业废水,寻找一种最佳的处理方案。通过多组实验显示：硫酸铝投入量280mg／L,pH值为6—7,水温20℃,搅拌速度为40～70r／min时,经处理的废水外观清晰、透明度高,COD去除率均在80％左右,对保障乳品行业的可持续发展起到科学的借鉴作用。     

中国南方森林黄壤的铝活化模式

将酸化模型应用于我国区域酸沉降影响的预测和控制对策的制定,需要选择有区域代表性的土壤铝活化模式并确定其参数.利用我国南方4个森林小流域的土壤化学长期观测资料,对常见的铝活化模式,如三水铝石模式、斜矾石模式、高岭石模式、伊毛缟石模式和有机质吸附模式等在中国南方森林黄壤的区域适用性进行了分析.结果表明,广泛应用于各种酸化模型的三水铝石模式实际上并不适用,而修正后的三水铝石经验模式在土壤水pH值≥4时能够适用,经验常数可取pK=-2.40、 a=1.65（上层土壤）和pK=-2.82、a=1.66（下层土壤）.其他模式与经验三水铝石模式相比,模拟性能并无明显的改善.观测结果还表明,当pH<4时,pAl不随pH明显变化,这些模式均不能解释其机制.     

水温和pH对饮用水中铝形态分布的影响

铝对输配水系统及人体健康的影响主要与其存在形态有关.本研究采用硫酸铝模拟配水考察了水温和pH对溶液中铝形态分布的影响情况.考察的主要铝形态包括单核铝、溶解铝、悬浮铝和多核铝;采用的形态分析方法为荧光分光光度法.结果表明:当pH=6.5时,悬浮铝为饮用水中铝的主要存在形态,在总铝中的质量分数为62.2%;而当pH>7.0时,单核铝为主要形态,且随反应时间的增加变化不大.各水质条件下的多核铝浓度均较低,且随反应时间的变化也不大.水温对铝形态的影响与pH是一致的,由pOH可将二者统一起来.通过调节pOH可以实现饮用水中铝形态的控制,这将对输配水系统的运行管理及铝毒性控制提供理论依据.