应用模式生物检测饮用水源颗粒物的毒性效应

悬浮颗粒物在自然水体中广泛存在,大量小颗粒物(粒径<1μm)可吸附、聚集水中多种污染物,从而形成新的复合污染,影响水生生态系统。已有研究表明,颗粒物粒径越小,传统饮用水处理工艺越难以去除,因此,其表面吸附的污染物也会随之残留在水体中,对饮用水安全产生影响。本研究对南京某自来水厂进水和出水中的颗粒物进行了测定和对比,并选用3种不同种类的模式生物包括发光菌(Photobacterium phosphoreum)、纤细裸藻(Euglena gracilis)和蚕豆(Vicia faba L.),对饮用水源水中不同粒径颗粒物的毒性效应进行了测试。结果表明,传统水处理工艺对小颗粒物(粒径<1μm)的去除效果并不理想;经传统水处理工艺处理后,出水仍显著抑制发光菌发光强度以及纤细裸藻生长,对蚕豆的污染指数较高,可能存在一定健康隐患;进水中颗粒物粒径<1μm组对发光菌发光强度和纤细裸藻生长的抑制效应显著大于粒径≥1μm颗粒物组,蚕豆根尖的污染指数也更高,毒性更强。本研究结果可为饮用水的生物毒性检测和水处理工艺改良提供参考。     

季铵化改性对风化煤腐殖酸水处理性能的影响

对风化煤腐殖酸(HA)进行季铵化改性得到季铵化腐殖酸(QHA),将HA与QHA用作水处理剂,对比两者的阻垢缓蚀性能。结果表明,QHA的阻垢率和缓蚀率均优于HA。QHA、HA投加量分别在20、30 mg/L时阻垢率达到最大值,分别为85.77%、73.50%。HA与QHA的缓蚀率均随投加量的增大而提高,投加量为40mg/L时,QHA的缓蚀率达82.10%,比HA高出22.51百分点。QHA热稳定性能更好,阻垢缓蚀的最佳pH为8～9。QHA具有良好的分散能力和灭藻能力,可在8h内实现高效灭藻。CaCO3垢样的扫描电镜、X射线衍射分析表明,加入QHA使垢体松散,呈碎状分布,晶格结构发生畸变,CaCO3晶面生长的有序度和完整度下降,从而表现出良好的阻垢性能。     

四羟甲基硫酸鏻去除铜绿微囊藻效果及其机制研究

研究了四羟甲基硫酸鏻对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的去除效果及机制.结果表明,四羟甲基硫酸鏻半效应浓度(EC50)与藻细胞数目呈正相关,线性方程为:Y=0.628 2X+0.956 4,R2=0.997 3(其中Y为EC50,mg/L;X为处理48 h后铜绿微囊藻细胞数目,106个/mL).11.0 mg/L四羟甲基硫酸鏻处理铜绿微囊藻36 h后,藻细胞可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)活性、丙二醛(MDA)较对照组分别提高10.47%、11.31%、140.98%,四羟甲基硫酸鏻能够显著破坏藻细胞膜通透性,提高酯酶活性.四羟甲基硫酸鏻通过破坏藻细胞膜,造成膜脂过氧化,干扰藻体正常代谢而除藻.     

刚毛藻对Cu、Fe、Zn的耐受与污染控制研究

研究刚毛藻对Cu、Fe、Zn的耐受情况。实验设计了3种重金属的浓度,分别为00、.5 mg/L1、.0 mg/L、2.5 mg/L、5.0 mg/L、7.5mg/L1、0 mg/L的培养液,培养期间观察记录刚毛藻的长势,测定藻类生物量及叶绿素a的含量变化,研究藻体对模拟水中3种重金属的去除动态及实际去除效果。结果表明,3种重金属在低浓度(0.5—2.5 mg/L)时藻体长势较好;浓度达到5mg/L时开始出现毒害现象,表现为叶绿素a含量下降趋势;浓度达到7.5mg/L以上时藻体死亡。水体中有效Cu、Fe、Zn浓度较低时,藻体对3种重金属去除效果较好,较高浓度时由于毒害作用使其对3种重金属的去除能力下降。     

蓝藻水华的拦截和陷阱捕获综合控藻技术研究

基于水文气象条件对巢湖蓝藻水华分布的影响,在西北岸万年埠的迎风岸湖段设置蓝藻水华拦截围隔和蓝藻水华捕获陷阱。通过连续监测,比较围隔内外蓝藻生物量和浮游植物多样性的差异,检测水华陷阱的蓝藻捕获效率,从而对蓝藻水华拦截和陷阱处置综合控藻技术的作用进行评估。结果表明：（1）陷阱设置在西半湖万年埠湖段是科学合理的,监测表明蓝藻水华生物量受风力和水流驱使主要聚集在沿岸带区域;（2）水华拦截围隔对蓝藻水华有很好的拦截效果,在水华暴发期间蓝藻围栏可以拦截50%以上的蓝藻水华和50% 以上的Chla浓度,水华拦截区围隔内的生物多样性指数显著高于拦截围栏之外的水域;（3）陷阱对微囊藻水华的聚集捕获效果显著,在适宜气象条件下聚集效率约为2 kg/(m2·d）。这些研究结果说明该综合技术有很好的控藻效果,具有良好的应用前景     

高铁酸钾预氧化并复合高岭土与PAC絮凝去除水中的颤藻

对高铁酸钾预氧化并复合高岭土与PAC絮凝法除水中颤藻的效果进行了研究。通过正交实验得出了在实验水质条件下,去除颤藻的最佳条件为:高铁酸钾的投加量2.4 mg/L、高岭土24 mg/L、PAC 5 mg/L及pH值为6.5。在此条件下,K2FeO4除藻效果明显优于传统的PAC絮凝工艺。考察了K2FeO4对接种到培养液中的颤藻生长活性的影响,结果表明,随着K2FeO4量的增加,颤藻生长活性抑制时间增长。数码生物显微镜观察表明:K2FeO4在低浓度2.4 mg/L下不能破坏颤藻细胞结构,高浓度50 mg/L下可使其细胞破裂死亡。     

固定化菌藻系统对污水处理厂出水的深度处理

将海藻酸钠固定化活性污泥和小球藻制成颗粒小球,以自制的流化床反应器对重庆市某污水处理厂出水进行深度处理,探讨了系统对氨氮、TP、COD的去除效果,实验结果表明:在HRT=12 h,溶解氧浓度为3.0 mg/L左右,pH值为6.2至8.0之间,环境室温条件下,系统对氨氮、TP、COD均有较好的去除效果,系统稳定运行后对氨氮、TP、COD去除率基本维持在60%、60%和30%以上,出水氨氮、TP、COD浓度基本维持在8、0.5和40 mg/L以下,出水浓度达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级A标准。这项研究显示固定化菌藻胶球系统在污水处理厂出水的深度处理中具有潜在的应用前景。     

强化混凝去除尖针杆藻

嘉陵江水系藻类暴发,水源水中的藻类在水厂前处理工艺中难以去除,造成该流域附近10余个水厂发生滤池堵塞现象,其中个别水厂滤池反冲洗周期由正常情况的24 h缩短至2~3 h,严重影响净水厂的正常运行,使得制水能力大幅降低。针对藻类(优势藻为硅藻中的针杆藻)暴发问题,通过对比PAFS、PAC和PFC3种混凝剂的除藻除浊效果,选取PAFS为最佳混凝剂;通过添加预氧化剂和助凝剂强化混凝除藻效果,其结果表明,使用助凝剂PDMDAAC的对PAFS的助凝效果最好,其余药剂结合PAFS的除藻效果为PPC>ClO2>PAM>H2O2>HCA-1,并将其应用到现有水厂,结果表明,0.6mg/L PDMDAAC+25 mg/L PAFS在水厂混凝沉淀,尖针杆藻含量降至49×104~55×104cells/L,其除藻率可达70%~75%,大大减轻了滤池的运行负荷,使得水厂运行恢复到正常水平。     

最大光能转化效率F_V/F_M用于城市人工水体藻华的监控预警

结合2012年5—10月对上海市区2个典型城市人工水体藻华过程叶绿素、最大光能转化效率FV/FM变化,及其与水质指标的关系,研究FV/FM用作城市人工水体藻华监控预警指标的可行性。结果表明,曲阳公园、黄兴公园的FV/FM分别在0.57~0.71和0.58~0.63之间;人工模拟昼夜日照和温度变化培养曲阳公园藻华的水藻得到,藻类生长适应期FV/FM<0.60,对数期FV/FM>0.60,FV/FM与藻类生物量无显著相关性,仅反映藻类所处生长阶段。分析FV/FM和叶绿素a与浊度、COD、TN、TP的相关性得到,FV/FM能兼顾藻类在富营养化水体中的生理环境和生长特性,综合反映了藻华在城市人工水体形成相关的物理、化学、生长特性等因素,对研究水体FV/FM=0.63可作为预警水体藻华发生的阈值。研究成果为城市人工水体藻华暴发的监控、预警提供新的途径和方法。     

超高效液相色谱/串联质谱法测定饮用水源水中多种藻毒素

饮用水源水样品经过直接进样或固相微萃取法净化后,用超高效液相色谱/串联质谱测定水中11种藻毒素。通过试验优化测定条件,使该方法在0.500μg/L~50.0μg/L范围内线性良好,检出限为0.01μg/L~0.05μg/L。对同一实际环境样品做3个质量浓度水平加标回收试验,6次测定结果的RSD为2.2%~9.3%,回收率为76.1%~108%。将该方法用于测定环巢湖湖面12个监测断面水样,结果 3组样品中MC-YR、MC-LR和MC-RR值为0.3μg/L~0.8μg/L。