城市污水二级出水超滤膜污染与膜特性的研究

以城市污水二级出水为过滤介质,考察了PVA、PVP、PMMA等与PVDF的二元及三元共混超滤膜的过滤污染行为.结果表明,共混优化了PVDF超滤膜的结构参数,添加剂PVP、PVA可有效改善膜的亲水化程度,提高膜渗透通量.超滤膜的亲水性和结构特性对膜抗污染性能影响较大;堵孔阻力是二级出水过滤膜污染不可逆的主要原因.亲水性较强的超滤膜,二级出水过滤初期易因浓差极化而导致滤饼层污染,造成一定的通量衰减,但易清洗恢复,不可逆污染指数(rir)为0,抗污染性能好.致密的超滤膜表面有利于防止二级出水中的中低分子量污染物进入膜内部,而断面通透大孔和疏松海绵层结构的超滤膜,能减少二级出水中的污染物在膜中沉积形成堵孔阻力.膜表面多孔,内部大孔发育不充分,易形成堵孔污染,通量衰减大且不易清洗恢复,膜污染不可逆.     

聚四氟乙烯复合膜材料的透湿性和生物防护性能研究

测试了聚四氟乙烯（PTFE）复合膜材料的透湿性和对氯化钠气溶胶、粉末状微生物枯草芽孢杆菌黑色变种（ATCC9372）、液体中脊髓灰质炎病毒疫苗株的防护性能。结果表明，该复合膜材料有良好的透湿性能，同时对氯化钠气溶胶、粉末状和液体中的微生物均具有良好的防护性能。     

植物细胞吸收镉的机理及镉对植物气孔发育的影响

镉(Cd)是对动植物有严重危害的一种重金属,但关于它如何进入细胞以及它对植物发育影响的研究很少。通过观察Cd暴露下的3种植物——凤仙花、牵牛花、紫茉莉的生长状况,用台盼蓝染根细胞核和通过叶表皮造模技术观察气孔变化,初步研究了Cd进入细胞的可能途径,提出了Cd进入植物体内的细胞模型,并观察了Cd对气孔发育的影响。结果表明:Cd环境暴露下,用台盼蓝染色凤仙花的根可使其根毛细胞核染色,而对照不被染色。根据三种植物在Cd暴露条件下的生长状况和植株死亡时的表现,提出了Cd进入细胞的模型:Cd首先与细胞膜上的蛋白质结合,使细胞膜上形成可以允许Cd~(2+)或其他离子进出细胞的孔,Cd通过扩散进入细胞;与膜蛋白结合的Cd为可逆结合,依据Cd浓度形成平衡。Cd影响气孔的开闭和发育。当Cd浓度变化时,气孔闭合率也发生变化。在叶子的发育中,如果有Cd的存在,气孔的发育偏离原有的进程,牵牛花叶子的副卫细胞消失,同时气孔数量减少。对Cd敏感的凤仙花的气孔密度严重减少,紫茉莉和牵牛花气孔则少量减少。同时叶表皮细胞壁的弯曲形状也发生较大变化,表皮细胞也明显变小。     

分层型水源水库溶解性有机物性质及其膜污染特性

利用激发-发射矩阵(EEM)荧光光谱和紫外吸收光谱研究了深水型水源水库热分层期溶解性有机物(DOM)性质及其膜污染特性随水深的变化.结果表明,水体热分层导致DOM质量浓度和性质也表现出分层特征.变温层受光化学降解影响较大,DOM质量浓度较低,同时受藻类等浮游植物分泌的内源有机物影响,DOM芳香度较低,类富里酸有机物(C1组分)和类腐殖酸有机物(C2组分)荧光强度较低,但类色氨酸有机物(C3组分)荧光强度较高;斜温层DOM受径流输入影响较大,DOM质量浓度和芳香度较高,C1和C2组分荧光强度较高.膜污染方面,变温层DOM造成的总污染最大,但可逆性较好,斜温层和等温层DOM造成的总污染较低,但可逆性较差;对超滤过程中不同荧光组分迁移的分析表明,超滤膜对C3组分截留率较高,但反冲洗对被截留的C3组分去除效果较好,而被膜截留的C1和C2组分较难被反冲洗去除.     

SGO/PVDF-g-PSSA复合质子交换膜的制备及抗污染性研究

为更好的提高PVDF-g-PSSA质子交换膜的性能,将磺化氧化石墨烯（SGO）与PVDF-g-PSSA共聚物混合制得SGO/PVDF-g-PSSA复合质子交换膜.用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）以及X射线测定仪（XRD）证实了GO的成功磺化.对复合膜进行SEM表征并考察了复合膜的主要性能,得到了最佳SGO掺加量.使用耗散型石英晶体微天平（QCM-D）研究了复合膜的抗污染性能.实验结果表明：当SGO添加量为1.0%时,复合膜的含水率达到44.34%,质子传导率为0.085S/cm,综合性能达到最佳.QCM-D实验表明,在纯水和50mmol/L PBS条件下,复合膜表面的BSA吸附量均最低,且|ΔD/ΔF|最大,说明吸附层较为疏松,复合膜具有较好的抗污染性.     

红球菌跨膜运输荧蒽的差异膜蛋白分析

提取不同时间荧蒽诱导下红球菌BAP-1分泌的膜蛋白,利用同位素标记相对和绝对定量技术（iTRAQ技术）结合液相二级质谱对差异膜蛋白进行聚类以及生物信息学分析.旨在从蛋白质层面上研究红球菌BAP-1跨膜运输荧蒽过程中起关键作用的膜蛋白种类及其作用机制.结果共鉴定到172个差异膜蛋白.通过差异膜蛋白的COG和GO功能分析,发现荧蒽的加入主要影响了红球菌BAP-1细胞膜上与能量、转运相关的膜蛋白.ABC转运蛋白和TonB依赖转运蛋白作为微生物主要的载体蛋白对BAP-1跨膜运输荧蒽起到了重要作用.过氧化氢酶和超氧化物歧化酶在第6d有一个显著上调,作为抗氧化防御机制来保护微生物.各种膜蛋白在不同阶段发挥着各自作用,这些蛋白共同组成蛋白互作网络调控红球菌BAP-1的跨膜运输过程.     

Nano CuO/g-C3N4 sheets-based ultrafiltration membrane with enhanced interfacial affinity, antifouling and protein separation performances for water treatment application

To improve the interfacial affinity and antifouling properties of polyphenylsulfone(PPSU)membrane, nano CuO/g-C3 N4(g-CN) sheets were synthesized via facile calcination route as one pot synthesis method. The uniformly assembled nanohybrid fillers, CuO on g-CN sheets were confirmed by using XRD, TEM, EDX and FTIR analysis. The non-solvent induced phase inversion technique was used to fabricate the nanohybrid ultrafiltration(UF)membranes by doping different concentration(0.5–1 wt.%) of nano CuO/g-C_3 N_4(g-CN)sheets within the PPSU matrix. The results of contact angle, atomic force microscopy,energy-dispersive X-ray spectroscopy reveal that surface structure and physico-chemical properties of nanohybrid membrane plays lead role in solute interaction and rejection compared to bare membrane, M0. Furthermore, the interfacial affinity of membrane was explored in detail via surface free energy, spreading coefficient, wetting tension and reversible work of adhesion analysis. Nanohybrid UF membrane, with 0.5% of the filler(M1)displayed remarkable permeation flux of 202, 131 L/m2/hr for pure water and protein solution, respectively while maintaining a high protein rejection(96%). Moreover, the exceptional dispersion of the nanosheets in the polymer matrix enhanced FRR(79%) and decreased the overall resistance of M1 compared to the pristine membrane(M0). Overall results suggest that the incorporation of nano sheets is a facile modification technique which improves the comprehensive membrane performance and holds a great potential to be further explored for water treatment.     

超滤膜负载UiO-66@Fe3O4@UiO-66强化PPCPs去除和膜污染控制

本研究通过聚偏氟乙烯（PVDF）膜内负载具有协同吸附和催化作用的金属有机骨架（MOFs）,吸附去除水中药品及个人护理品（PPCPs）,并且达到膜滤过程中多功能材料吸附能力再生和膜污染控制的双重目的.在膜吸附方面,共混基质膜（MMMs）内MOFs材料UiO-66@Fe₃O₄@UiO-66能够有效吸附以水杨酸（SA）和邻-苯二甲酸二甲酯（DMP）为模板化合物的两种常见PPCPs.在膜催化再生方面,UiO-66@Fe₃O₄@UiO-66中的Fe₃O₄能够催化H₂O₂生成强氧化性的羟基自由基（HO·）,实现对MOFs/PVDF膜吸附能力再生和膜内污染控制的耦合.结果表明,pH=7±0.1条件下,10% MOFs/PVDF膜对0.1 mmol·L^-1 SA和DMP吸附去除率最高,它们的去除率可分别达到64.2%和46.1%.除此之外,膜内UiO-66@Fe₃O₄@UiO-66催化5 mmol·L^-1 H₂O₂,能够使膜通量和膜吸附性能恢复率分别达到91.8%和94.2%.实验设计的这种负载多功能MOFs共混基质膜的特点是它对膜吸附能力再生和膜污染控制过程的耦合.这为生化尾水深度净化过程中PPCPs去除和膜抗污染性能改善提供了新的思路.     

乌鲁木齐主城区不透水层(玻璃表面)有机膜中PAEs的污染特征

采集乌鲁木齐主城区不透水层(玻璃表面)有机膜样品,使用气相色谱法测对样品中PAEs(DMP、DEP、DBP和DEHP)进行分析,探讨不透水层膜中PAEs累积水平、组分特征与空间分布等污染特征。结果表明:乌鲁木齐不透水层(玻璃表面)有机膜中的PAEs以DEP为主,其次是DBP,其他PAEs相对较少;在空间分布上,DMP、DEP、DBP在沙依巴克区含量最高,其次是新市区,水磨沟区含量最低,DEHP与其他PAEs的空间分布略有差异,表现为在新市区含量最高;在功能区分布上,DMP、DEP、DBP均表现为商业区工业区交通密集区居民文教区公园广场区,DEHP与其他PAEs功能区分布略有差异,表现为交通密集区居民文教区商业区工业区公园广场区,PAEs来源的不同是造成其功能区分布差异的主要因素;乌鲁木齐ΣPAEs及不同类型的PAEs含量都高于其卫星城昌吉市3～4个数量级,这从一定程度上揭示出大城市不透水层PAEs的含量可能远大于中小城市。本项研究将有利于深入认识干旱区城市典型介质不透水层中的PAEs富集及其机制,为准确预测PAEs污染趋势及制定相关环境保护政策提供科学依据。     

GO-TiO2改性PVDF复合膜去除微污染水体中氨氮

以氧化石墨烯（GO）、二氧化钛（TiO₂）和氧化石墨烯-二氧化钛（GO-TiO₂）为改性物质,借助真空过滤法对聚偏氟乙烯（PVDF）微滤膜进行改性制备复合膜.利用接触角测量仪、扫描电子显微镜、傅里叶红外变换光谱、X射线粉末衍射仪等手段探究了复合膜的结构和亲水性.同时选用腐殖酸（HA）作为水中微污染物的代表考察了复合膜的抗污染性能.选择常州滆湖支浜水样作为原水,研究了复合膜在黑暗及紫外光条件下对氨氮的去除效果.结果表明,GO、TiO₂和GO-TiO₂（GT）复合膜均具有优于PVDF膜的亲水性和抗污染性能,黑暗条件下,GO浓度为1mg/mL的GO复合膜氨氮去除率最高,达到26.4%;紫外光条件下,GO和TiO₂间存在协同作用,GO-TiO₂浓度为1mg/mL、GO/TiO₂=3：1的GT复合膜氨氮去除效率达到最佳（58.2%）.