银纳米线复合静电纺丝膜终端饮用水处理装置电化学消毒效能研究

终端饮用水电化学消毒装置是分散式饮用水安全的重要保障,其关键技术是过滤膜.本研究采用静电纺丝法和真空过滤沉积法制备了新型银纳米线-聚丙烯腈/热塑性聚氨酯(AgNWs-PAN/TPU)复合膜,并对复合膜的形貌、机械强度和导电性等进行了表征.同时,构建了电化学消毒装置,通过对模拟水样的过滤和电化学消毒实验,考察了复合膜长期运行的杀菌性能、膜通量、膜形貌及总银离子释放变化,评估了复合膜的消毒效果.结果表明,电纺纳米纤维膜基材具有均匀的直径和增强的机械性能.银纳米线嵌入到PAN/TPU电纺纳米纤维膜的表面构建了一个连接的导电网络,具有很好的机械性能、导电性、电化学性能及银负载稳定性.经过10 d的自来水过滤实验,AgNWs-PAN/TPU复合膜膜通量下降了4.8%,保持了99.99%的灭菌效率;经过10 d的10~5CFU·mL~(-1)大肠杆菌水样运行实验,膜通量下降了35.31%,经5 min反冲洗能够恢复98%的膜通量,可保留99%以上的细菌灭活效率.AgNWs-PAN/TPU复合膜的银负载稳定性好,总银离子释放量在30μg·L~(-1)以下的安全范围;纳米纤维膜表面在长期水力冲刷下变得粗糙,机械强度略有减弱.本研究为高导电性缓释银离子纳米银复合纤维膜杀菌材料的研发及其在终端饮用水消毒的应用提供了科学依据.     

操作条件及水质对海水氯消毒过程中消毒副产物生成的影响

氯消毒广泛应用于海水利用的预处理过程中,以减少生物膜淤积,而消毒过程会导致各类消毒副产物(DBPs)的生成,可能会对海洋生态环境具有潜在危害。系统研究了操作条件和水质对海水氯化消毒过程中生成三卤甲烷(THMs)、卤乙腈(HANs)和卤乙酸(HAAs)的影响。结果表明,氯投加量对DBPs生成的影响最大,随着投氯量的增加,THMs、HANs和HAAs的生成量显著增加,在反应初期随反应时间的延长而增加,随后HANs和HAAs的生成量开始缓慢降低而THMs基本保持不变。随着温度升高,THMs的生成量稳步增加,而HAAs和HANs在分别达到30,25℃后生成量达到最大值,之后随温度的升高而降低。p H对THMs、HANs和HAAs生成的影响相反,在酸性条件下HANs和HAAs的生成量最多,而在碱性条件下THMs的生成量最多。THMs、HANs和HAAs的生成量随溴离子浓度的改变无明显变化,但是随着氨氮浓度的升高,THMs、HANs和HAAs的生成种类和生成量均有明显降低。     

新型消毒副产物碘代乙酸急性暴露诱导斑马鱼肝脏氧化损伤的机理研究

具有较好水溶性的碘代乙酸是新型饮用水消毒副产物,其对水生生物的毒效应及机理备受关注.肝脏是鱼类发挥解毒作用的的主要组织,极易受化学污染物影响.本研究以模式水生动物斑马鱼(Danio rerio)为研究对象,采用半静态换水法,研究了碘代乙酸急性暴露诱导鱼体解毒功能组织氧化损伤的毒效应机理.暴露96 h后,相对于对照组,不同剂量碘代乙酸(1μg·L-1、10μg·L-1和100μg·L-1)暴露导致斑马鱼肝脏组织活性氧和丙二醛含量明显增加;超氧化物歧化酶和谷胱甘肽S转移酶活性增强,而过氧化氢酶活性降低;肝脏解毒过程标志性基因CYP1A、CYP3A和GST在mRNA水平表达量不断增加;这些指标的变化都呈现明显的剂量-效应特征.上述研究表明,饮用水消毒过程形成的碘代乙酸对水生生物具有明显的氧化应激效应,鱼体肝脏组织解毒功能基因相对于其它指标更敏感,可作为生物标志物.此外,应当加强饮用水消毒工艺研究,减少碘代乙酸等消毒副产物的形成以降低其对水生生态系统的潜在危害.     

珊溪水库库区及入库支流水体紫外光谱特征分析研究

珊溪水库是温州地区的重要饮用水源地之一。在“五水共治”时代背景下,“保供水”特别是确保我市饮用水源安全是“五水共治”的组成部分之一。本文采用紫外光谱特征分析法评估珊溪水库主库区及主要入库支流考核断面水环境质量状况。分析结果表明：从黄坦坑、李井坑等监测站位的紫外特征吸收峰SUVA254分析二者污染较重,有机质芳化度、分子量和腐殖化水平相对较大。库区胡敏酸含量比富里酸含量大,支流天然水溶解性有机质( DOM)有机物分子缩合度高,腐殖化程度从支流到水库逐渐增大。     

Bromate ion formation in dark chlorination and ultraviolet/chlorination processes for bromide-containing water

Bormate （BrO3^-） is a carcinogenic chemical produced in ozonation or chlorination of bromide-containing water. Although its formation in seawater with or without sunlight has been previously investigated, the formation of bromate in dilute solutions, particularly raw water for water treatment plant, is unknown. In this article, the results of bench scale tests to measure the formation rates of bromate formation in dilute solutions, including de-ionized water and raw water from Yangtze River, were presented in dark chlorination and ultraviolet （UV）/chlorination processes. And the effects of initial pH, initial concentration of NaOCl, and UV light intensity on bromate formation in UV/chlorination of the diluted solutions were investigated. Detectable bromate was formed in dark chlorination of the two water samples with a relatively slow production rate. Under routine disinfecting conditions, the amount of formed bromate is not likely to exceed the national standards （10 μg/L）. UV irradiation enhanced the decay of free chlorine, and, simultaneously, 6.6%-32% of Br^- was oxidized to BrO3^-. And the formation of bromate exhibited three stages： rapid stage, slow stage and plateau. Under the experimental conditions （pH = 4.41-11.07, CCl2= 1.23-4.50 mg/L）, low pH and high chlorine concentration favored the generation of bromate. High light intensity promoted the production rate of bromate, but decreased its total generation amount due to acceleration of chlorine decomposition.     

Electrochemical disinfection using the gas di usion electrode system

A study on the electrochemical disinfection with H2O2 generated at the gas diffusion electrode(GDE) from active carbon/polytetrafluoroethylene was performed in a non-membrane cell.The effects of Pt load and the pore-forming agent content in GDE,and operating conditions were investigated.The experimental results showed that nearly all bacterial cultures inoculated in the secondary effluent from wastewater treatment plant could be inactivated within 30 min at a current density of 10 mA/cm 2 .The disinfection ...     

超声协同紫外灭活大肠杆菌实验研究

应用紫外、超声、超声协同紫外对大肠杆菌进行灭活,并从生物学角度对协同机理进行探讨。结果表明:实验条件下,紫外辐照剂量与大肠杆菌灭活率之间具有良好的线性关系,各紫外辐照剂量下的E.coli均发生了光复活现象。超声功率密度对于灭活结果具有显著意义(p0.05),研究中超声灭活大肠杆菌的最大相对功效值对应的工况为7.18W/cm2作用80s。超声的协同作用使紫外线消毒动力学方程K值由0.1增至0.1358,减小了细菌对UV的抗性;与单独紫外作用比较,超声与紫外协同作用的光复活率有所降低。超声与紫外同时作用对细胞形态结构产生严重的破坏,超声作用只能改变细胞的结构,而不能破坏其DNA;利用T4-EndoⅤ对CPDs的特异性识别特性,可发现经各工况处理后,大肠杆菌DNA均被降解,产生大量CPDS,且各工况下ESS含量变化曲线与各工况下大肠杆菌灭活率曲线的相关系数达到0.92。     

污水中溶解性有机物组分特性及其氯消毒副产物生成潜能

以城市污水厂二级出水为研究对象,采用大孔吸附树脂将污水中溶解性有机物分离成亲水性物质、疏水酸性物质、疏水中性物质和疏水碱性物质4个组分,分析了各组分的有机物特性、三维荧光光谱特征和氯消毒副产物生成潜能.结果表明,亲水性物质和疏水酸性物质分别占水样中溶解性有机碳的33%和30%,其中亲水性物质相对含有较多的生物源腐殖质类物质,疏水酸性物质相对含有更多的芳香族蛋白质和溶解性微生物代谢产物类物质.氯消毒后,亲水性物质的三卤甲烷生成潜能分别为630.4μg.L-1,占污水三卤甲烷生成潜能的73.7%.亲水性物质和疏水酸性物质的卤乙酸生成潜能分别为644.6μg.L-1和123.2μg.L-1,是污水氯消毒副产物的主要前体物.     

组合氯化消毒工艺的卤代消毒副产物生成特性

比较4种单独使用氯或组合氯化消毒工艺在较长管网停留时的卤代消毒副产物生成情况.4种工艺为单独游离氯消毒、氯胺消毒、清水池游离氯消毒后转氯胺的先氯后氨消毒、短时游离氯后转氯胺的顺序氯化消毒工艺.结果表明,游离氯消毒工艺在管网停留时间长时,卤代消毒副产物会持续大量的生成,而一氯胺消毒工艺生成的卤代消毒副产物量很低.目前使用较为普遍的先氯后氨消毒工艺与游离氯消毒相比,可以降低卤代消毒副产物的生成量,管网停留24 h时,三卤甲烷的生成量降低了9.6%,卤乙酸的生成量减低了42%.但是先氯后氨消毒工艺由于游离氯接触时间约为2 h,卤代消毒副产物已经大量生成.短时游离氯后转氯胺的顺序氯化消毒工艺,由于控制了游离氯的接触时间,可以在保障消毒工艺灭活微生物效果的同时更为有效地控制卤代消毒副产物,管网停留24 h时,三卤甲烷的生成量与单独游离氯消毒工艺相比降低了48%,卤乙酸的生成量减低了72%.因此,顺序氯化消毒工艺可以更好地控制卤代消毒副产物的生成,提高水质安全性.     

砷和二氯乙酰胺联合暴露下斑马鱼脏器富集及毒性的性别二态性研究

砷（As）是全球性毒害污染物,可与消毒副产物共存于水环境中,但目前缺乏两者对水生生物的系统联合毒性效应评估数据.本研究选用毒性较强的含氮消毒副产物—二氯乙酰胺（DCAcAm）为代表,研究其与无机三价As在不同性别成年斑马鱼肝脏、肠道、脑和鳃等器官中的联合毒性效应.结果表明,100 μg·L^-1 As和300 μg·L^-1 DCAcAm单一和联合暴露主要累积于肝脏,并在肝脏诱导最强的氧化损伤及炎症反应.As单一暴露对雌性斑马鱼表现出更强毒性,而DCAcAm单一暴露则在雄性斑马鱼中诱导更强毒性,两者的联合毒性效应在两种性别斑马鱼肝脏中均减弱.在雄性斑马鱼肠道、脑和鳃中,As和DCAcAm的毒性效应相互独立;而在雌性斑马鱼脑和鳃中联合毒性减弱,肠道中联合毒性增强.本研究结果可为As和DCAcAm联合毒性评估及健康风险评价提供数据支撑,对DCAcAm暴露的性别二态性响应的首次表征,可为DBPs类污染毒性效应评估提供另一维度的参考数据.