对氯苯酚电氧化过程中Pt电极的失活机制

利用线性伏安法、LC/MS和光谱技术研究了Pt电极在电化学氧化降解对氯苯酚过程中的失活现象.结果表明,由于电极表面的聚合反应, Pt电极会在短时间内失活.现场红外分析表明,电氧化过程中Pt电极在1200cm-1和1800cm-1,处分别出现了芳醚和羰基的特征吸收峰.提高对氯苯酚初始浓度和溶液pH均会加快电极的失活速率.对失活Pt电极的乙腈浸洗液进行LC/MS分析表明,电极表面形成的聚合物并不是具有单一结构的化合物,而是一些混合物,其形成的机理主要包括自由基之间的相互偶合、自由基与底物、中间产物或低聚物的取代反应等方式.     

活性污泥胞外聚合物提取动力学模型

为研究活性污泥胞外聚合物(EPS)提取过程中各参数间的基本关系及优化EPS提取过程,建立了EPS提取过程中浓度随时间变化的动力学模型,并通过前人研究数据和本次试验数据对模型进行验证.结果表明,模型对一些经典文献中的数据拟合效果较好,拟合系数(R2)均大于0.94.对MLSS为(1064.47±298.70)mg/L,MLVSS为(822±147)mg/L的活性污泥进行EPS提取, TOC和蛋白质的拟合效果较好,但多糖和DNA的拟合效果不理想.该模型可以大致估算试验中EPS的最大提取量及任一时间的EPS产量.     

Biodegradation and ecotoxicological assessment of pectin production wastewater

The chemical composition of pectin production wastewater and its toxicity during biological treatment were investigated. Samples of wastewater from di erent steps of a pectin production wastewater biological treatment plant were investigated including the influent of the treatment (1), after denitrification tank (2), after anaerobic treatment (3) and final e uent (4). The conventional physicochemical characteristics of samples did not indicate wastewater toxicity. However, toxicity assessments carried out on Vibrio fischeri and Scenedesmus subspicatus indicated low EC50 values. The fractionation of the samples using an XAD resin showed that the toxicity was associated with the organic matter. Wastewater apparent molecular mass distributions were 14.3, 25.0, 24.4 and 29.6 kDa for samples 1–4, respectively. Finally, characteristics of the sample by pyrolisis-gas chromatography-mass spectrometry (Py-CG-MS) demonstrated its polyphenolic nature and a 23% increase in the levels of such compounds after the first biological treatment step.     

陶瓷膜强化高钙镁油藏聚合物驱采出水处理工艺研究

高钙镁油藏聚合物驱采出水中高浓度的水解型聚丙烯酰胺（HPAM）,易造成常规“隔油-混凝-过滤/气浮”工艺出水水质恶化和滤料堵塞,因此亟须开发高钙镁油藏聚合物驱采出水处理技术与方法。陶瓷膜因其良好的出水水质和抗污染、耐酸碱清洗等优势在油气田废水处理中日益受到重视。基于高钙镁油藏采出水中HPAM浓度高的难题,以提高出水水质和工艺稳定运行为目的,研究了化学絮凝和臭氧氧化+化学絮凝预处理对陶瓷膜出水水质和膜污染的影响。结果表明:HPAM浓度为500 mg/L的模拟采出水经化学絮凝和臭氧氧化+化学絮凝2种预处理工艺,均能有效地减缓陶瓷膜的污染并提高陶瓷膜出水水质,其中臭氧氧化+化学絮凝+陶瓷膜过滤工艺处理后,出水油含量低于10 mg/L,粒径中值<0.8μm,出水水质符合SY/T 5329—2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》油藏地层空气平均渗透率>0.05μm2的要求,说明臭氧氧化+化学絮凝+陶瓷膜工艺处理高聚合物浓度采出水的可行性。     

提盐速率对序批式生物反应器性能和微生物群落结构的影响

使用序批式生物反应器驯化耐盐活性污泥,探究提盐速率对污染物去除效果、活性污泥特性和微生物群落结构的影响.结果表明,快速提升盐度至30‰（30 d内提升盐度）,COD和NH₄⁺-N去除率均出现明显下降,由最初的85.5%和98.5%,分别降低至72.2%和81.7%;缓慢提升盐度至30‰（90 d内提升盐度）,COD和NH₄⁺-N去除率受盐度影响较小,表现出良好的去除性能.在缓慢提升盐度过程中,盐度为20‰,出水NO₂^--N升高至11.13 mg·L^-1,NO₃^--N降低为0.56 mg·L^-1,实现短程硝化;盐度为30‰,亚硝酸盐积累率约为90%,TN去除率升高至75%左右.随着盐度升高,胞外聚合物中多糖和蛋白质的含量不断增加,当盐度高于15‰时,多糖明显增加.高通量测序结果表明,经快速提盐和缓慢提盐驯化,微生物多样性明显下降,Shannon指数由8.06分别降为4.34和6.17.随着盐度增加,Micropruina、Denitromonas、TM7a和Marinicella表现出良好的耐盐特性.经快速提盐驯化后,Denitratisoma、Defluviimonas、Arenimonas和Denitromonas等反硝化菌的相对丰度明显减少.     

生物炭对污泥特征及污水脱氮除磷的影响探究

为探究生物炭对活性污泥特征及脱氮除磷的影响,该文在中温条件下,采用序批式反应器,考察了不同类型基质生物炭对活性污泥处理城镇低C/N废水的影响。结果表明,生物炭降低了污泥体积指数,提高了混合液挥发性悬浮固体,利于微生物的增殖。此外,生物炭提高了活性污泥胞外聚合物(EPS)含量,在鸡粪生物炭、玉米秸秆生物炭和污泥生物炭存在的组别内,EPS的含量分别升高至41.3、46.5和39.8 mg/g,显著高于对照组。生物炭主要提高了EPS内蛋白质(PN)的含量,而对多糖(PS)含量影响不显著,进而提高了PN/PS。生物炭强化了活性污泥对氨氮及总磷的去除,而对化学需氧量的影响不显著。生物炭作为载体微生物提供良好附着进而提高微生物活性,此外,生物炭能吸附氨氮与总磷。     

污泥EPS高值、高效提取与回收技术发展趋势

污泥有机质（特别是胞外聚合物,EPS）高值产品回收将会推动污水/污泥资源化.然而,EPS典型提取方法效率较低、回收产物成分复杂,限制了EPS目标物质的高效提取、降低了回收物的潜在高值应用.为此,探究高值、高效EPS提取/回收技术极为重要.这就需要改变目前典型的"笼统"EPS提取方法,将"胞外多糖"和"胞外蛋白"这样的模糊提取物（实为"有机物混合物"）转变为单目标物质（如类藻酸盐物质、酸溶性EPS、硫酸盐多糖、淀粉样蛋白质以及透明质酸等）或多目标物质（依靠物理、化学性质差异分离、提纯）,实现产物的定向提取并保证其纯度,从而使回收产物获得高值利用.另一方面,把握进水水质、营养物负荷以及运行环境对污泥EPS形成的影响亦十分重要;同时,需要鉴定易形成EPS的优势菌并掌握其生理、生化特征,这对通过污水处理运行而"原位"增加EPS污泥本底含量具有非常重要的意义.此外,还需要针对高值组分进一步发展优化提取方法（如添加表面活性剂等）,以实现回收物高效提取与高值回收利用.     

醇和酚类污染物对欧洲林蛙蝌蚪及梨形四膜虫毒性的定量结构-活性模型

醇和酚类等有机化合物作为重要的工业原料,广泛应用于医药卫生、有机合成、食品工业等领域,但生产中排放于环境的这些物质,会对生物造成一定的毒性作用。为建立包含醇和酚类有机污染物对欧洲林蛙蝌蚪及梨形四膜虫毒性的定量结构-活性相关性模型,计算了227种有机污染物的分子连接性指数和分子形状指数,优化筛选了分子连接性指数的0X、1X、2X、4X和5Xc、分子形状指数的K1和K2共7种参数,将这7种结构参数作为神经网络输入层变量,110种有机污染物对欧洲林蛙蝌蚪的毒性值作为输出层变量,采用7:8:1的网络结构方式,构建了令人满意的对欧洲林蛙蝌蚪毒性的神经网络预测模型,方程总相关系数r为0.988,毒性预测值与实验值之间的平均误差为0.14。为检验指数的普适性,同样用这7个结构参数与117种醇和酚类化合物对梨形四膜虫的毒性进行分析,所得神经网络模型的总相关系数达到0.997,对梨形四膜虫毒性的预测值与实验值之间的平均误差仅为0.065,结果表明,所建模型具有良好的预测有机污染物对林蛙蝌蚪及梨形四膜虫急性毒性的能力。     

PM_(2.5)和甲醛联合暴露致小鼠肺损伤及其分子机制的研究

我国城市当前普遍存在室外大气PM_(2.5)与室内甲醛(FA)联合污染状况,二者均被报道在单独暴露下可以导致肺损伤并诱导和诱发哮喘的急性发作,但其联合污染的具体效应,以及分子机制目前尚不清楚。为探究PM_(2.5)和/或甲醛暴露对小鼠的肺损伤及其可能的机制,分别将雄性Balb/c小鼠分为以下6组:对照组,AZD8055组,PM_(2.5)组,FA组,PM_(2.5)+FA组,PM_(2.5)+FA+AZD8055组。染毒结束后,观察肺组织病理学变化;检测肺组织氧化损伤,活性氧(reactive oxygen species,ROS),还原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)的含量,DNA损伤,DNA-蛋白质交联(DNA-protein crosslink,DPC)系数和8羟基脱氧鸟苷(8-OH-d G)的含量,以及细胞凋亡、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)的含量。结果表明,当吸入气态甲醛浓度为3 mg·m-3,气道滴注PM_(2.5)浓度为2.5 mg·m L-1时,肺组织出现不同程度的支气管重塑和炎症细胞浸润。ROS显著上升,GSH显著下降,DPC、8-OH-d G以及Caspase-3都显著上升。添加AZD8055后,肺组织损伤效应更加显著。PM_(2.5)复合甲醛的暴露导致小鼠肺损伤具有协同作用,氧化应激及其下游的DNA损伤可能是甲醛联合PM_(2.5)致小鼠肺损伤的一种重要机制。     

群体感应信号分子存在下磺胺对大肠杆菌生长、突变及R388质粒接合转移的影响

抗生素的滥用使细菌耐药性问题日益突出,给许多疾病的预防与控制增加了难度。基因突变和质粒接合转移是细菌获得抗生素抗性基因的主要方式,许多研究围绕抗性基因来展开,但是关于群体感应对于抗性基因产生和传播的影响鲜有报道。本文以大肠杆菌(Escherichia coli)为模式生物,群体感应信号分子N-(β-酮己酰)-L-高丝氨酸内酯(3-oxo-C6-HSL,C6)和3种磺胺类抗生素(磺胺嘧啶、磺胺甲恶唑、磺胺氯哒嗪)为研究对象,测定了其对大肠杆菌生长效应、突变效应及接合转移效应的影响。结果表明:C6不影响磺胺对大肠杆菌的生长抑制率,但能够削弱磺胺对大肠杆菌突变的促进作用,并且能增强磺胺对大肠杆菌R388质粒接合转移的抑制作用。本文为从群体感应角度研究大肠杆菌耐药性的产生与传播提供新思路。