微生物对饮用水典型消毒副产物前体物的降解效能及其群落特征

相对于CF（氯仿）等C-DBPs（含碳消毒副产物）,DCAN（二氯乙腈）等N-DBPs（含氮消毒副产物）具有更高的毒性.控制DBPs（消毒副产物）的前体物是抑制DBPs产生的最有效方法之一.为考察微生物降解DBPs前体物对生成DBPs的影响,分别选取C-DBPs和N-DBPs的典型代表物CF和DCAN及其相应的典型前体物Tyr（酪氨酸）和Asp（天冬氨酸）为研究对象,采用微生物培养前体物的方式,探究微生物对典型前体物Tyr和Asp的降解效果及其对生成CF和DCAN的控制效果.结果表明:①Tyr和Asp两种前体物经微生物降解后,DOC（溶解性有机碳）的去除率分别为94.0%和85.6%,DON（溶解性有机氮）的去除率分别为69.0%和81.0%.②在前体物经微生物降解后的水样中,氯化或氯胺化消毒后生成CF和DCAN的量较降解前均大大减少.以Tyr为前体物,水样经微生物降解、氯化消毒后生成CF和DCAN的量分别降低了56.1%和89.5%,氯胺化消毒后生成CF的量降低了68.5%;以Asp为前体物,水样经微生物降解、氯化消毒后生成DCAN的量最高可降低99.9%,经微生物降解、氯胺化消毒后生成的CF可降低50.7%.③对水样中微生物菌群分析发现,在门水平上的菌群主要有变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）,在属水平上的菌属主要有伯克氏菌属（Burkholderia-paraburkholderia）、半角藻属（Haliangium）、分枝杆菌属（Mycobacterium）、沉积小杆菌属（Sediminibacterium）、norank_f_Chitinophagaceae和动胶菌属（Zoogloea）.研究显示,微生物降解对DBPs典型前体物Tyr和Asp的去除,以及对生成CF和DCAN的控制具有较大的潜力,变形菌和放线菌在降解DBPs前体物中起到了重要作用.      

二氯乙腈对大肠杆菌基因表达的影响

为探究二氯乙腈（DCAN）对大肠杆菌（E.coli）基因表达的影响及相应的毒性作用,采用自组织映射（SOM）聚类及剂量效应关系分析方法考察了E.coli在不同剂量DCAN暴露120min过程中其基因表达状况.结果表明：随时间及浓度改变E.coli基因表达具有动态性;在DCAN浓度为1.429×10^-3mg/L时,多个参与应急反应（SOS response）调节、氧化还原应激及普通应激的基因启动子活性发生改变,导致DNA损伤、氧化应激加剧,细胞生物化学和物理稳态可能受到干扰;此外,毒性终点结果表明DNA损伤是DCAN主要的毒性作用模式.     

天冬氨酸在氯化过程中生成消毒副产物二氯乙腈的研究

选择甲基叔丁基醚为萃取剂,1,2-二溴丙烷为内标物,采用气相色谱/质谱法,建立了含氮消毒副产物二氯乙腈(DCAN)的测定方法.以天冬氨酸为前体物,研究饮用水氯化消毒过程中二氯乙腈的形成过程及影响因素,并探讨了二氯乙腈的生成机制.结果表明,在酸性及中性条件下,DCAN的生成量随着p H值的增大而增大,在碱性条件下,DCAN的生成量随着p H值的增大而减小,并且碱性条件下DCAN的生成量明显比中性和酸性条件下低.投氯量增加,DCAN的生成量也随之不断提高.在10~30℃范围内,温度对形成DCAN的影响不大.天冬氨酸氯化形成DCAN的过程包括7个步骤,经过一系列包括取代、脱羧、氧化等反应后,最终形成DCAN.