珠江流域河网底泥的氮磷污染特征及释放机理

针对均属珠江三角洲典型河网之一的三水西南涌及东莞运河,在考察其底泥氮磷污染特征的基础上,研究了底泥氮磷向水系的释放机理.结果显示两河底泥氮磷污染的垂直分布均呈表层大于底层的变化规律.底泥表层以下十几 cm到表层,2～5倍以上的含量增加表明氮磷污染近几年急剧加重.底泥氮释放实验的结果表明,与好氧条件相比嫌氧氨氮释放量明显增加,除硝化反应受制于嫌氧条件是其原因之外,嫌氧氨化作用同样是造成水中氨氮增加的另一重要原因.在底泥磷释放实验中,尽管没有观察出好氧条件下的磷聚集这一现象,但是在嫌氧条件下底泥中磷酸根磷含量的明显增加印证了以往研究提出的"嫌氧磷释放"机理.碳源葡萄糖能促进这一"嫌氧磷释放"现象加快进行.

厌气混合培养中产甲烷菌和硫酸盐还原菌的动力学竞争 Ⅱ.动力学推定的结果及讨论

根据前文建立的动力学模型及批量实验结果,进行了包括乙酸及氢气利用在内的MPB和SRB的动力学常数的推定。结果显示,以Methanothrix及Methanobacter为种属的乙酸和氢气利用MPB;以Desulfobacter postageix和Desulfovibrior为种属的乙酸和氢气利用SRB分别存在于葡萄糖消化过程中。在反映现实情况的低浓度硫酸根离子条件下,热力学及动力学均占优势的乙酸利用SRB相反完全竞争不过乙酸利用MPB。这是由于对硫酸根离子乙酸利用SRB竞争不过氢气利用SRB的缘故,因为后者(Kg=10.7-13.3 mg/L)具有比前者(Ks=19.5-21.4mg/L)更高的硫酸根离子亲合性。这一结果进一步显示有必要重新评价长久以来一直承担负面角色的SRB的作用。因为如果从有利于厌气过程中甲烷主要产生者-乙酸利用MPB的生长这一角度来看,适量生长的氢气利用SRB能够完全抑止作为对手的乙酸利用SRB的生长以至发挥重大的正面作用。另外,该研究提供的动力学推定方法能简便、快速、准确的推定出微生物菌体浓度和诸动力学常数,对于生物处理的近乎所有过程都具有参考价值。

厌气混合培养中产甲烷菌和硫酸盐还原菌的动力学竞争 Ⅰ.动力学推定的模型及实验方法

产甲烷菌(MPB)和硫酸盐还原菌(SRB)的竞争是一个有关厌气处理过程生死存亡的重大问题。研究的目的是提供一个明确实际厌气过程中MPB和SRB竞争机理的动力学研究方法。首先,以Monod模型为基准建立了一整套动力学模型用于微生物菌体浓度和诸动力学常数推定。其次,进行包括乙酸和氢气利用MPB和SRB的两系列连续培养及批量实验,为下一步的动力学常数推定及讨论实际厌气过程中MPB和SRB的动力学竞争机理打好基础。

厌气反应器对基质扰乱的响应(英文)

5套 37℃的扰乱试验实施在 3台厌气完全混合反应器中。三反应器分别处理着以丙酸、丁酸和混合脂肪酸为基质的废水。扰乱由脉冲添加丙酸、丁酸或甲酸来建立。结果表示 ,扰乱立即导致了相应的酸和氢分压(pH2 )的浓度积累。但所有反应器能完全地恢复在 2 0 0h之内。混合液相中丙酸和丁酸的积累没有导致pH的重大变化。但是 ,PH2 的增加限制了丙酸和丁酸的转换 ;各自的阈值分别为 2 1× 10 - 4及 1 1× 10 - 3atm。异丁酸和二高分子羟基酸 ,valerate和caproate ,被检出存在于一些被扰乱的反应器流出水中。对于丁酸异构化pH2 的作用是非决定性的。实验数据的热力学分析表示 ,valerate和caproate的形成或归结于pH2 的增加或独立于pH2 的增加。在后者 ,形成直接地归结于混合液相中丙酸或丁酸的浓度增加。

处理酿酒厂和乙酸废水生物颗粒中的细胞外聚合物(英文)

处理酿酒厂废水的生物颗粒与乙酸的生物颗粒相比,具有相当强的抗损耗和溶解能力是因为较高含量的ECP。每mg由Methanothrix细菌组成的后者平均只含有0.09mg的ECP。但是前者含有0.15mg的ECP,主要是因为高含量的ECP存在于位于生物颗粒表面的hydrolytic/fermentative细菌和中间层的syntrophic细菌之中的缘故。

珠江口水、沉积物及水生动物中氯苯类有机物的含量及分布

对珠江口水、沉积物及水生动物体内氯苯类有机物(CBs)的污染现状进行了调查,并对该类污染物在水体多介质体系中的转移分配规律进行了初步研究.结果表明,珠江口表层水中CBs的总浓度为16.44～963.20ng.L-1,DCBs(二氯苯)对污染的贡献较为突出,占74.4%;表层沉积物(干重)中CBs总含量为7.83～40.09ng.g-1,DCBs、TCBs(三氯苯)、TeCBs(四氯苯)、PeCB(五氯苯)和HCB(六氯苯)分别占总量的71.4%、11.1%、13.0%、1.2%、3.6%;水生动物中贝类的CBs平均含量是38873.0ng.g-1、鱼类为2360.3ng.g-1、虾类则为565.0ng.g-1,DCBs和TeCBs是水生动物体内的主要污染物.CBs在水、沉积物及生物体之间存在明显的富集和放大作用.

氧化沟水力特性对处理效果和能耗的影响

氧化沟水力特性对沟内溶解氧浓度和混合液流速梯度分布影响很大,可对最终的处理效果和能耗产生重要的影响.以处理能力500 m3/d的单沟型Passver氧化沟为例,对沟内的流场分布进行了计算模拟与实测,提出了改善氧化沟水力特性的措施,并分析了改善措施对运行能耗的影响,结果表明,在曝气转刷下游的弯道处分别设置张角90°,150°,180°的导流墙均可降低局部阻力,且随着张角的增大,效果越为显著,当张角为180°时,可降低局部能耗10%左右;在转刷转速72 r/min的条件下,增设张角180°的导流墙不会对溶解氧的分布产生较大影响.根据氧化沟处理低浓度生活污水的实际运行结果,采用活性污泥模拟软件对水力特性改善前后的处理效果进行了模拟计算,结果表明,设置导流墙前后出水水质变化不大.

利用氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌去除污泥中重金属的研究

重金属的去除是污水污泥处理中亟待解决的问题。生物浸出法是去除污泥中重金属的新兴方法,具有低成本、无二次污染等特点。利用由含硫温泉采集到的泉水,通过一系列培养、分离、纯化得到的氧化亚铁硫杆菌(T f)和氧化硫硫杆菌(T t)浸出污泥中的铜、锌、锰、铬、镉。在此基础上,比较了在不同底物浓度下用T f和T t分别浸出重金属的效果,研究了底物浓度、污泥浓度和起始pH等基本因素对重金属去除效果的影响。结果证明,T f去除重金属的效果比T t好,在T f和T t的作用下,污泥中大部分的重金属得到了有效的去除。

土壤和沉积物中1,2,4-三氯苯的超声波提取

以土壤和沉积物中的1,2,4-三氯苯为研究对象,应用超声波提取并以气相色谱进行定量分析。研究结果表明:在一定的超声波处理条件下,1,2,4-三氯苯较为稳定且降解比率很小;最适宜的超声波提取条件为:超声波功率20W、提取温度35℃、提取时间60min、提取剂为石油醚-丙酮混合溶剂(体积比1∶1);三种不同提取方法(索氏、振荡和超声波)相比较以超声波提取法最优;该方法的平均回收率为92 18%、变异系数0 82%、检测限0 0001μg g,可满足土壤中微量有机物定量分析要求。

花生壳吸附Pb^(2+)、Cu^(2+)、Cr^(3+)、Cd^(2+)、Ni^(2+)的动力学和热力学研究

以花生壳为生物吸附剂,通过序批式实验研究了吸附剂投量、吸附时间、金属离子初始质量浓度、吸附温度对吸附金属离子的影响,探讨了花生壳吸附的动力学及热力学特性。结果表明,准二级动力学方程能很好地描述花生壳对Pb2+、Cu2+、Cr3+、Cd2+、Ni2+的吸附过程。Langmuir模型和Freundlich模型均能较好地描述花生壳对5种重金属离子的等温吸附过程,而Langmuir模型拟合的线性更好。Pb2+、Cu2+、Cr3+、Cd2+、Ni2+5种金属离子的最大吸附量分别是32.25、7.09、3.82、2.95、2.22 mg.g-1,花生壳可用于处理低质量浓度多种重金属混合的废水。热力学研究表明,花生壳对5种金属离子的吸附具有自发、吸热和熵增的特性。

1,2,4-三氯苯对斑马鱼生殖和胚胎发育毒性效应

采用斑马鱼胚胎早期发育技术研究了1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)对成年斑马鱼(Danio retio)和斑马鱼受精卵染毒后胚胎生命早期阶段生长发育的影响.结果发现,大于5mg/L剂量的1,2,4-TCB有明显发育毒性,会导致胚胎致畸,引起胚胎凝集或死亡.1,2,4-TCB对成年斑马鱼和斑马鱼受精卵染毒后,胚胎的致死率均与1,2,4-TCB处理之间呈现时间-效应和剂量-效应关系.高浓度的(15 mg/L)1,2,4-TCB对成年斑马鱼的染毒,其平均产卵量和受精率均降低.成年斑马鱼或者受精卵接触1,2,4-TCB后,胚胎发育中典型的非致死效应—心包囊水肿和脊柱畸形的比例均随着1,2,4-TCB的浓度升高而逐渐升高.同浓度1,2,4-TCB处理后,斑马鱼胚胎直接染毒造成的非致死毒性效应更强.结果表明,水体中残留的1,2,4-TCB对于鱼类的生殖和发育具有潜在的危害.

UV/H_2O_2体系降解六氯苯动力学及其机理研究

对比了3种不同氧化方法对水中六氯苯(HCB)的去除效果,考察了HCB初始浓度、H2O2投加量及pH值对UV/H2O2降解HCB效果的影响。结果表明,3种工艺对HCB的降解效果是H2O2<UV<UV/H2O2,在较低初始浓度、低pH及适量H2O(230%)的条件下,较有利于降解反应的进行,并且降解过程符合准一级反应动力学方程。通过GC、GC-MS及IC对HCB降解产物进行了测定,发现其中间产物有五氯苯、四氯苯和四氯对二苯酚,据此探讨了UV/H2O2降解HCB的途径和机理。

CTMAB-膨润土从水中吸附氯苯类化合物的机理——吸附动力学与热力学

采用批量平衡实验,研究了CTMAB-膨润土从水中吸附4种氯苯类化合物(CBs)的吸附特性,并从动力学及热力学角度探讨了CBs的吸附作用机理.结果表明,吸附过程符合伪二级动力学方程,吸附活化能较小,反应速率较快,达到平衡的时间较短.CBs在CTMAB-膨润土上的吸附符合Linear方程,吸附过程主要由分配作用所致;CBs的辛醇-水分配系数越大,其在CTMAB-膨润土中的分配系数Kd也越大.另外,CTMAB-膨润土的有机碳含量越高,其对CBs的Kd也越大.CBs在CTMAB-膨润土上的吸附是一个放热过程,同时伴随着熵值的增加,在288～308 K范围内,反应的吉布斯自由能变小,表明主要吸附作用力为疏水键力,吸附反应为自发过程.

多氯代有机污染物胁迫下植物某些根系分泌物的变化

采用水培植物的方法,对以1,2,4-TCB和pp'-DDT为代表的PCOPs胁迫下黑麦草和大蒜的某些根系分泌物含量变化进行了研究。结果表明:受不同类型和浓度PCOPs胁迫下的植物某些根系分泌物产生了相应变化。pH值呈现先降低后升高的趋势;较低浓度PCOPs胁迫能促进植物对可溶性总糖、有机酸和氨基酸的分泌,而在较高浓度PCOPs胁迫下对植物根系分泌可溶性总糖、有机酸和氨基酸产生了抑制作用;根系分泌物的变化情况随PCOPs的类型和浓度不同而异。

一株非发酵反硝化聚磷菌的筛选及其代谢模式研究

利用活性污泥与生物膜复合系统富集反硝化聚磷菌(DPB)并进行了功能菌的筛选及反硝化聚磷实验,考察了乙酸、PO43--P和NO3--N、PHB和糖原的变化,分析了厌氧和缺氧代谢模式以及PHB在此过程中所起的作用.结果表明,分离到的YB菌株与脱氮副球菌属最相似,是一类非发酵的反硝化聚磷菌.厌氧阶段,YB菌株合成1mg的PHB释放0.11mg的P,作为非发酵菌,合成PHB所需要的能量ATP大部分来自聚磷酸盐的释放.缺氧阶段,YB菌株分解1mg的PHB聚集0.15mg的P,PHB分解产生的ATP多用于聚磷过程;与以前报道的聚磷菌在厌氧和缺氧条件下的代谢模式不同.厌氧阶段聚磷酸盐的释放将影响PHB的合成,进一步影响反硝化聚磷效果,因此认为应重点跟踪△P/△PHB和△NO3--N/△PHB,而不是△P/△COD、△NO3--N/△COD或者△P/△NO3--N.

氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌对硫代硫酸钠的代谢机理研究

首先利用含硫的温泉水,经一系列培养、分离和纯化得到了氧化亚铁硫杆菌(T.f)和氧化硫硫杆菌(T.t).然后,将2种菌投加至一定浓度的硫代硫酸钠,观察2种菌在不同溶解氧浓度下的生长情况和溶液中各种硫化合物的浓度变化.结果表明,T.f利用硫代硫酸钠的速度比T.t快,生长周期也比T.t长,但单个T.f细胞的代谢能力较T.t差;T.f和T.t利用硫代硫酸钠的代谢产物主要为硫酸根离子、连四硫酸根离子、二氧化硫和单质硫.2种菌对硫代硫酸根离子的代谢主要通过4条途径进行.提高溶解氧浓度能显著加快2种菌对硫代硫酸钠的利用速度.

1,2,4-三氯苯对3种海洋微藻的毒性效应

1,2,4-三氯苯(1,2种,4-TCB)是环境中普遍存在的持久性有机污染物之一,而1,2,4-TCB对藻类的毒性作用报道很少。以1,2,4-TCB处理后,3种海洋微藻(金藻Isochrysis Zhanjiangensis、角毛藻Platymonas Subcordiformis和扁藻Chaetoceros miielleri)的生长状况、蛋白质质量分数和叶绿素质量分数的改变来检测1,2,4-TCB对海洋微藻的毒性效应。结果表明:1,2,4-TCB对3种海洋微藻的生长均有一定的抑制作用,该效应表现出一定的浓度和时间依赖性;1,2,4-TCB处理4d后,3种海洋微藻细胞蛋白质质量分数和叶绿素质量分数下降,呈现一定的浓度—效应关系,这表明1,2,4-TCB对3种海洋微藻产生毒害效应,其作用机制可能与藻类光合作用功能降低和蛋白质功能受损有关。1,2,4-TCB在一定程度上降低了藻类饵料的利用价值,而且对食物链下游生物具有潜在的危害性。

一种未见报道过的厌氧氨氧化微生物的鉴定及其活性分析

采用完全混合连续流反应器,以硝化污泥为种泥进行厌养氨氧化微生物的富集培养,在培养的第40d就具有了明显的厌氧氨氧化活性,在200d时活性达到2160mg·g-1·d-1(NH+4N,以VSS计).采用分子生物学手段对培养得到的微生物进行鉴定,确定其为一种尚未被报道的可进行厌氧氨氧化反应的细菌.实验证明培养得到的厌氧氨氧化微生物是以NO-2N为电子受体进行反应,NO-3N不能直接被该厌氧氨氧化微生物利用;反应的适宜pH范围为7～8左右;无机碳源对其厌氧氨氧化活性有很大的影响,在缺少无机碳源时活性几乎被完全抑制.

1,2,4-三氯苯对水稻种子萌发及幼苗生长的毒性机理

以水稻为试材,采用水培方法研究了1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)对水稻种子萌发、幼苗生长、叶绿素含量、蛋白质含量、脯氨酸含量、细胞膜通透性的影响.结果表明,水稻种子的萌发率和活力指数随1,2,4-TCB处理浓度的升高而逐渐降低,呈现一定的浓度-效应关系,高浓度(80和100mg·L-1)1,2,4-TCB处理组水稻种子的活力指数仅为对照组的7.89%和1.92%,水稻幼苗的株高和根长均受到抑制,表现出一定的浓度-效应和时间-效应关系.水稻叶片的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和蛋白质含量均随1,2,4-TCB浓度的升高而降低.水稻叶片游离脯氨酸含量和细胞膜的通透性随处理浓度的升高而增加.当1,2,4-TCB处理浓度>15mg·L-1时,游离脯氨酸含量和叶片细胞膜的通透性急剧增加,与对照组相比各组差异均显著(P<0·01).这表明1,2,4-TCB对水稻幼苗的损伤是一个复杂的过程,其机理可能与1,2,4-TCB使植物细胞膜、细胞内蛋白质和细胞器结构和功能损伤有关.

六氯苯的O_3及UV/O_3高级氧化降解试验研究

采用O3、UV/O3高级氧化法对水中六氯苯(HCB)的降解效果及机理进行了研究,并对结果进行了比较,结果表明,UV本身对HCB的去除率贡献不大,HCB可被O3、UV/O3快速降解,即UV<O3<UV/O3;O3、UV/O3作用时,提高体系的初始pH值不利于HCB的降解,在pH=3,HCB=0.2 mg/L,反应40 m in时,HCB的去除可达50%左右,酸性条件下有利于降解反应的进行;无论是O3单独作用还是UV/O3联合作用,HCB的降解基本上满足准一级反应动力学规律,如果体系的pH值基本保持恒定,这种规律就更为明显。根据离子色谱(IC)、GC对六氯苯降解中间产物进行了测定,探讨了O3、UV/O3降解六氯苯的途径和机理。