上流式厌氧污泥床反应器处理3-硝基酚废水研究

利用实验室规模的UASB反应器,研究了颗粒污泥驯化前后的特性,3-硝基酚(3-NP)的降解效果和UASB处理3-NP废水的工艺参数.结果表明,驯化过程中颗粒污泥很快适应3-NP废水;扫描电镜观察显示,颗粒污泥表面丝状菌占优势.在3-NP废水厌氧降解性实验中,保持HRT和进水COD浓度不变,分别为26 h和2 500 mg/L左右,当3-NP浓度由20 mg/L逐渐提高到250 mg/L时,COD去除率由95.2%下降到85.1%;3-NP的去除率保持在99%以上;3-AP是3-NP降解过程中的主要中间产物,3-NP转化为3-AP的转化率由58.7%上升到111.9%;产气量变化较小,甲烷占总产气量百分数最小为65%,最大为74%.

不同共基质条件下3-硝基酚的好氧降解研究

采用SBR反应器,研究分别以葡萄糖和乙酸钠为共基质时3-硝基酚的好氧降解。试验结果表明:在SBR反应器中,以葡萄糖为共基质的3-硝基酚好氧降解效果比以乙酸钠为共基质的要好;保持反应器内初始COD浓度1000 mg/L左右,在葡萄糖共基质条件下,初始浓度120 mg/L以内的3-硝基酚可完全降解;在乙酸钠共基质条件下,初始浓度40 mg/L以内的3-硝基酚可完全降解;相同的初始3-硝基酚浓度、相同的硝基酚去除率下,葡萄糖共基质条件下3-硝基酚的平均降解速率大于乙酸钠共基质条件下的平均降解速率。

3-硝基酚降解动力学研究

采用好氧序列间歇反应器(SBR)研究了3-硝基酚的降解动力学以及投加不同量葡萄糖对动力学参数的影响。结果表明:用Andrews方程描述3-硝基酚在SBR中的降解动力学过程,拟合效果良好,R2值最小为0.88,大部分在0.95以上;投加葡萄糖会影响3-硝基酚的降解速率,对于初始质量浓度为120 mg/L的3-硝基酚,葡萄糖的初始投加量在200～400 mg/L时能提高Kmax值。而少量和过量的葡萄糖都会使Kmax值减小。

3-硝基酚厌氧毒性和厌氧降解动力学研究

在中温(35±1)℃厌氧条件下,以葡萄糖为共基质,采用间歇试验方法,首先,研究了3-硝基酚(3-NP)的厌氧产甲烷毒性。试验以累计产甲烷量和相对活性(RA)为指标,评价了不同浓度3-NP对产甲烷菌的抑制程度,结果表明,3-NP浓度<40 mg/L时,对产甲烷菌几乎没有抑制作用,浓度为80 mg/L时产生轻度抑制,浓度为160 mg/L时产生中度抑制,浓度为320~800 mg/L时产生重度抑制。然后,分别用未驯化污泥和经3-NP驯化的污泥研究了3-硝基酚的降解动力学,结果表明,驯化后污泥比未驯化污泥对3-NP的降解能力提高了很多;驯化污泥的3-NP动力学可用方程R=SRm/Ks++SS2/Ki来描述,并利用非线性拟合求得动力学参数Ks、Rm、Ki分别为52.4 mg/L,1.70 mg/(g.h),87.9 mg/L,方差R2=0.99,拟合效果很好。

3-甲基-4-硝基酚对雄性小鼠生殖毒性的研究

目的探讨3-甲基-4-硝基酚(PNMC)对雄性小鼠的生殖毒性作用。方法 20只小鼠随机分成阴性对照组和PNMC组(分0.9、9和90mg/kg·bw组),经口灌胃染毒30天,观察睾丸和精子的形态变化。结果染毒组小鼠各剂量睾丸生精细胞发生坏死,曲细精管腔内出现细胞团,精子细胞分化异常,形成均质红染颗粒,睾丸曲细精管生精上皮/直径比值在90mg/kg组明显高于对照组;染毒组小鼠精子畸形率明显高于对照组(P<0.05),并且随着染毒浓度的增加,畸形率有增加的趋势。结论 3-甲基-4-硝基酚不仅可以引起生精细胞坏死和抑制精子形成,还可以诱导精子畸变,从而对生殖系统造成损伤。

3-甲基-4-硝基酚对大鼠肾脏氧化损伤作用的研究

为了探讨3-甲基-4-硝基酚(PNMC)对大鼠肾脏的氧化损伤作用,选择SPF级雄性SD大鼠,随机分为4组(每组10只),设立3个染毒组和1个对照组。染毒组采用皮下注射的途径分别给予每天剂量为1 mg/kg体重、10mg/kg体重和100 mg/kg体重的PNMC,连续5 d。对照组采用同样的途径给予溶剂(PBS+0.05%tween80),最后一次染毒后第24小时剖检取材。称量体重和器官重量,观察肾脏组织病理学变化,检测血清中肌酐和尿素氮的含量,以及超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、总抗氧化能力及丙二醛等抗氧化指标的含量。结果显示,染毒组大鼠体重和日增重出现不同程度的下降;各剂量组大鼠肾脏均有不同程度的病理损伤;100 mg/kg体重组大鼠肌酐浓度显著升高,所有染毒组大鼠超氧化物歧化酶的含量均显著下降,10 mg/mg体重染毒组大鼠总抗氧化能力也显著低于对照组。综上所述,PNMC染毒后血清中超氧化物歧化酶的活性降低,同时伴有总抗氧化能力下降,提示大鼠体内抗氧化系统遭到破坏,导致过多的过氧化物在体内蓄积,从而对大鼠肾脏造成氧化损伤。

3-甲基-4-硝基酚对公鸡睾丸早期发育的影响

研究环境内分泌干扰物3-甲基-4-硝基酚(3-methyl-4-nitrophenol,PNMC)对公鸡睾丸早期发育的影响。48只1 d龄白羽公鸡随机分成3个组,分别为对照组、10和100 mg·L-1PNMC处理组,连续饮水42 d。检测公鸡的生长性能、睾丸重量和指数、睾丸的结构变化、血清激素水平和睾丸中CYP17A1及其相关基因的表达情况。结果显示:与对照组相比,10 mg·L-1PNMC处理组显著降低公鸡的生长性能;睾丸重量和睾丸指数均无显著性变化;睾丸细精管生精细胞均有不同程度的空泡兼或脱落;血清孕酮和雌二醇水平均无显著性差异,睾酮水平随饮水中PNMC浓度的升高呈递减的趋势;公鸡睾丸中CYP17A1、HSD3B2和CYP19A1有升高的趋势,HSD17B4在10 mg·L-1PNMC组呈降低的趋势,在100 mg·L-1PNMC组呈升高的趋势。结果表明:饮水中添加10 mg·L-1PNMC显著影响了公鸡的生长性能;饮水中添加100 mg·L-1PNMC引起公鸡睾丸细精管生精细胞变性、坏死,造成结构病理损伤,从而对生殖系统造成损伤。

日粮中大豆异黄酮对环境内分泌干扰物3-甲基-4-硝基酚所致公鸡肝损伤的影响

[目的]本文旨在研究大豆异黄酮（soybean isoflavone,SI）对环境内分泌干扰物3-甲基-4-硝基酚（3-methyl-4-nitrophenol,PNMC）所致公鸡肝损伤的影响及其作用机制。[方法]将1日龄健康白羽公鸡48只随机分为3组（每组4个重复,每个重复4只）：基础饲粮组（对照组）、基础饲粮＋饮水添加10 mg·L^-1PNMC组（PNMC组）、基础饲粮＋饮水添加10 mg·L^-1PNMC＋饲料添加100 mg·kg-1SI组（PNMC＋SI组）,试验期共42 d,分别于21和42 d采样。记录公鸡的生长性能和肝脏质量,并计算肝脏指数;检测肝脏组织中总超氧化物歧化酶（T-SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性和丙二醛（MDA）、谷胱甘肽（GSH）及过氧化氢（H2O2）含量;HE染色观察肝脏组织病理变化。[结果]与对照组相比,PNMC组在21和42 d公鸡体质量均显著降低（P〈0.05）,22-42 d和1-42 d日增体质量极显著降低（P〈0.01）,1-21 d、22-42 d、1-42 d料重比及采食量升高（P〈0.01）,42 d肝脏质量及肝组织匀浆中GSH含量降低（P〈0.05）;与PNMC组比较,PNMC＋SI组在21和42 d公鸡体质量显著增加（P〈0.05）,1-21 d、22-42 d日增体质量极显著上升（P〈0.01）,22-42 d、1-42 d采食量极显著降低（P〈0.01）,1-21 d、22-42 d、1-42 d料重比极显著下降（P〈0.01）;42 d肝组织匀浆中GSH含量显著升高（P〈0.05）;而肝组织中T-SOD、CAT活性及MDA、H2O2含量均无显著差异（P〉0.05）;组织切片表明PNMC组和对照组相比,肝组织多处出现坏死及不同程度的核固缩,而PNMC＋SI组肝组织损伤明显减轻,趋向于对照组,缓解了肝脏组织的病理变化。[结论]大豆异黄酮能够缓解3-甲基-4-硝基酚引起的公鸡肝损伤,增强公鸡肝脏抗氧化能力。

不同共基质条件下上流式厌氧污泥床反应器中硝基酚的降解研究

用实验室规模的2个UASB反应器,分别研究了以葡萄糖和乙酸钠为共基质条件下3-硝基酚(3-NP)和2,6-二硝基酚(2,6-DNP)的降解效果.结果表明,对3-NP的降解,用葡萄糖作共基质的效果明显好于以乙酸钠为共基质;而对2,6-DNP的降解,乙酸钠作共基质效果更好.在含3-NP废水厌氧降解实验中,保持进水COD浓度为2 500 mg/L左右,HRT为26 h,以葡萄糖为共基质时,进水3-NP浓度可提高到254.6 mg/L,3-NP的去除率保持在99.0%以上;以乙酸钠为共基质时,保持HRT为30 h,3-NP浓度可提高到71.6 mg/L,3-NP去除率在90.0%以上.在含2,6-DNP废水厌氧降解实验中,保持进水COD浓度在2500 mg/L左右,HRT为35 h,以葡萄糖为共基质时,2,6-DNP浓度可提高到170.0 mg/L,2,6-DNP的去除率保持在98.0%以上;以乙酸钠为共基质时,保持HRT为30 h,2,6-DNP最大浓度可提高到189.5 mg/L,2,6-DNP的去除率在99.2%以上.