氧化沟中微孔曝气器的技术特性分析

曝气设备是氧化沟污水处理系统中最主要的设备,本文分析了微孔曝气的技术性能,及其在氧化沟中的特性分析和工程应用。     

微囊藻毒素微生物降解途径与分子机制研究进展

随着大量含氮和磷的废水流入湖泊和江河,导致淡水蓝藻水华污染现象日趋严重.蓝藻水华污染的最主要危害是产生和释放以微囊藻毒素(microcystins,MCs)为主的多种藻毒素.由于MCs对动植物具有很强的毒性,且其在水体中很难被传统的处理方法有效去除,因此如何有效控制蓝藻水华污染和去除MCs是摆在中外环境科学领域的一个难题.针对MCs的结构与毒性、降解菌株、酶催化降解、降解基因和生物降解途径与分子机制的研究进展进行了综述,并对今后微生物降解MCs的研究方向进行了展望,以期为解决我国日益严峻的湖库水体MCs污染和饮用水安全问题提供参考.     

鞘氨醇单胞菌USTB-05对微囊藻毒素的生物降解

研究了云南滇池水华蓝藻细胞中微囊藻毒素(MCs)的分析和鞘氨醇单胞菌USTB-05在细胞水平和酶水平下对MC-YR、RR和LR的生物降解.结果表明,云南滇池水华蓝藻细胞中MC-YR、RR和LR的含量分别为0.16, 0.96, 0.47mg/g.在初始浓度分别为19.5mg/L MC-YR、79.5mg/L MC-RR和43.6mg/L MC-LR下,鞘氨醇单胞菌USTB-05在2d内可将上述3种MCs全部降解,鞘氨醇单胞菌USTB-05粗酶液可以以更快的速率对MC-YR、MC-RR和MC-LR进行高效酶催化降解,在10h内可以将初始浓度分别为14.8mg/L MC-YR、28.4mg/L MC-RR和19.5mg/L MC-LR全部降解.同时发现了MC-YR降解过程中的2个中间和1个最终代谢产物.     

USTB-05-B基因在大肠杆菌中的表达与纯化研究

采用生物学技术对高效降解线性微囊藻毒素-LR(microcystin-LR,MC-LR)的USTB-05-B酶进行克隆表达及纯化研究。首先利用分子克隆技术得到重组菌pET30a(+)/USTB-05-B/BL21(DE3)。在诱导剂IPTG浓度为0.25 mmol/L、温度30℃和诱导时间4 h条件下,重组菌能大量表达目的蛋白。然后利用亲和层析柱对重组菌破碎后的无细胞提取液(cell free extracts,CE)进行纯化,当咪唑浓度为100 mmol/L时,洗脱下来的蛋白纯度高。最终得到USTB-05-B蛋白纯度为91.1%,浓度为0.205 mg/m L。纯化后的USTB-05-B酶具有较高的活性,能在1 h内将10.8 mg/L的线性MC-LR降解完全。纯化后的目的蛋白为研究USTB-05降解MCs分子机理奠定基础,为有效提高降解MCs速率提供新材料。     

微囊藻毒素-RR的提取和臭氧氧化降解

在对采自云南滇池水华蓝藻细胞中的微囊藻毒素-RR(microcystin-RR,MC-RR)提取并发现其含量达到0.19mg/g(干重)的基础上,重点研究了臭氧氧化降解所提取的MC-RR。结果表明,当反应体系中臭氧浓度为5.7 mg/L时,初始浓度1.9 mg/L的MC-RR在15 min内被完全降解。利用HPLC/ESI/MS对提取的MC-RR及其氧化降解产物质荷比测定发现,降解前MC-RR的质谱图中出现特征离子m/z=1 038.7、m/z=519.8以及m/z=135.0。而降解后的产物质谱图中只有Adda基团中带苯环结构化合物(C9H10O)的特征离子峰m/z=135.0存在,其他2个离子峰完全消失。由此推断反应体系中MC-RR(m/z=1 038.2)在大量臭氧及其.OH自由基全面攻击下,分子结构中Adda基团以及单环结构中的不饱和双键直接被氧化而发生断链,最终形成小分子的有机物。     

可见光TiO2光催化降解微囊藻毒素的研究进展

蓝藻释放出的微囊藻毒素严重威胁着人类的健康,不仅对人类的肝脏造成严重的损伤,对人类的生殖生长发育也有潜在的影响。针对上述情况,文章简要评析了微囊藻毒素处理的总体研究现状,以微囊藻毒素的分子结构和理化性质为基础,重点阐明了光催化的机理与微囊藻毒素光催化过程中的中间产物,详细介绍了可见光催化降解微囊藻毒素的途径,阐述了提高二氧化钛可见光活性的方法以及常见的可见光催化处理工艺,叙述了可见光催化降解微囊藻毒素的影响因素,并指出当前探索所遇到的问题以及未来研究的发展趋势,以期为该领域的进一步研究提供参考。     

我国燃煤电厂PM2.5减排潜力预测与分析

为研究燃煤电厂在燃煤发电机组结构优化调整和不同末端控制措施条件下PM_2.5的排放情况,以2012年为基准年,设计了分阶段、分地区不断优化的控制情景(基准、适中、加严和最严情景),并依据《大气细颗粒物一次源排放清单编制技术指南(试行)》建立的减排潜力模型对2017年、2020年和2030年我国燃煤电厂PM_2.5减排潜力及空间分布进行预测分析. 结果表明:通过燃煤发电机组结构优化调整,2017年、2020年和2030年我国燃煤电厂PM_2.5排放量与调整前相比可分别减少3.62×104、8.52×104和24.43×104 t,但相对于基准年而言,PM_2.5排放量并未减少;进一步结合末端控制措施优化进行控制,PM_2.5最大减排潜力(相对于基准年而言)可分别达到59.42×104±7.83×104、82.83×104±5.82×104和81.89×104±6.76×104 t,最高减排比例分别达到66.5%±8.8%、92.8%±6.5%和91.6%±7.6%. 我国各省(市/区)燃煤电厂PM_2.5减排潜力与其煤耗量和采取的控制措施有关,燃煤量越大,控制措施越严格,则减排潜力越大. 京津冀、长三角和珠三角地区燃煤电厂在实现超低排放,即最严情景下2017年PM_2.5减排潜力分别为5.93×104、12.04×104和4.70×104 t;2017年、2020年和2030年这3个区域PM_2.5总减排潜力分别为22.68×104、22.36×104和22.07×104 t. 内蒙古、江苏、山东、广东、河北和山西等地在实施超低排放后,其PM_2.5减排潜力均超过4×104 t,并且在全国范围内实施超低排放可显著降低我国燃煤电厂PM_2.5排放量.