重金属对活性污泥微生物毒性的比较研究
重金属对微生物毒性效应研究
武汉工业学院毕业论文论文题目：重金属对微生物毒性效应研究姓名学号院系化学与环境工程学院专业环境工程指导教师2010年5月15日目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)1.前言 (1)1.1 重金属对微生物毒性研究现状 (1)1.2 本实验研究的目的和意义 (3)2．大肠杆菌、荧光假单胞菌和枯草芽孢杆菌的简介 (4)2.1 大肠杆菌的简介 (4)2.2 荧光假单胞菌的简介 (4)2.3 枯草芽孢杆菌的简介 (5)3．汞，铬，镉，铅对大肠杆菌，荧光假单胞菌，枯草芽孢杆菌毒性的实验研究 (7)3.1 细菌在重金属污染下存活数量 (7)3.1.1 实验材料和仪器 (7)3.1.2 实验步骤 (7)3.1.3 结果与分析 (7)3.2 细菌在受到重金属污染后在细胞水平上的研究 (9)3.2.1实验材料和仪器 (9)3.2.2 实验步骤 (9)3.2.3 结果与分析 (10)3.3 单细胞凝胶实验 (12)3.3.1 实验材料和仪器 (12)3.3.2 实验步骤 (12)3.3.3 结果与分析 (13)4．微生物和重金属相互作用的应用范围及发展前景 (15)4.1 微生物和重金属相互作用的应用范围 (15)4.1.1 重金属污染的微生物学评价 (15)4.1.2 微生物在环境保护中的应用 (15)4.2 重金属和微生物相互作用的发展前景...................．16 谢辞 (17)参考文献 (18)摘要微生物不仅种类繁多，数量极大，分布广泛，而且具有繁殖迅速，个体微小，比表面积大，对环境适应能力强等特点，因而成为人类最宝贵、最具开发潜力的资源库之一。
作为分解者，微生物在地球生态系统的物质循环过程中起着“天然环境卫士”的作用。
众所周知，重金属不能被微生物降解并且对它们有毒害作用，本次实验是以四种常见的重金属离子+2H g、+6Cd、+2P b对大肠杆菌、荧光假单Cr、+2胞菌、枯草芽孢杆菌三种细菌生长过程的毒性研究。
金属离子对好氧活性污泥活性影响的研究现状
２ ０ １ ５年 ６月
四
川
环
境
Ｖｏ １ ． ３ ４． Ｎｏ ． ３
Ｓ Ｉ ＣＨＵＡＮ ＥＮＶＩ Ｒ０ＮＭＥＮＴ
Ｊ ｕ ｎ ｅ ２ ０１ ５
・
综
述
・
金 属 离 子 对 好 氧 活 性 污 泥 活 性 影 响 的 研 究 现 状
姚 诚 纯 ，张 寒 ， 张利 华 ，周 珉 ，何 品 晶
２ ． Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ Ｐ ０ Ｓ ｉ ｎ ｏ Ｆ ｒ ｅ ｓｈ Ｗａ ｔ ｅ ｒ Ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ １ ５ ０ ７ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔ ｈ ｉ ｓ ａ ｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ ｄ ｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｅ ｄ ｓ ｌ ｕ ｄ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｏ ｆ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｍｅ ｔ ａ ｌ ｉ ｏ ｎ ｓ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ｒ ｏ ｏ ｒ ｇ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｉ ｎ ａ ｅ ｒ ｏ ｂ ｉ ｃ
子所对应 的浓度 。指 出利用活性 污泥 法处理含 有不 同金属 离子的 工业废 水 时，除 了应考虑 各种金属 对污 泥活性的影 响 外 ，还应考虑共存 条件下的重金属 离子 总浓度 。
关 键 词 ：金 属 离 子 ；活 性 污 泥 ；重 金 属 离 子 总浓 度 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ １ － ３ ６ ４ ４（ ２ ０ １ ５） ０ ３ － ０ １ ３ １ ０５ － 中图分类号 ： Ｘ ７ ０ ３
污泥中重金属的毒理研究与治理措施
污泥中重金属的毒理研究与治理措施随着我国城市化进程的加快，污水处理量日益增加，相应的污泥产量也大幅增多。
城市污泥含水率高、有机质含量多、富集了较多重金属元素，需要进行妥善处理与处置。
目前，对于污泥可采取的处理与处置方法包括污泥农用、污泥堆肥、污泥焚烧发电和污泥填埋。
重金属是污泥中所含有的污染物之一，与其他许多污染物不同，重金属元素不能被微生物所降解，一旦污泥中的重金属元素通过多种途径进入生物圈，重金属元素的毒性将会给动物体产生严重损伤，影响动物体的正常生理活动，甚至影响动物的种群数量，造成生态环境的失衡。
因此必须要对污泥中的重金属进行十分妥善的处理，避免或减少其对于动物健康的影响。
污泥中对动物健康具有较大危害的重金属元素主要有Cd(镉)、Zn(锌)、Cu(铜)、Pb(铅)等。
1污泥中重金属进入环境的主要途径城市污泥来源于城市污水处理厂，经过脱水处理后以非流动状态存在。
污泥在进行处理与处置过程中可能通过多种途径进入环境中对动物健康造成危害。
污泥中的重金属元素主要可以通过三种途径进入环境当中，即水、大气和土壤。
1.1污泥中重金属通过水途径进入环境污泥填埋是将污泥经过预处理之后送往垃圾填埋场进行最终处置，经过预处理的污泥在有机质含量、含水率和重金属元素稳定性上都会有较好的改善，预处理多为固化处理。
露天填埋的污泥经雨水或其他地表水的浸泡，在堆埋过程中以渗滤液的形式溢出，渗滤液通过填埋底层的薄弱地带下渗进入地下水环境中，对其造成污染，进一步通过水循环重金属元素将会进入环境之中。
1.2污泥中重金属通过大气途径进入环境污泥中重金属进入大气环境多是在污泥焚烧处理过程之中，污泥的焚烧技术由于可较大程度的减少污泥的体积，可以彻底的消灭其中的细菌和微生物，受到了国内外广泛的关注。
但是如果焚烧过程没有很好的控制，将会造成二次污染，其中富集在污泥中的重金属存在两种迁移途径：一种是很好的被固定在污泥焚烧残渣中，另一种是随飞灰进入到大气环境当中。
活性污泥处理重金属废水的研究进展
活性污泥处理重金属废水的研究进展传统上处理重金属废水的方法主要是物理化学法,如吸附法、离子交换法、化学沉淀法、膜分离法、氧化还原法等,但这些方法都具有二次污染严重,处理成本高等问题。
近年来人们开始为重金属废水的处理寻找新的方法。
过去人们普遍认为活性污泥法不宜用来处理重金属废水,因为重金属废水中有机物质较少,而且重金属对污泥中的微生物有很强的毒害作用。
但近年的研究结果表明,通过改造现行的活性污泥法可以处理重金属废水[1-2]。
活性污泥法处理重金属废水主要是利用活性污泥中的细菌、原生动物等微生物与悬浮物质、胶体物质混杂形成的具有很强吸附分解能力的污泥颗粒来完成的。
目前研究主要集中在活性污泥对重金属吸附能力以及活性污泥处理重金属废水的机理等方面。
本文旨在通过对活性污泥处理重金属废水的工艺现状及其机理的分析,提出一些能提高活性污泥处理能力的切实可行的途径,为该方法的进一步研究和推广应用提供参考。
1活性污泥对重金属废水的处理不同的活性污泥体系对重金属的去除效果和机理都不尽相同,选择一个适应范围广、抵抗重金属能力强的污泥体系是当前研究的重点之一。
1.1 不同类型活性污泥的处理效果活性污泥可分为厌氧污泥和好氧污泥。
好氧污泥主要利用生物絮凝和细菌分泌的胞外聚合物吸附—螯合重金属,因为好氧污泥含有的胞外聚合物和所带负电荷均高于厌氧污泥,所以好氧污泥比厌氧污泥更易形成絮凝体,去除水中的重金属。
厌氧污泥主要利用细菌分解产物沉淀重金属。
本人对好氧污泥和厌氧污泥处理含铬废水进行了比较,通过两个月对污泥的驯化,厌氧污泥可以处理Cr(Ⅵ)的质量浓度为600mg/L 的废水,而好氧污泥只能达到100mg/L左右,这主要是因为厌氧条件下,Cr(Ⅵ)被细菌产生的强还原性物质硫化氢还原成Cr(Ⅲ),Cr(Ⅲ)以氢氧化物的形式从水中沉淀去除,而在好氧条件下,污泥中的氧化还原电位高,Cr(Ⅵ)不易被还原。
此外,不同类型的污泥吸附重金属的效果也不尽相同。
重金属离子对好氧活性污泥活性影响的研究
ｓｓ ｍ ａ ． ｔ ｌ． ｙｔ ｃｌＤｎｓ ｂｙ ｅ ｌｉ ａ
ｅ ｅｃ ｎｅ￣ ｔ ｎ ｆ ｕ 、 ｎ ａｅｗｔｉ ｍ ／、Ｏ ｇＬ ｉｈ ｏｅ ｅｔ ｎｔ ｍ ｖｌｒ ｅｏ Ｃ Ｄ， ｎｔ ｏ ｃｎ ａ ｏｓ Ｃ ＂ Ｚ ２ ｒ ｈ ｎ５ ｓＬ ｌｍ ／ ， ｔ ａ ｎ ｆ ｃ ｅｒ ｏａ ａ ｆ Ｏ ｅ ｈ ｉ ｏ ｉ ｓ ０ ｈ ｅ ｔ
重金属胁迫下土壤微生物和微生物过程研究进展及存在问题
重金属胁迫下土壤微生物和微生物过程研究进展及存在问题1.1引言众所周知，大剂量的重金属对作物和土壤微生物具有毒害作用。
在过去的近一个世纪中，人们较注重重金属对作物生长和粮食生产的影响，一是为了防止土壤中的重金属通过食物链进入人体而危及人类的健康，二是由于第三世界国家的粮食和人口矛盾的突出使科学家更关心粮食生产及其产量。
在二十世纪的后二十年中，随着国际社会对生态环境保护呼声的日益增长，对各种污染物（有机和无机污染物）的农田土壤承载标准都进行了研究，并将一些污染物的排放标准写入法律条文，但是这些指标或标准大多是以植物（作物）正常生长和作物可食部分的污染物含量或残留量为前提的，没有研究、评价和探讨土壤中对这些污染物更为敏感的土壤微生物及其参与的生物化学过程受到的影响和作用。
众多的研究表明，土壤微生物对各种污染物的胁迫响应较植物（作物）更为灵敏，如在现行的欧共体重金属农田土壤负荷标准之下土壤微生物和微生物的过程早已受到明显的抑制。
1.2研究的历史进程自首次报道重金属影响土壤氮素循环的现象（氨化作用和硝化作用）以来，对重金属胁迫下土壤微生物及其参与的过程的研究已有近90年的历史。
从1948年Lees较为系统地研究了重金属（Cu、Zn）对土壤硝化作用的抑制成为了土壤科学、环境科学和生物科学交叉的研究热点。
对土壤微生物和微生物过程的重金属胁迫的研究始于上世纪60-70年代，研究内容以矿区和金属冶炼厂为中心的点源污染以及与含重金属污水污泥农用相关的重金属对土壤微生物和微生物过程的影响。
这是由于人们逐渐认识到重金属对人类生存环境和健康的影响。
在欧洲，一些国家对矿区、冶炼厂提出了环境治理的要求，同时矿区和冶炼厂对所排污水和废弃物进行处理后产生的含重金属污水污泥急需安置和处理。
由于污水污泥含有一定的有机物和植物所需的营养元素，从而兴起含重金属污水污泥农用的研究。
但是，该时期的研究以植物的重金属胁迫为主。
七十年代，欧洲一些国家根据植物的重金属毒性反应提出土壤重金属负荷指标，并立法控制含重金属污水污泥的使用，以阻止重金属通过食物链危害人体健康。
重金属Pb2+,Zn2+,Mn2+对活性污泥法处理生活污水效果的影响研究
重金属Pb2+,Zn2+,Mn2+对活性污泥法处理生活污水效果的影响研究摘要：研究污泥反应系统中，曝气时间、Pb2+、Zn2+、Mn2+浓度对污泥性状、出水COD、TP、TN去除率的影响。
实验结果表明，曝气能改善污泥生长状态，使其适应中、高浓度（1，2 mg/L）重金属离子环境。
在Mn2+浓度为1.0 mg/L条件下，微生物会产生某种条件适应性，促进对水质的净化。
总体存在COD、TP、TN去除率随重金属浓度升高下降的趋势。
关键词：重金属；活性污泥；曝气污水处理行业中，活性污泥法因其成本低、见效快、出水稳定等特点，普遍受到大中型城市污水处理厂的青睐。
然而，由于细菌吸收、颗粒吸附、无机盐共沉淀等多种作用，污泥表面会吸附约50%~80%的重金属杂质，从而取代生物体核酸、蛋白质、酶某些特定基团，使分子变性或细胞活性降低，影响机体呼吸、发育、代谢等生理活动。
然而，这种效应如何影响活性污泥的处理效果目前还未见相关报道。
文章通过开展活性污泥系统实验，研究重金属浓度及曝气时间对活性污泥性状和出水水质的相互关系，为污水处理厂处理中低浓度重金属污水提供一定技术指导。
1材料与方法1.1实验材料活性污泥取自中南民族大学工商学院污水处理站生化池，污水来自校园生活废水。
主要试剂：重铬酸钾、过硫酸钾、抗坏血酸、钼酸铵、氯化锌、硝酸铅、硫酸锰等。
主要设备及仪器：曝气泵、COD测定仪、721型分光光度计等。
1.2实验方法取氯化锌、硝酸铅、硫酸锰配制成重金属母液，使Zn2+、Pb2+、Mn2+浓度为1g/L。
室温条件下，向曝气反应器中加入 5 L污泥混合溶液，加入重金属母液，使其浓度分别为0，0.5，1，2 mg/L。
连续曝气条件下，于2 h，4 h，6 h各取水样一次，采用国家标准方法测定污泥浓度（MLSS）、COD、TP、TN四个指标。
2结果与讨论2.1重金属对污泥活性性状的影响活性污泥性状中，污泥浓度MLSS与污泥沉降比（SVI）是反映污泥数量、污泥凝聚和沉降性能的重要指标。
重金属离子对污水生物处理影响的研究进展及展望
7 894
安徽 农业科 学
2008 年
量浓度为80 mg/ L 时, 对反应一 直 无抑 制作 用。Mn2 + 对硝 化 作 用的 影响 呈 现出 特定 的 时间、质 量 浓度 类型 , 即 二 者各 处 于较低值时, 各 自促进硝化反应; 而当一个值超过界限时 ( 质 量浓度阈40 mg/ L; 时间阈48 h) , 硝化 作用 就会 受 单独 影 响而被控制, 而与另一因素无关。铁锰共存时, 铁阻止了硝 酸菌/ 亚硝酸菌 对锰 的 吸 收, 一定 程 度 上减 弱 其 对微 生 物 的 毒性。因此, 若污水受到锰污染而引起微生物毒性时, 可以 采取投 加少量铁盐 的解毒方法[ 18] 。
基金项目 作者简介
收稿日期
现代 水利科 技创新 项目( XDS2007- 01) 。 刘玉年( 1966 - ) , 男, 安徽 天 长 人, 高 级 工 程 师, 从 事水 生 态和水污染控制方面的研究。 2008-04-14
除率和 微生物的比生 长速率的影 响。结果表明 ,Cu2 + 和Zn2 + 的 浓度 与微 生 物的 比生 长 速率、基 质比 去 除速 率、活 性污 泥 产率之间 具有 指数 对 应 关系, 且 Cu2 + 比 Zn2 + 对 污 泥 微 生 物 的毒性更 强[ 10] 。陈 纯等研 究了 Cu2 + 、Cd2 + 、Cr3 + 等 对 简单 活 性污泥法的 污泥指 数和 系统 处 理废 水 能力 的影 响[ 11] 。研 究 发现, 当 Cu2 + ≥40 mg/ L 时, 污泥系统 COD 去除率不 足10 % , 处理系统 失 去 意 义。Mc Der mott 等把 10 ～25 mg/ L Cu2 + 加 入 到活性 污 泥 系 统 后, BOD5 和 COD 的 去 除 率 减 少 均 不 超 过 4 %[ 12] 。Dilek 等研究发 现当Cu2 + 浓 度在0 .5 ～10 .0 mg/ L 时 , 对处理 人工合成污水 的恒化器单 元的 去除 率没有 明显 影响 。 而 Al berto 等的试验结 果则表明, Cu2 + 在1 .0 ～5 .0 mg/ L 变 化 时生化动 力学参数即 出现减 小, 而超过 10 .0 mg/ L 的 Cu2 + 就 会引起 系统严重的不 稳定。Nurdan 研究 了 Cu2 + 和 Zn2 + 的 联 合作用 , 人工合 成 污 水含 有 1 .5 mg/ L Cu2 + 和9 .0 mg/ L Zn2 + 时, 该废水对系统的微生物则表现出明显毒性。
重金属镉对土壤微生物活性影响的研究(环境科学专业优秀论文)
摘要土壤是人类赖以生存的最重要的自然资源之一，对生态环境质量和人类健康都有着重要意义。
随工业的发展和农业生产的现代化，土壤的污染日益严重，其中，土壤重金属污染是一个全球性的棘手问题。
镉作为土壤重金属研究的对象之一，也是本文的研究对象。
在实验室条件下，进行了外源添加不同浓度的重金属镉对土壤生物活性和土壤酶活性的影响研究。
结果表明，重金属镉污染对不同的土壤生化过程具有不同效应，低浓度镉的添加对土壤呼吸强度有一定刺激作用，高浓度则产生抑制作用。
镉污染对土壤酶活性的影响中，对土壤的脲酶活性有很显著的抑制作用，而对过氧化氢酶、磷酸酶等活性影响较小。
通过计数法测定镉污染土壤微生物，其数量明显减少。
通过对土壤呼吸强度、土壤酶活性、土壤微生物群落量的测定得出，由于土壤脲酶对不同浓度镉表现出强烈的敏感性，用脲酶作为土壤Cd污染的评价指标和制定Cd的临界含量是可行的，可为污水灌溉地区提供土壤中镉浓度的最高限值，保证污灌区的农作物食用安全和土壤的可持续利用，对地区的经济发展和环境安全有重要意义。
关键词:镉污染;土壤呼吸;酶活性;微生物群落AbStraCt Soil1s oneof important rcsourcewhichwecouldll’t liVe wimout，a11dit alsohaS importaIlt meaIling tothe qual时ofecology enViromentaIldInaIl’s health.Wimthe deVelopment of i11dustry and up-date of a鲥culture，tllep011ution insoilbecomesworse daily- The pollutedbyheaVy metalinsoilisa problem wllichall 910balpeople havetof犯e.Asone of heaVy metaliIl soil，cad芏11ium is alsomisanicle’sobject.Underthetestch甜nbercorldition，Westudiedwhat h印pencd tothesoil biologicalactivity觚d thesoil enzymeactivity ifwe addme heaVy metal cadIIli啪pollution ofdi伍棚tconcen仃:ltionto ex仃aneoussource.Theresult illdicated that tlle heavy metalcadrnjum pollution haS difrerent effects ondifrerentsoil bioche血cal processes，me lowerconcentrationofcadlniumwas help如l toincreasemostof thebiochemical processes，but me hi曲erconcentrations of c砌啪伊eatly inllibited 觚crobialactiVities.The cadIlli啪pollution haSsomeinnuencesonthesoil enzymeactiVity，andit 11as Ve巧remark a_ble i枷bitory actiontonlesoilurease activeness，but011ly haslittle iIlfluenceonOxidized hydrogeneIlzyrne and pho印hatase.We calculatedthe quantit)r ofcadIlli啪pollution soil 111icrobebynotation，a11d t 王1e quantity reduced obviously Testsofthesoilbreath intensity，thesoil enzymeaCtivity alldmesoilIIlicrobedete咖i删0nhaveshowntllatitis feasible thatureaseactiVeIlesscanbeusedast 量1e eValuating indicatorofsoilCdpollution andthe碰ticalcontemof Cd，嬲the即z)，I】∞ufease iIl soilisVeryseIlsitivetoCd晰thdiff咖t concentrations.n加日yproVide the hi曲estliIIli向g valueof ⅡlecadIllium’sconcelltrationtothe sewageirrigationareas，讹ch 目lar觚teescrops therearesafet0eataIldsoilstherearesustainable.The study haSthevital si嘶ficaIlce tot11elocaleconoIIlical deVelopment andmeenViro衄ental saf.e吼Keywords:CadIIli啪pollution;Soilbream;EnzymeaCtiV埘;MicrobialcommllI】itty II 知识水坝@pologoogle为您整理独创性声明本人郑重声明:所提交的学位论文是本人在导师指导下独立进行研究工作所取得的成果。
重金属离子对活性污泥系统处理性能的影响
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第 2 期 陈纯等 :重金属离子对活性污泥系统处理性能的影响
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在 1 # ～6 # 6 个 250 mL 的曝气反应器中 ,分别 准确加入 7. 0 g 经 4000 r/ min 离心后的活性污泥 (所 得污泥含水率 91. 2 %) ,然后分别加入重金属离子 浓 度 为 0 、1 0 、2 0 、3 0 、4 0 、5 0 mg/ L 的 生 活 污 水 各 2 0 0 mL , 曝 气 培 养 2 4 h ( 入 水 COD 维 持 在 1 0 0 0 ～ 1 500 mg/ L 之间) ,测定该活性污泥系统的污泥沉 降指数 (SV) 、活性污泥中悬浮固体含量 (MLSS) 、污 泥容积指数 ( SVI) 。用密封微波消解法测定出水 COD[2] ;用 OXITOP BOD5 测定仪测定出水 BOD5 ,计 算 BOD5/ COD ,考察其可生化处理能力 。用示波极 谱仪测定出水中残余重金属离子浓度 [ Mn + ] [3] ,计 算活性污泥对各种重金属离子的吸附率 。用浊度仪 粗测出水浊度 。
2 结果和讨论
2. 1 重金属离子对污泥外观的影响 实验用原活性污泥呈茶褐色 ,略带土腥气 ,絮状
绒粒结构 ,pH 值约 7. 0 左右 ,沉降性能良好 。用高 岭土悬浊液测试 ,发现其絮凝性能良好 。SV 大约 26 %左右 ,初始 MLSS 大约在 2. 5～3. 5 之间 。污泥
颗粒不均匀 ,易团聚 。镜检结果表明 ,污泥中的原生 动物以纤毛虫类的钟虫等为主 。粗略估计 ,1 mL 可 观察到大约 45 000 多个活动的原生动物 。加入重 金属离子培养后 ,污泥颜色由茶褐色变成较浅的淡 棕褐色 ;污泥颗粒变得更细密 ,可压缩性更差 ;pH 值 下降到约 6. 4 左右 ; SV 下降到约 20 %左右 ; 平均 MLSS 减少到 1. 8 g/ L ;絮凝性能变化较大 ,污泥中的 原生 动 物 种 类 和 数 目 大 大 减 少 。在 较 高 浓 度 的 Cd2 + 、Cu2 + 、Pb2 + 溶液中 ,基本检测不到原生动物的 存在 。 2. 2 重金属离子对活性污泥指数的影响
重金属污染对土壤微生物区系及土壤生物活性的影响
重金属污染对土壤微生物区系及土壤生物活性的影响康贻军1. 引言重金属是土壤中最重要的污染物，它是指人类活动将重金属加入到土壤中，致使土壤中重金属含量明显高于原有含量、并造成生态环境质量恶化的现象[1]。
重金属进入土壤后,首先对土壤微生物的生理、生化性能及土壤理化性质产生影响,从而影响土壤生态系统结构和功能的稳定性。
在确立土壤环境容量和土壤质量标准时,不仅要考虑对人体健康、农作物和动物以及周边环境(大气、地表水和地下水)的影响,更应该考虑污染物对土壤微生物的影响[2]。
Babich等[3]早就提出,一种化学污染物对某一生态系统中微生物活性的影响,可以间接反映出这种化学品对该生态系统的影响。
因此，在研究工作中不管是重金属污染土壤的修复还是质量评价，均需一套较为敏感的指标体系，才能便于评价者对一种土壤是否被污染、污染的程度以及环境恢复的情况作出科学、客观的判断。
微生物在土壤功能及重要土壤环境过程中直接或间接地起着重要作用，包括对动植物残体的分解、养分的贮藏转化、水分入渗、气体交换、土壤结构的形成与稳定、有机物的合成及异源生物的降解等方面[4]。
因此，微生物学生理生态参数可作为检测土壤污染状况的早期、敏感的生物学指标。
2. 重金属对土壤微生物生物量的影响2.1 土壤微生物量生物量的基本概念及测定意义土壤微生物量是指土壤中体积小于5×103μm3的生物总量，包括细菌、真菌、放线菌和小型动物，不包括植物残体。
土壤微生物生物量包括微生物生物量碳、微生物生物量氮、微生物生物量磷及微生物生物量硫。
通常以微生物生物量碳来表示，早在1981年Jenkinson and ladd[5]就认为其所含养分有效性较高，常被看作是土壤活性有机质组分。
在土壤生态系统中，微生物生物量作为有机质降解和转化的动力，是植物养分的重要源和库，对植物养分转化、有机碳代谢及污染物降解具有极其重要的作用[6]。
因此，微生物生物量库可以直接影响到养分循环及其生物有效性。
活性污泥处理重金属废水的研究进展
活性污泥处理重金属废水的研究进展活性污泥法是一种常用的生物处理废水的方法，具有高效、低成本、高适应性等优点。
然而，活性污泥处理重金属废水的研究相对较少。
因为重金属具有高毒性、难降解、易累积等特点，同时会对活性污泥的生物活性和稳定性产生一定的影响。
因此，针对活性污泥处理重金属废水的研究进展，可以分为以下几个方面进行探讨。
首先，重金属对活性污泥的影响机制是研究的重点之一、重金属在活性污泥中的存在会抑制微生物的活性和生长，从而降低废水的降解效果。
研究人员通过分析重金属与活性污泥中微生物的相互作用机制，可以揭示重金属对活性污泥的影响规律，为解决活性污泥处理重金属废水的问题提供理论支持。
其次，适应性菌株的筛选和应用是重要的研究内容之一、针对不同重金属废水，通过从自然环境或已经存在的废水处理系统中分离出高效降解重金属的微生物菌株，可以提高处理效果和降解效率。
同时，针对重金属的种类和浓度，筛选出耐受性强、抗重金属能力高的适应性菌株，对于提高废水处理的稳定性和可行性具有重要意义。
此外，活性污泥与其他技术的结合也是解决重金属废水处理问题的一种方法。
活性污泥与其他技术，如吸附、电解、光解等进行联用，可以提高重金属废水的处理效果。
例如，将活性污泥与吸附材料结合，可以扩大处理范围，增加废水中重金属的去除率。
同时，还可以通过电解的方法将重金属离子转化为固态形态，提高废水处理的安全性。
最后，基于活性污泥的重金属废水处理技术还需要进一步优化和完善。
目前，虽然已经取得了一些研究进展，但仍然存在一些问题，如微生物的耐受性和降解能力需要进一步提高，废水处理过程中对活性污泥的养护和管理也亟待解决。
因此，今后的研究方向应该更多地聚焦于活性污泥法处理重金属废水的机理和工艺优化等方面。
总之，活性污泥法处理重金属废水的研究虽然相对较少，但是在环境保护和资源回收利用方面具有重要的应用价值。
通过深入研究重金属对活性污泥的影响机制、适应性菌株的筛选与应用、活性污泥与其他技术的结合等方面，可以为解决重金属废水处理问题提供理论指导和技术支持。
重金属对活性污泥微生物毒性的比较研究
第一作者:李娟英,女,1978年生,博士,副教授,主要从事水污染控制研究。
*上海市教委一般创新项目(No.10YZ128);上海海洋生物学重点学科项目(No.J50701);同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室开放课题资助项目(No.PCRRF09007);上海大学生创新基金计划项目(No.B 294002072007201)。
重金属对活性污泥微生物毒性的比较研究*李娟英1 赵庆祥2 王 静1 陈 洁1 高 峰1(1.上海海洋大学生命学院,上海201306;2.华东理工大学资源与环境学院,上海200237)摘要 采用发光细菌毒性、活性污泥脱氢酶毒性、硝化抑制毒性3种方法测定H g 、Cd 、Zn 、Pb 4种重金属对活性污泥微生物的毒性,并对测定结果进行了比较。
结果表明,发光细菌毒性测定方法的灵敏度最高,测得的重金属半数有效浓度(E C50)最低,4种重金属对发光细菌发光强度的抑制程度由大到小顺序依次为H g>Cd>Zn>Pb;活性污泥脱氢酶毒性和硝化抑制毒性的测定结果与发光细菌毒性测定结果相比,灵敏度相对较低,测得的重金属E C50相对较高,测得的活性污泥脱氢酶活性的抑制程度由大到小顺序依次为Cd>H g>Zn >Pb,与测得的活性污泥硝化速率抑制程度大小顺序一致,但2者测得的EC50有所差别。
为了更准确的判定重金属对活性污泥微生物的毒性影响,至少应取不同的重金属毒性终点指示指标做一组毒性实验,而不能以发光细菌毒性测定结果作为唯一的判定依据,这可能会过分夸大重金属对污水处理工艺的冲击能力,导致污水处理成本无谓增加。
关键词 重金属 发光细菌 脱氢酶 硝化抑制Compara tive study on the biotoxicity of heavy metals pollutants Li J ua nying 1,Zhao Qingxia ng 2,Wang J ing 1,Chen J ie 1,Gao F eng 1.(1.College of F isher ies a nd lif e science ,Shanghai Ocea n Univer sity ,Sha ngha i 201306;2.School of R esour ce and Envir onmenta l E ngineer ing ,East China University of Science a nd Technology ,Sha ngha i 200237)Abstr act: The bio 2toxicity of Hg,Cd,Zn and P b on microor ganism in activated sludge was detect ed by the three methods of detecting luminous bact er ia toxicit y,dehydr ogenase activit y of act ivated sludge and nitrification inhi 2bit ion rate.The results showed that luminescent bact eria toxicity method pr esented the highest sensitivity and the lowest EC50value;the bio 2toxicity of 4heavy metals followed the sequence of H g>Cd>Zn >P b.T he ot her two methods had r elatively low sensit ivity and high EC50value,and the order of heavy metal bio 2toxicity was Cd>H g>Zn>Pb.In or der to determine the toxicity of heavy metal pollutants mor e accurately,at least one set of t oxicity test should be targeted at activat ed sludge,luminescent bacteria biotoxicity could not be the sole basis to determine the short 2ter m impact on the wastewater t reatment capacity,which would r esult in unnecessary costs of wastewater tr eat 2ment significant ly.Keywor ds: heavy metals;luminescent bact eria;dehydrogenase;nitr ification inhibition目前,在重金属对生态环境的毒性影响方面最常用的毒性测定方法是生物试验法,即通过生物体或细胞的存活时间和繁殖量来判断毒性的大小,从而获得重金属毒性的相关信息[1]。
金属离子对活性污泥微生物影响研究进展
文章编号:100926825(2007)0520176202金属离子对活性污泥微生物影响研究进展收稿日期:2006208231作者简介:寇明旭(19822),男,兰州交通大学环境与市政工程学院硕士研究生,甘肃兰州 730070刘全阳(19802),女,助理工程师,甘肃省环境科学设计研究院,甘肃兰州 730000寇明旭 刘全阳摘 要:介绍了金属离子对活性污泥微生物的影响,对其影响的机理进行了研究,结合国内外有关金属离子对活性污泥影响的研究成果,提出通过研究投加金属离子而提高污水处理效果成为目前的研究热点。
关键词:活性污泥,金属离子,微生物中图分类号:X703文献标识码:A 随着经济的发展,金属的需求量迅速增长,在电镀、金属加工、油漆、电池等行业,各种各样的金属被广泛使用,同时也会随废水排放出来。
由于微生物是有机污染物的重要分解者,金属离子对活性污泥微生物的毒性研究一直受到特别大的关注。
但是,金属离子在有些浓度范围内也对活性污泥微生物的活性有一定的促进作用。
这是因为在微生物生长和代谢过程中还需要一些矿物营养,当这些矿物营养缺乏、过多或比例失调时,会影响微生物正常的新陈代谢,使微生物活性下降。
所以,研究哪些矿物元素在什么范围对活性污泥微生物活性有促进作用,超过什么范围会对微生物活性有抑制作用,对保证和提高污水生物处理效率具有重要意义。
1 金属离子对活性污泥微生物影响的机理研究金属离子对微生物细胞的抑制可以看作是对活性酶的抑制。
早期的多数研究表明毒性抑制速率与时间呈指数关系。
但是,这些早期的成果用于细胞内酶的毒性抑制时,结果证明并不成功。
实际上,金属离子物质对微生物的抑制首先是对细胞有关酶的毒性抑制。
对某一种活性酶的抑制作用,可能发生在酶的合成阶段,也可能发生在酶的反应阶段,也可能发生在与活性酶的传递或者其他相关的部分。
一种活性酶的抑制可能导致整个降解或者代谢反应链的瘫痪,进而导致细胞整体活性被抑制,最终可能导致细胞死亡。
重金属离子对活性污泥处理污水的影响
M gSO4 0 02 g /L; 尿素 0 025 g /L。
与空 白组 的 差 异 性 很 显 著, P < 0 01。在 H g2+ 、
1 2 实验过程
Cd2 + 、Pb2+ 3种重金属离子对 COD 的影响中, 最明
本实验采用实验室规模的分批连续方式培养, 显的是 Pb2+ 对出水 COD 的影响, 4 d的 600 m g /L
表 1 重金属参考浓度和实验添加浓度 T ab le 1 R eferen ce concen tration and exp er im en ta l add it ion of heavy m etal ions
金属离子
Hg2+ Cd2+ P b2+
参考浓度 ( m g /kg)
0. 26 16. 4 383
21 74
环境 工程学报
第 4卷
物化指标为主, 但重金属对活性污泥的影响机制较 出水的各项指标。
为复杂, 迄今为止尚无法明确重金属对活性污泥的
在人工合成污水中添 加重金属离子, 具体种类
具体作用机制 [ 6~ 9] 。重金属对活性污泥水处理系统 和用量见表 1。
的影响是不容忽视的, 建立起快速有效的监测机制 是十分必要的。原生动物作为活性污泥水处理系统 的生物指标, 具有检测快, 预警性强的特点。对活性 污泥水处理系统中原生动物进行研究, 可为水处理 中重金属离子的变化以及带来的影响提供预警, 为 准确及时把握水处理系统运行状况提供参考依据。
性淀粉 0 1 g /L; 葡萄糖 0 14 ~ 0 17 g /L; 蔗糖 0. 1 影响
g /L; FeSO4 0 05 ~ 0 08 g /L; NH 4H CO 3 0 1 g /L;
微生物法处理重金属污水的研究
微生物法处理重金属污水的研究微生物法处理重金属污水的研究重金属污染是当前全球面临的重要环境问题之一。
由于重金属具有毒性和持久性，对人类健康和生态系统产生严重影响。
因此，寻找高效、环保的重金属污水处理技术成为迫切的任务之一。
微生物法作为一种高效的处理方法，引起了学术界和工程领域的广泛关注。
微生物法处理重金属污水的原理是利用微生物的特殊代谢能力，在适宜的环境条件下，将重金属以生物转化为无害或低毒的形态。
与传统物理化学法相比，微生物法的优势在于其高效、低能耗和环境友好。
首先，微生物法可以利用微生物的吸附作用有效去除重金属离子。
许多微生物具有较强的金属吸附能力，可以将重金属离子吸附到细胞表面或胞内。
特别是一些金属螯合菌株，如硫酸还原菌和铁还原菌，其吸附能力更为突出。
研究表明，通过微生物的吸附作用，重金属浓度可以显著降低。
其次，微生物法可以利用微生物的还原作用将重金属转化为其它形态。
一些微生物具有还原能力，可以将重金属还原为低毒或无毒的态势。
例如，铁还原菌可以将重金属通过还原作用转化为相对稳定的硫化物，从而达到去除重金属的目的。
此外，一些微生物还能通过还原作用将重金属与有机物结合，形成相对稳定的络合物，进一步降低重金属的毒性。
第三，微生物法可以利用微生物的氧化作用将重金属转化为其它形态。
一些微生物具有氧化能力，可以将重金属氧化为其它金属态势。
例如，一些细菌和蓝藻可以利用光合作用和氧化作用将重金属还原为有色金属，如铁和锰，从而达到去除重金属的目的。
微生物法处理重金属污水的关键是选择适宜的微生物资源和控制合适的处理条件。
首先，合适的微生物资源应具有较强的重金属处理能力和适应不同环境条件的能力。
此外，微生物资源应易于获取和培养，以便在实际应用中推广。
其次，在处理过程中，应控制适宜的温度、pH、浓度和反应时间，以保证微生物的正常生长和代谢活动。
在实际应用中，微生物法处理重金属污水还面临一些挑战。
首先，微生物法处理过程中可能产生过多的废物和二次污染物，需要对产生的废物进行合理处理。
重金属污染对土壤微生物群落的生态毒理学影响
重金属污染对土壤微生物群落的生态毒理学影响土壤微生物是土壤生态系统中最重要的组成部分之一。
它们在土壤有机质分解、氮循环、腐殖质形成和土壤结构稳定等方面起着关键作用。
然而，重金属污染对土壤微生物群落的生态毒理学影响已经成为一个普遍而重要的问题。
重金属污染的主要来源是人类活动，例如工业排放和化肥、农药使用等。
由于重金属的含量和毒性很高，这些污染物质易积累在土壤中并造成持久性的环境影响。
重金属可以影响土壤微生物的生存、繁殖和功能，导致土壤微生物群落的数量和多样性下降，甚至导致生态系统的崩溃。
重金属对土壤微生物的毒性作用取决于多种因素。
其中重要的因素包括重金属的种类、含量、形态和活性，土壤pH值、土壤有机碳含量以及微生物的种类和数量等。
不同的重金属对微生物的毒性也不同，例如，铜、铅、镉和汞是最常见和最有毒的重金属元素。
这些重金属污染物质可以诱导土壤微生物逆境反应、氧化应激和细胞膜的损伤等，从而导致微生物数量和多样性下降。
重金属污染对土壤微生物的影响也常常被认为是非线性的。
在低浓度的重金属污染下，微生物群落可能会出现适应和生长的现象，其活性和代谢的能力可能会增强。
但是，一旦重金属超过了微生物的适应能力，微生物的代谢和活性就会受到明显的抑制。
这种非线性的影响可能与微生物的生存策略和生态位的差异有关。
除了直接对土壤微生物造成的毒性影响，重金属污染还可能通过机制之间的相互作用而对微生物造成影响。
例如，重金属污染可能导致土壤酸化和养分缺乏等环境影响，这些影响又会改变土壤微生物的生态位和相互作用关系，进一步加剧微生物数量和多样性的下降。
总之，重金属污染对土壤微生物群落的生态毒理学影响已经成为一个重要问题。
为了有效应对这个问题，我们需要深入了解重金属的种类和毒性，建立土壤微生物的生态位模型，探讨微生物对重金属污染的适应和抗性机制，并发展有效的重金属污染防治技术。
只有这样，才能保障土壤微生物群落的生态功能和生态系统的可持续性发展。
重金属对污泥活性的影响_朱孟德
责任编辑 常俊香 责任校对 卢瑶
重金属对污泥活性的影响
朱孟德 , 何国伟 ＊ ,刘灵辉 (广州大学环境科学与工程学院 , 广东广州 510006)
摘要 [ 目的 ]研究重金属对活性污泥中微生物的影响 。 [ 方法] 以污水处理厂好氧池中的絮状活性污泥为材料, 配制模拟废水研究铜、 锌、铬、铅、汞等 5种重金属对活性污泥的毒害效应及重金属中毒活性污泥培养后的活性恢复情况 。 [ 结果 ] 5种重金属均可降低活性污 泥的 COD去除率和污泥系统中微生物脱氢酶的活性 , 其中铜、汞的影响最明显, 这 2种重金属浓度为 45 mg/L时, 系统的 COD去除率降 至 50%。 活性污泥的 SVI值随重金属浓度的增加而升高。 加入模拟废水曝气培养后, 锌、铬、铅等重金属中毒的活性污泥可恢复活性, 汞中毒的活性污泥不能恢复活性, 铜中毒活性污泥恢复后的活性与铜浓度有关。 [ 结论] 重金属可降低污泥系统的处理能力。 关键词 活性污泥 ;重金属;脱氢酶活性 中图分类号 X703 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611(2010)21-11434-02
EffectofHeavyMetalonActivityofSludge ZHUMeng-deetal (CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering, GuangzhouUniversity, Guangzhou, Guangdong510006) Abstract [ Objective] Theaimwastostudytheeffectsofheavymetalsonmicroorganismsinactivatedsludge.[ Method] Theflocculentactivatedsludgefromaerobicpoolofsewagetreatmentplantwastakenasthematerial.Thesimulationwastewaterswaspreparedtostudythetoxic effectsof5 kindsofheavymetalsuchascopper, zinc, chromium, leadandmercuryonactivatedsludgeanditsactivityrecoveryconditionafter culture.[ Results] TheremovalrateofCODinactivatedsludgeandthedehydrogenaseactivityofmicroorganismsinsludgesystemcouldbe reducedbythe5 kindsofheavymetal, andtheeffectsofcopperandmercurywerethemostobvious.Whentheconcns.ofthe2 kindsofheavy metalwas45 mg/L, theremovalrateofCODwasdecreasedto50%.TheSVIvalueofactivatedsludgewasincreasedwiththeincreaseofconcns.ofheavymetals.Afterculturedbysimulationwastewaterwithaeration, theactivityofactivatedsludgepoisonedbyzinc, chromium, lead couldberestored, whilethatofactivatedsludgepoisonedbymercurycouldnotberestored.Theactivityrecoveryofactivatedsludgepoisoned bycopperwasrelatedtocopperconcns..[ Conclusion] Theheavymetalcoulddecreasethehandlingcapacityofsludgesystem. Keywords Activatedsludge;Heavymetals;Dehydrogenaseactivi3 5
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第一作者:李娟英,女,1978年生,博士,副教授,主要从事水污染控制研究。
*上海市教委一般创新项目(No.10YZ128);上海海洋生物学重点学科项目(No.J50701);同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室开放课题资助项目(No.PCRRF09007);上海大学生创新基金计划项目(No.B 294002072007201)。
重金属对活性污泥微生物毒性的比较研究*李娟英1 赵庆祥2 王 静1 陈 洁1 高 峰1(1.上海海洋大学生命学院,上海201306;2.华东理工大学资源与环境学院,上海200237)摘要 采用发光细菌毒性、活性污泥脱氢酶毒性、硝化抑制毒性3种方法测定H g 、Cd 、Zn 、Pb 4种重金属对活性污泥微生物的毒性,并对测定结果进行了比较。
结果表明,发光细菌毒性测定方法的灵敏度最高,测得的重金属半数有效浓度(E C50)最低,4种重金属对发光细菌发光强度的抑制程度由大到小顺序依次为H g>Cd>Zn>Pb;活性污泥脱氢酶毒性和硝化抑制毒性的测定结果与发光细菌毒性测定结果相比,灵敏度相对较低,测得的重金属E C50相对较高,测得的活性污泥脱氢酶活性的抑制程度由大到小顺序依次为Cd>H g>Zn >Pb,与测得的活性污泥硝化速率抑制程度大小顺序一致,但2者测得的EC50有所差别。
为了更准确的判定重金属对活性污泥微生物的毒性影响,至少应取不同的重金属毒性终点指示指标做一组毒性实验,而不能以发光细菌毒性测定结果作为唯一的判定依据,这可能会过分夸大重金属对污水处理工艺的冲击能力,导致污水处理成本无谓增加。
关键词 重金属 发光细菌 脱氢酶 硝化抑制Compara tive study on the biotoxicity of heavy metals pollutants Li J ua nying 1,Zhao Qingxia ng 2,Wang J ing 1,Chen J ie 1,Gao F eng 1.(1.College of F isher ies a nd lif e science ,Shanghai Ocea n Univer sity ,Sha ngha i 201306;2.School of R esour ce and Envir onmenta l E ngineer ing ,East China University of Science a nd Technology ,Sha ngha i 200237)Abstr act: The bio 2toxicity of Hg,Cd,Zn and P b on microor ganism in activated sludge was detect ed by the three methods of detecting luminous bact er ia toxicit y,dehydr ogenase activit y of act ivated sludge and nitrification inhi 2bit ion rate.The results showed that luminescent bact eria toxicity method pr esented the highest sensitivity and the lowest EC50value;the bio 2toxicity of 4heavy metals followed the sequence of H g>Cd>Zn >P b.T he ot her two methods had r elatively low sensit ivity and high EC50value,and the order of heavy metal bio 2toxicity was Cd>H g>Zn>Pb.In or der to determine the toxicity of heavy metal pollutants mor e accurately,at least one set of t oxicity test should be targeted at activat ed sludge,luminescent bacteria biotoxicity could not be the sole basis to determine the short 2ter m impact on the wastewater t reatment capacity,which would r esult in unnecessary costs of wastewater tr eat 2ment significant ly.Keywor ds: heavy metals;luminescent bact eria;dehydrogenase;nitr ification inhibition目前,在重金属对生态环境的毒性影响方面最常用的毒性测定方法是生物试验法,即通过生物体或细胞的存活时间和繁殖量来判断毒性的大小,从而获得重金属毒性的相关信息[1]。
由于微生物是污水处理工艺中污染物的重要分解者,重金属对活性污泥微生物的毒性研究也一直备受关注[2]。
目前,重金属对活性污泥微生物毒性的测定方法有很多种,由于测定方法不统一,且每种方法都有其优缺点和适用条件,导致很多的研究结论差别很大,有的甚至相互矛盾。
由于重金属对活性污泥微生物的毒性与化学反应速率和微生物生长速率2个方面有关,单一用生化法或生物法测得的结果无法对活性污泥工艺运行提供科学指导,因此笔者以活性污泥为受试对象,尝试运用不同测定方法来研究重金属对活性污泥微生物的毒性,以期为污水生物处理工艺运行和设计管理提供理论依据。
1 材料与方法1.1 实验材料药剂:氯化锌,氯化铅,氯化镉,氯化汞,氯化三苯基四氮唑(T TC)标准溶液,均为分析纯。
细菌:实验所用502发光细菌冻干粉由华东师范大学生物系提供。
活性污泥:活性污泥脱氢酶毒性实验和硝化抑制毒性实验中所用活性污泥分别取自城市污水处理厂A/O 工艺的A 段和O 段(具有硝化功能的活性#17#李娟英等 重金属对活性污泥微生物毒性的比较研究污泥)。
该污水处理厂接纳的污水中,90%(质量分数,下同)是生活污水,10%为工业污水,主要包括食品加工厂、物流冲洗污水和餐饮污水。
活性污泥为黄褐色,呈土腥味,混合液悬浮固体质量浓度(MLSS)约为3000mg/L,挥发性悬浮固体(VSS)浓度与总固体悬浮物(SS)浓度之比约为0.71,污泥沉降指数(SVI)为78~109,pH为7.8左右。
1.2实验方法1.2.1活性污泥脱氢酶毒性测定(1)TT C标准曲线绘制分别取TT C质量浓度为0、20、40、60、80、100、120、140L g/mL的标准溶液各1.0mL,置于10mL 的离心管中,再加入2mL三羟甲基氨基甲烷盐酸盐(Tris2H Cl)缓冲溶液、1mL质量分数为10%的Na2S溶液和1mL蒸馏水;将离心管置于37e恒温水浴中振荡30min,加入0.5mL甲醛,再加入5 mL萃取剂(质量分数为80%的丙酮,下同)在37e 恒温水浴振荡10min,萃取完毕后,于4000r/min 离心5min,取上清液于分光光度计485nm处测定吸光度;以T T C质量浓度为横坐标,以吸光度为纵坐标绘制标准曲线,通过标准曲线计算T TC还原产物三苯甲基(T F)的生成量。
(2)活性污泥脱氢酶毒性(以酶活性的抑制来表征)实验将活性污泥先曝气24h,以保证所有外源基质被耗尽,然后取适量污泥混合液,用蒸馏水洗涤2次后加水稀释,将MLSS控制在2000mg/L左右,从中取一系列体积为50mL的污泥混合液样品,并测定样品的初始活性污泥脱氢酶活性;为消除pH对实验结果的影响,用磷酸盐缓冲溶液将样品的pH 调节为7.2;根据样品的重金属浓度梯度,向样品中加入不同量的重金属化合物,并保持样品总体积不变;将样品振荡2h后,测定抑制后的活性污泥脱氢酶活性。
同一污泥混合液样品平行测定3次。
取1mL污泥混合液样品置于10mL的离心管中,依次加入2mL Tris2H Cl缓冲溶液、0.5mL质量浓度为0.1mol/L的葡萄糖溶液和0.5mL质量分数为0.4%的T TC溶液;并迅速将制备好的样品放置于37e恒温水浴中振荡2h,然后加入0.5mL 甲醛终止反应;于4000r/min离心5min后去除上清液,加入5mL萃取剂,于37e恒温水浴振荡10 min;萃取完毕后再于4000r/min离心5min,取上清液于分光光度计485nm处测定吸光度;取经离心的沉淀污泥在(105?1)e烘干2h,测得干质量。
活性污泥脱氢酶活性的计算见式(1)[3]:ET S t=D485Vk t Wt(1)式中:ET S t为活性污泥脱氢酶活性,L g/(mg#h); D485为波长485nm处的上清液吸光度;V为萃取剂体积,mL;k t为T TC标准曲线斜率;W为沉淀污泥干质量,mg;t为活性污泥脱氢酶培养时间,h。
(3)数据处理通常用重金属的半数有效浓度(EC50)(通常用Logistic方程[4](见式(2))来描述)来定量表征重金属对活性污泥脱氢酶的毒性,实验数据用Origin 6.0软件进行处理。
y=k1+xx0b(2)式中:x为重金属质量浓度,mg/L;y为TF质量浓度,L g/mL;x0为重金属的EC50,mg/L;k为当x=0时的y值,即未加重金属化合物的污泥混合液样品(空白对照组)的TF,L g/mL;b为经验系数。
1.2.2硝化抑制毒性(以硝化速率的抑制来表征)测定(1)硝化抑制毒性实验以富集培养的活性污泥作为受试对象,测定在不同浓度重金属影响下的活性污泥硝化速率。
所有实验均在恒温((20?1)e)水浴锅中进行,在水浴锅中放置1000mL的大口试剂瓶作为反应器,pH 控制在8.0左右,水中DO保持在4.0~ 5.0mg/L。
在反应器中加入不同浓度的重金属化合物,并间隔一定的时间取适量体积的污泥混合液样品,分别测定氨氮浓度并绘氨氮浓度随反应时间的变化图。
(2)数据处理利用Origin6.0软件对氨氮浓度随反应时间的变化图进行求导,得出不同重金属浓度条件下的活性污泥硝化速率,再根据重金属浓度对硝化速率影响的修正Monod方程[5]求重金属的EC50。
q=a xp+x(3)式中:q为硝化抑制率,%;p为当q为50%时,重金属的质量浓度(即EC50),mg/L;a为最高硝化抑制率,%。