冷夜寒池
目的 了解重庆市主城区嘉陵江和长江水中有机物污染状况，评价水中有机污染物对人群健康的影响。方法 固相萃取法萃取水中有机污染物，将萃取的有机污染物溶于二甲基亚砜(DMSO)中，对H4IIE细胞进行染毒，用四甲基偶氮噻唑蓝(MTT)检测水中有机污染物对H4IIE细胞增殖的抑制作用，并用荧光比色法检测水中有机污染物对H4IIE细胞7-乙氧基-3-异吩嗯唑酮·脱乙基酶(EROD)的诱导作用。结果 各水样处理H4IIE细胞后，H4IIE细胞的增殖随染毒时间和剂量的增加而呈下降趋势。48和72h处理组200和250倍浓缩的水样对细胞增殖有显著抑制作用(P<0�05，与溶剂对照组比较)；2，3，7，8-四氯二苯并-对-二恶英(TCDD)对EROD诱导的半数有效剂量(EC50)值为4�4pg／ml，各水样相对于2，3，7，8-TCDD的毒性当量值分别为(2004�08)大溪沟：2�2×10-4pg／L；(2004�08)寸滩：0�9×10-4pg／L；(2005�01)大溪沟：13�3×10-4pg／L；(2005�01)寸滩：3�7×10-4pg／L。结论 污染物对H4IIE细胞的毒性呈现出时间和剂量依赖性；各水样均可诱导H4IIE细胞EROD活性；同一采样点中，枯水期水样毒性大于丰水期水样。 【关键词】 有机污染物 重庆市是三峡库区最大的城市，嘉陵江和长江是重庆市的主要水源，研究水中有机污染物对哺乳动物体外培养细胞的毒性，对于评价三峡库区水源水对人群健康的影响十分必要。H4IIE细胞是研究有机污染物毒性常用的细胞株。本文从有机污染物对H4IIE细胞增殖的抑制和对7-乙氧基-3-异吩嗯唑酮·脱乙基酶(Ethoxy-Resorufin-O-Deethylase，EROD)的诱导两方面对2004～2005年重庆市主城区长江和嘉陵江段水中有机污染物的毒性进行了分析。 1 材料与方法 1�1 试剂和仪器 XAD-2树脂、四甲基偶氮噻唑蓝(MTT)、7-乙氧基-3-异吩嗯唑酮(Ethoxy-Resorufin，ERF)、香豆素(美国Sigma公司)；2，3，7，8四氯二苯并-对-二恶英(tetrochlorodibenzo-p-dioxins，TCDD)标准品(美国Cambrige公司)；DMEM培养基、小牛血清(美国Hyclone公司)；自制不锈钢柱；旋转蒸发仪(上海申科机械研究所)；多用途酶标仪(美国Biotech公司)。 1�2 水中有机污染物的萃取 选择重庆市主城区大溪沟作为嘉陵江的取水点，寸滩作为长江取水点，分别于2004年8月(丰水期)和2005年1月(枯水期)进行水样采集。在不锈钢柱中按树脂：江水=1∶2000(V∶V)的比例装填已活化的XAD-2树脂，将江水用玻璃纤维棉过滤除去水中悬浮物后通过不锈钢柱，控制流速为0�5～1倍柱体积／min。过柱完毕，用真空泵将柱中水份吸干，用丙酮：正己烷(1∶1)洗脱XAD-2树脂中吸附的有机污染物，旋转蒸发，氮气吹干后按1ml 二甲基亚砜(DMSO)中溶解50 L江水中有机污染物的比例将萃取的有机污染物溶于DMSO，-20℃保存。 1�3 MTT实验 H4IIE细胞按1×104／孔接种于96孔平底培养板中，放入37℃、5％CO2培养箱中培养，培养基为含10％小牛血清的DMEM。加入溶于DMSO的有机污染物进行染毒，设立空白对照组、DMSO溶剂对照组、25，50，100，150，200，250倍污染物组，每个浓度每个时相点至少设6个平行孔。于暴露后的24，48，72h分别取培养板，将原培养液去除，换含20μl MTT(5mg／ml)的新鲜培养基200μl，再培养4h，去上清，加DMSO 200μl／孔，振摇5min，于酶标仪上490nm下，空白调零，测Dλ值，用Excel软件绘制细胞增殖曲线。 图1 不同浓度的2，3，7，8-TCDD标样对H4IIE细胞EROD酶诱导的剂量-效应曲线（略） 1�4 EROD实验 H4IIE细胞按1×104／孔接种于96孔平底培养板中，放入37℃、5％CO2培养箱中培养，培养基为含10％小牛血清的DMEM。当细胞达到70％融合时加入溶于DMSO的0�75～40pg／25μl 的2，3，7，8-TCDD标准品，以及溶于DMSO的有机污染物进行染毒，染毒剂量分别为2�5，25，250倍污染物，加入DMSO的体积占终体积的0�5％，每个浓度每个时相点至少设6个平行孔。暴露72h后，去除原培养基，加入100μl 新鲜的含8μmol／L的ERF和10μmol／L的香豆素的培养基，继续培养60min。然后，将每孔中的培养基移入一新的96孔板的对应孔中，并加入130μl乙醇终止反应。于荧光酶标仪上535nm激发波长/590nm吸收波长条件下测反应终产物异吩嗯唑酮(Resorufin，RF)的荧光强度。用Origin6�0软件制定荧光强度与2，3，7，8-TCDD浓度间的剂量-效应曲线，并从标准曲线中求得每个水样相对于2，3，7，8-TCDD标准品的毒性当量(toxic equivalency，TEQ)值。 2 结果 2�1 水中有机污染物对H4IIE细胞增殖的影响 各水样处理H4IIE细胞后，H4IIE细胞的增殖随染毒时间和剂量的增加而呈下降趋势，其中72h 处理组剂量-效应关系最好。在48和72h 处理组200和250倍浓缩的2005年1月大溪沟水样和2005年1月寸滩水样对细胞增殖有抑制(P<0�05，与溶剂对照组比较)，其他各种处理与对照比较，差异无统计学意义。从48和72h 处理组细胞增殖曲线看，同一采样点枯水期水样对细胞增殖的抑制作用大于丰水期水样，而同一采样期大溪沟水样与寸滩水样对细胞增殖的抑制作用差异无统计学意义。2�2 水中有机污染物对H4IIE细胞EROD的诱导(图1) 根据不同浓度的2，3，7，8-TCDD标样对H4IIE细胞EROD酶诱导绘出剂量-效应曲线。从标准曲线上可以求出，2，3，7，8-TCDD的EC50值为4�4pg／ml，即0�88pg／孔。250倍浓缩的(2004�08)大溪沟水样、(2004�08)寸滩水样、(2005�01)寸滩水样以及25倍浓缩(2004�08)大溪沟水样的EROD活性的诱导值落在此剂量-效应曲线的线性范围内，从标准曲线上求得各水样相对于2，3，7，8-TCDD标样的TEQ值分别为(2004�08)大溪沟：2�2×10-4pg／L；(2004�08)寸滩：0�9×10-4pg／L；(2005�01)大溪沟：13�3×10-4pg／L；(2005�01)寸滩：3�7×10-4pg／L。 3 讨论 重庆市主城区长江和嘉陵江水中有机污染物的类型以多环芳烃类和邻苯二甲酸酯类为主〔1〕，这些化合物在水中的含量都比较低，但考虑到这些化合物种类繁多，而且混合物之间存在叠加和增效效应，所以有必要对水中POPs混合物的毒性效应进行评价。MTT的检测结果表明，H4IIE细胞的增殖随有机提取物染毒时间和剂量的增加而呈下降趋势。有机污染物在水中的浓度虽然很低，但由于其具有难降解性和可随生物链积累的特点，使其在水生生物体内可达到104～107倍的富集〔2〕，如此高的富集浓度对水生动植物细胞及食用水生动植物的人类细胞的毒性不容忽视。水中多种有机物，包括所有的二恶英类化合物，多氯联苯类化合物，以及大部分的多环芳烃类化合物，它们在H4IIE细胞中有相同的信号途径-芳烃受体途径〔3〕。EROD法是国际上通用的检测芳烃受体途径活化程度的方法〔4〕，此方法利用与AHR结合能力最强的2，3，7，8-TCDD做为标准品，其他化合物的毒性以此为基准，可得出其毒性当量〔5〕。本文结果表明，长江和嘉陵江水中有机物的TEQ值均在10-4pg/L范围，枯水期水样毒性略大于丰水期，与文献〔6〕结果比较类似。芳烃受体途径的激活会导致动物产生神经毒性、免疫功能紊乱、生殖和发育障碍以及癌变等毒性效应〔7〕，所以应引起足够重视。长江和嘉陵江水中有机污染物中除了能激活H4IIE细胞的多环芳烃类化合物外，还含有较多的邻苯二甲酸酯类化合物，此类化合物几乎不激活动物细胞的芳烃受体途径〔8〕。邻苯二甲酸酯类化合物的毒性主要表现为雄性生殖毒性〔9〕，对水中有机污染物的雄性生殖毒性尚待进一步研究。
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2017年水处理技术论文篇二 浅谈给水处理技术的发展 [摘要] 水与人们生活生产密切相关，而且水是保障人民生活发展工业生产不可缺少的物质基础。近年来，人口增长、水资源的分布不均、污染加剧等问题造成水资源不足日益严重。因此给水处理技术一直在改进。本文旨在介绍一些给水处理日益发展的基本技术。 [关键词] 给水处理 污染物 现代化 高级氧化 膜技术 1.现代化处理技术 化学氧化 水质处理常用氯氧化，当有机污染尚未得到去除时，会产生较多的有害消毒副产物。目前采用KMnO4语气复合剂(一种专门商品)的应用逐渐展开，对氧化有机物、改善混凝取得较好效果。臭氧预氧化可以提高有机物的可生物降解性，又可除嗅、脱色，去除铁、锰，但往往结合后续深度处理臭氧—活性炭时才采用。 加吸附剂粉末炭 粉末炭，具有吸附能力好、投加灵活、对污染物处理效能高等优点，但由于耗费较高(约105元/m^3左右)，一般只有在消除冲击性污染时采用，投加量需10～20mg/L，现在一些水污染事件中就曾应用过此技术，此外还可以通过此技术对原水进行控制，并将该技术演化，如形成活性炭吸附带控制突发性污染事件等。 调节pH 由于投加酸与碱，运行成本增加，又在原水中增加无机离子，在我国很少采用，国外在此方面研究较多，这里不做详述。但其对原水pH的控制以及对某些污染物去除还具有良好的功效的，这一点也被业内广泛认可。 生物预处理 20世纪70年代以来，生物处理工艺越来越广泛应用于市政给水生物处理方法包括生物接触氧化法、生物转盘、生物流化床、生物滤池氧化法、生物活性炭滤池和膜生物反应器等多种形式。生物预处理借助微生物的生命活动对水中的氨氮等有机污染物和铁、锰等无机物进行去除，从而改善水的混凝沉淀性能，使后续工艺较好的发挥作用，提高出水的水质。 2.给水处理的新技术 高级氧化技术 高级氧化技术是给水处理的新技术，并受到了许多的关注，在水处理中有广泛的应用，高级氧化技术包括臭氧氧化技术、超临界水氧化技术、光催化氧化技术、超声空化氧化技术等。 臭氧氧化技术 臭氧由于其在水中有较高的氧化还原电位，常用来进行杀菌消毒、除臭、除味、脱色等，在饮用水处理中有着广泛的应用。近年来，由于氯氧化发用于给水、循环水处理和废水处理中有可能产生三氯甲烷等“三致”物质而受到限制，使臭氧在水处理中的作用受到了更多的关注。但臭氧应用于废水处理还存在着一些问题，如臭氧发生的成本高，而利用率偏低，臭氧处理的费用高;臭氧与有机物的反应选择性较强，在低剂量和短时间内臭氧不可能完全矿化污染物，且分解生成的中间产物会阻止臭氧的进一步氧化。因此，提高臭氧利用率和氧化能力就成为臭氧高级氧化法的研究热点。臭氧的高级氧化技术就是通过臭氧氧化与各种水处理技术的结合，形成氧化性更强、反应选择性较低的羟基自由基。 超临界水氧化技术 超临界水反应与氧化组合为“超临界水氧化(SCWO：Supercritical Water Oxidation)”技术，应用较多。超临界水有优良的溶剂特性，增加了电导率和离子值。表示溶剂的极性的电导率，在常温常压下的值较高(78)，在高温高压下的己烷和甲醇等无极性，与弱极性的有机溶剂的电导率等值(2～30左右)。因此，在高温高压下的水溶解有机物是可能的。 SCWO技术有以下特点： 1) 将有机物完全分解成水和二氧化碳，使之无害化。 2) 不产生以二恶英为代表的有害的副产物。 3) 反应速度快，单位时间内处理量大，装置小型化。 4) 与焚烧炉不同，不需要烟筒，不排放烟气。 在临界温度下易于控制加水分解反应，或易于控制原子团的反应，这是超临界水作为反应溶剂的优越性。不用酸和碱即可进行废水处理，是极好的环境处理技术。 光催化氧化技术 所谓光催化氧化反应，就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应的活化能来源于光子的能量，在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光，包括uv-H2O2、uv-O2等工艺，可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、多氯联苯等难降解物。另外，在有紫外光的Fenton体系中，紫外光与铁离子之间存在着协同效应，使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快，促进有机物的氧化去除。 超声空化氧化技术 超声空化是指水中的微小泡核在超声波作用下被激化，表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。超声空话技术就是利用声解，将水中有机物转化为CO2、水、无机离子和有机酸等成分。超声空化技术具有少污染或无污染、设备简单等优点，同时，还伴有杀菌消毒功效，是一种很有潜力的水处理新技术。但现阶段超声空话技术主要用于实验室小水量的处理研究中，尚处于基础研究阶段。为了提高降解速度同时降低费用，国内外的水处理工作者又相继研究开发了关于超声波与其他技术相联合的新工艺，如臭氧/超声波联合工艺。在臭氧/超声联合处理含酚水的实验研究中，取得了较好的处理效果。 膜处理技术 随着人类对膜的逐步认识，各种人工合成膜也应运而生，其种类繁多，作用也千差万别，但是它们具有一个共同的特点---选择透过性。膜从广义上可以定义为两相之间的一个具有选择透过性的薄层屏障。 膜式活性污泥法技术是分离技术与生物技术有机结合的新型的水处理技术。是利用膜分离设备截留生化反应池中的活性污泥和大分子有机物，省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间和污泥停留时间可以分别控制，而难降解的物质在反应池中不断反应、降解。因此膜处理工艺是通过膜分离技术大大强化了生物处理的功能。 3.结语 我国的给水处理目前普遍采用混凝、沉淀、过滤、消毒组成的常规水处理技术， 优点是水处理成本低， 平均处理效果较好。此外， 水源污染加剧， 常规水处理工艺对某些有机污染物的去除效果不佳。而新兴的水处理技术对水质的改善提供了支撑。臭氧-活性炭处理、膜技术等水处理技术在去除效率、无害性等方面均有常规处理无法比拟的优势， 并且在发达国家的使用经验也表明了这些技术的可靠性。随着科技的进步， 材料学的发展，这些新兴工艺的成本也在逐渐降低。因此我们可以预见， 未来的水处理， 将朝着更安全、更高效、更环保的方向发展。 参考文献 [1]陆煜康，唐锂.水处理节能和新能源的应用.北京：化学工业出版社，2010，5 [2]苑宝玲，王洪杰.水处理新技术原理与应用.北京：化学工业出版社，2006，1 [3] 陆煜康.水处理新技术与能源自给途径.机械工业出版社，2008，8 作者简介： 阚沙沙(1992-)，女，汉族，吉林松原人，郑州大学，水利与环境学院，给水排水工程. 郭丹丹(1991-)，女，汉族，河南许昌人，郑州大学，水利与环境学院，给水排水工程. 看了“2017年水处理技术论文”的人还看： 1. 关于水处理技术论文 2. 锅炉水处理技术论文 3. 工业水处理技术论文 4. 膜法水处理技术论文 5. 锅炉水处理技术论文(2)
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