碳酸钙沉淀法检测混浊原水中“两虫”的研究

对于混浊水源水中"两虫"的检测,选定有效的浓缩富集及分离纯化方法尤为重要。滤囊/滤芯富集—免疫磁分离(IMS)组合方法对混浊水源水的预处理效果较好,但成本过高。为此,研究了碳酸钙沉淀法对某混浊河水中"两虫"的浓缩富集效果,并对浓缩后样品比较了密度梯度离心法和免疫磁分离法的分离纯化效果。结果发现,利用碳酸钙沉淀法可有效实现水中"两虫"的富集;从分离纯化效果来看,Percoll—蔗糖密度梯度离心方法对贾第鞭毛虫和隐孢子虫的平均回收率分别可达72.3%和39.5%,相对标准偏差分别为10.8%和11.9%;与国标方法中免疫磁分离方法的效果相当,但可显著降低分析成本。因此,碳酸钙沉淀—密度梯度离心组合技术用于混浊水源水中"两虫"的检测具有较好的应用前景。     

密度梯度分离纯化/免疫荧光技检测饮用水中"两虫"

采用膜溶解、密度梯度分离纯化结合免疫荧光染色法对饮用水中的"两虫"(隐孢子虫和贾第鞭毛虫)进行定性与定量检测,以大幅降低检测成本,筒化操作.结果表明,使用Percoll-蔗糖介质可取得良好的分离纯化效果,其卵囊和孢囊初始回收率分别为56%和35%,远高于EPAl623方法的要求.利用该方法对河网型水源水及水厂滤后水进行了检测,发现10 L水源水中有1-3个隐孢子虫和0-2个贾第鞭毛虫,但在50 L滤后水中均未检出"两虫".     

密度梯度分离纯化/免疫荧光技术检测饮用水中“两虫”

采用膜溶解、密度梯度分离纯化结合免疫荧光染色法对饮用水中的“两虫”（隐孢子虫和贾第鞭毛虫）进行定性与定量检测，以大幅降低检测成本，简化操作。结果表明，使用Percoll-蔗糖介质可取得良好的分离纯化效果，其卵囊和孢囊初始回收率分别为56％和35％，远高于EPA1623方法的要求。利用该方法对河网型水源水及水厂滤后水进行了检测，发现10L水源水中有1～3个隐孢子虫和0～2个贾第鞭毛虫，但在50L滤后水中均未检出“两虫”。     

鳙对加压处理前后蓝藻的消化分析

为探究蓝藻加压对藻类结构及鳙Aristichthys nobilis消化吸收所产生的影响,采用物理技术和生物技术相结合的方法,对蓝藻分别进行未加压和加压处理(0.7 MPa, 1 min),利用不同规格的鳙(体质量分别为81.0 g±2.1 g、103.0 g±3.1 g、130.0 g±3.4 g)对两种处理状态的蓝藻进行摄食消化试验,用电镜观察不同处理状态的蓝藻在摄食前、摄食中和摄食后的形态变化。结果表明:电镜观察显示,摄食前未加压处理的群体蓝藻细胞间胶质连接明显、边缘模糊、细胞圆滑,而经过加压处理后,蓝藻群体结构被破坏,呈散状细胞且边缘清晰;经鳙摄食后,中肠内和粪便中加压处理藻细胞凹陷程度和破裂程度均明显高于未加压处理的蓝藻细胞;体质量为103.0 g的鳙对加压处理蓝藻的消化率显著高于未加压处理的蓝藻(P<0.05),鳙对加压处理蓝藻的消化率高达83.2%,对蓝藻原液的消化率约为65.7%。研究表明,加压处理促进了鳙对蓝藻的消化,本研究结果为探寻更加有利于生态保护的淡水水体综合处理方法提供了科学参考。     

再生水中隐孢子虫和贾第鞭毛虫的检测方法研究

隐孢子虫和贾第鞭毛虫（简称“两虫”）是两种严重危害水质安全的病原性原生动物,但国际上常用的两虫检测方法——1623方法存在工作量大、成本高、回收率低等缺点。通过考察1623方法中浓缩、分离两个主要环节的替代方案,发现膜过滤—洗脱是比较理想的两虫浓缩方式,在免疫磁性分离（IMS）环节中酸解离比热解离的效果好。根据以上研究成果,建立了回收率较高（对两虫的回收率分别超过了30％和40％）而成本较低（为原方法的55％左右）的再生水两虫密度检测方法。进一步的研究表明,浓缩是限制低浊水（浊度约1NTU）回收率的主要步骤,而IMS是限制高浊水（浊度约4NTU）回收率的主要步骤。     

自然沉降藻-菌共生絮凝体研究进展

藻-菌共生系统可实现污水二、三级处理低成本运行,特别是还可将CO2捕捉、固定于藻类后用于可再生生物能源生产,是应用前景广阔的可持续污水处理技术。然而,占地面积大、处理能力低、处理效果不稳定和藻细胞采收成本高等限制了其大规模工程推广应用。究其根本原因主要是藻-水分离困难,因此筛选可自然沉降微藻是解决问题的关键。在此方面,可自然沉降藻-菌共生絮凝体研究受到国内外广泛关注。从藻-菌共生絮凝体富集培养方法出发,系统总结藻-菌共生絮凝体污水处理效果;揭示其对藻-菌系统处理能力的提升作用;讨论藻-菌相互作用关键新问题;探讨藻-菌共生絮凝体生物能源生产潜力;提出后续研发重点方向。     

上海市区原水中藻细胞控制及水华处理对策研究

以藻细胞浓度表征原水中的藻毒素含量,考察了上海市黄浦江和长江原水中的藻细胞浓度及其在静止环境下的增殖情况,同时研究了水库水暴发水华后的处理对策。研究表明,一般情况下上海市区原水中藻细胞浓度为1×104~1×107个/L,未超过9.1×106个/L的藻细胞浓度限值;在静止环境下,原水中的藻细胞会迅速增殖,当其停留时间过长时有藻细胞浓度超限及微囊藻毒素超标的危险;如在黄浦江上游建立水库蓄水,则原水停留时间应控制在2~3 d,从而起到净化水体和抑制藻细胞过度增殖的效果;当水库水暴发水华后,可采用大比例更换水体的方法增加其浊度和流动性,以有效控制藻类的水华现象。     

饮用水供水过程中藻类及其代谢产物的去除与再生长控制

饮用水源富营养化导致的藻类大量繁殖及藻类代谢物分泌对饮用水质安全造成严重影响,本文以水质安全多级屏障控制与保障的角度,系统总结了饮用水处理、输配与二次供水过程去除与控制藻细胞及其代谢产物的工艺方法。其中,藻细胞灭活、凝聚与絮凝、固液分离（沉淀或气浮）及过滤分离等工艺过程是去除饮用水中藻细胞的主要单元;吸附、氧化等是控制藻细胞代谢产物（藻毒素、geosmin与2-MIB等致嗅微量有机物等）的关键工艺;对于输配与二次供水过程中,对供水系统进行优化设计并提高科学管理水平,这是最为可行的避免藻类生长的途径。在饮用水处理与输配过程以及建筑给水工程中应尽可能去除藻及其代谢产物,并控制由此产生的水质安全风险,从根本上保障饮用水质安全。     

常规水处理工艺应对高藻原水去除效果研究

针对滦河水藻类高发问题,研究了常规水处理工艺对滦河原水不同藻细胞密度的处理能力。结果表明,在保证出厂水水质情况下,常规水处理工艺对引滦原水藻类的处理极限为6 000×10~4个/L,最后提出了提高水厂常规水处理工艺除藻效果的建议。     

次氯酸钠对微囊藻毒素释放及降解特性的研究

选用铜绿微囊藻为处理对象,研究了NaClO在藻类处理过程中藻毒素释放和降解的特性。结果表明：NaClO作用于藻细胞后会破坏其完整性,导致藻毒素释放,同时次氯酸钠投加量及藻浓度对藻毒素释放及降解量有较大影响。应避免在藻类大量暴发时（藻浓度〉6．96×10^6个／mL）预氧化中使用次氯酸钠,而在一般藻细胞浓度较低的水厂采用该种预氧化方法除藻,不会造成藻毒素的释放扩散。     

几种Protein A亲和层析填料纯化重组单克隆抗体效果的比较

随着表达技术的进步以及发酵技术的优化,细胞发酵上清液中抗体的滴度大幅度提高,必然对下游纯化工艺的处理能力有更高的要求。Protein A亲和层析是分离单克隆抗体的一种标准纯化方法。目前已经有很多种protein A亲和填料,其配体基本上都是大肠杆菌发酵的重组protein A。不同厂家生产的protein A填料有各自不同的基质或键合技术,从而造成填料对抗体亲和力以及对碱耐受性的差异。针对正在研发的WLB303单克隆抗体,比较了6种不同的protein A填料的动态载量,并从洗脱溶液种类和p H两个方面进行单克隆抗体纯化条件的筛选,分析纯化后样品SEC纯度和回收率。综合考虑载量、除杂效果、回收率三个因素,Mab Select填料是最适合本抗体纯化的,SEC纯度可以达到98%,回收率可以达到100%左右。基于这些数据,对Mab Select填料进行了使用寿命试验,200次循环之后载量仅衰减了5%。     

上海市浦东自来水厂净水工艺对两虫去除效果的研究

采用免疫磁分离及荧光染色法（EPA1623法）对上海市浦东地区4家自来水厂的原水、出厂水、管网水中贾第鞭毛虫和隐孢子虫的分布状况进行了分析，并考察了水厂净水过程中不同操作单元对两虫的去除效果。研究表明：原水中存在贾第鞭毛虫与隐孢子虫，但其密度分别维持在0～8个／10L和0～6个／10L的低水平，而在出厂水与管网水中均未检出两虫；水厂的混凝、沉淀单元对两虫具有明显的去除效果。     

复合高铁酸盐对含铜绿微囊藻原水的净化效果

采用复合高铁酸盐处理含铜绿微囊藻原水,考察了其除藻的影响因素和对原水的净化效果,同时考察了其与聚合氯化铝(PAC)的联用效果及除藻机理.结果表明,原水pH值和复合高铁酸盐的氧化时间均对铜绿微囊藻的去除具有明显影响,最佳pH值为5～6、最佳氧化时间为15 min;在一定范围内增加复合高铁酸盐的投量可明显提高除藻效果.另外,复合高铁酸盐预氧化可降低TP浓度,但由于藻细胞的破裂,TN和UV254值会升高.当复合高铁酸盐与PAC联用时,两者对除藻及去除TP和UV254具有协同效果.复合高铁酸盐的除藻机理为直接破坏铜绿微囊藻的细胞壁,使胞内物质流出从而导致藻细胞死亡.     

新型陶瓷膜过滤去除水中藻类的研究

分别针对高藻水和低藻水进行过滤试验,所用陶瓷膜的孔径分别为200和50 nm,操作压力分别为0.1、0.2和0.3 MPa,研究了新型陶瓷膜在不同孔径和操作压力下对藻细胞及叶绿素a的去除效果。结果表明,无论是高藻水还是低藻水,藻细胞都能得到完全去除,对叶绿素a的平均去除率约为96%。采用陶瓷膜过滤对浊度的去除效果良好,出水浊度稳定在0.12 NTU以下;对COD Mn的去除率为10%~20%。原水藻类含量会显著影响陶瓷膜单独过滤的通量,投加一定浓度的次氯酸钠则能控制膜污染、改善膜通量。预加氯和陶瓷膜过滤组合工艺更加适合实际情况,具有良好的应用前景。     

提高过滤浓缩阶段对两虫回收率的试验研究

针对美国EPA1623检测方法中过滤浓缩、免疫磁分离和荧光免疫镜检这3个主要步骤进行了分段回收率的研究。结果表明,过滤浓缩为导致两虫回收率损失的关键步骤,因此对过滤浓缩中的洗脱和分离过程进行了相应的改进和替代。以超声洗脱替代振荡洗脱,用滤膜抽滤/超声洗脱替代离心分离,构成优化的过滤浓缩工艺,具有较高的回收率,操作简单且成本较低。其对卵囊和孢囊的初始回收率分别为61%和55%,远高于EPA1623方法的最低要求,适宜作为国内自来水厂的常规检测方法。     

低剂量UV-C/H_2O_2联用灭活铜绿微囊藻及影响因素

以我国典型水华蓝藻铜绿微囊藻为研究对象,考察低剂量UV-C/H_2O_2联用工艺的快速除藻效果并与单独H_2O_2处理进行对比,通过测定藻细胞光合活性及胞内氧化压力以分析杀藻机制,通过测定胞外MC-LR浓度以评价藻毒素释放风险,并考察了水中存在的有机物及还原性无机物对低剂量UV-C/H_2O_2杀藻效果的影响。结果表明,20 m J/cm2的UV-C与≥100μmol/L的H_2O_2联用具有6 h内快速杀藻效果,藻细胞灭活率1-lg,UV-C和H_2O_2表现出协同效应,所需H_2O_2剂量显著低于单独H_2O_2处理的。低剂量UV-C/H_2O_2处理引起光合活性降低及胞内氧化压力升高,应是藻细胞死亡的重要原因。快速杀藻过程中伴随胞外MC-LR浓度升高6~9倍的风险。水中的有机物及还原性无机物将显著削弱低剂量UV-C/H_2O_2的除藻效果。     

臭氧预氧化对藻细胞及藻类有机物特性及其混凝处理效能的影响

以实验室纯培养处于对数生长期后期的悦目颤藻为研究对象,并分离藻细胞及其胞外有机物(EOM),研究藻细胞的结构特性、藻类有机物(AOM包括EOM和胞内有机物IOM)的紫外吸收和分子质量分布特征以及臭氧预氧化对这些特性的影响.显微摄影图片表明,臭氧可以氧化藻细胞内的叶绿素a,使细胞产生不同程度的破坏;颗粒尺寸分布分析表明,臭氧预氧化可以提高藻细胞的沉降性能;紫外吸收特性分析表明,AOM的氨基结构多于芳香结构;分子质量分布结果表明,颤藻EOM和IOM成分类似,IOM以大分子物质为主,EOM以小分子物质为主;较大分子质量的物质大部分分布在胞内,较小分子质量的物质大部分分布在胞外;利用超滤膜法测定颤藻EOM的分子质量分布,发现EOM中分子质量＜5000 u的有机物占71%,进一步证实了EOM主要为小分子物质;臭氧预氧化可以强化混凝除浊除藻,但其对藻类有机物的控制不是太有效,这是因为臭氧预氧化本身会引起IOM的释放,同时臭氧在强化去除EOM方面的效果不是太明显.     

水生植物滤床提高农村饮用水安全性研究

从对藻毒素和微量有机污染物的去除方面考察了水生植物滤床(HFB)在改善源水水质方面的效果。试验在5月—10月进行,进水为太湖陈东港附近的湖水,采用连续进水方式,水力负荷为1.0 m3/(m2.d),所栽种的植物为水蕹菜。采用高效液相色谱和GC—MS分析中试系统的进、出水水质,结果表明,对总藻毒素TMC-RR和TMC-LR的平均去除率分别达63.0%和66.7%,且对细胞内藻毒素的去除效果优于细胞外藻毒素。源水经处理后,一部分微量有机污染物和内分泌干扰物被去除,其余物质的浓度明显降低,说明HFB在保障农村饮用水水质安全方面具有应用价值。     

水库水中微囊藻毒素的预氧化处理

研究了二氧化氯和臭氧预氧化对水库中微囊藻毒素的处理效果。结果表明，二氧化氯对藻毒素的去除能力有限，而臭氧能有除去除含藻水中的藻毒素。     

化学氧化破坏藻体及胞内藻毒素释放特性研究

借助透射电子显微镜（TEM）并利用胞内、外微囊藻毒素分析技术,研究了受污染源水中铜绿微囊藻在几种水厂常用化学氧化剂作用下的藻体破坏形态特征,探讨了胞内藻毒素的释放特性及氧化剂对藻毒素的去除效果.结果表明,氯、臭氧和二氧化氯均能引起藻体破坏及胞内藻毒素的释放,其中臭氧对藻体形态的破坏最为严重,氯的作用相对较差,二氧化氯则介于二者之间;在氧化剂低投量（0.5 mg/L）下,二氧化氯引起胞内藻毒素的释放最为显著,臭氧对藻毒素的去除效果优于二氧化氯和氯.从藻毒素的安全去除角度考虑,在水处理过程中应该首选臭氧,其次为二氧化氯,氯的使用应当慎重.