针对染料废水生物处理效率低、容易经氧化处理生成可吸附有机卤素(AOX)使得出水毒性升高等问题,采用臭氧(催化)氧化工艺处理难降解染料废水生物处理出水,考察工艺对染料废水的处理效能,并通过蛋白核小球藻和青海弧菌Q67评估不同工艺出水生物毒性.结果发现,MnOx-GAC/O3/H2O2工艺对总有机碳(TOC)去除效果最佳,去除率可达67.6％,较O3工艺提高了 39.8％;向O3和O3/H2O2体系加入MnOx-GAC不利于去除卤代有机物,而向O3和MnOx-GAC/O3体系加入H2O2能增强对卤代有机物去除效果.通过对物质定性分析,发现MnOx-GAC/O3和MnOx-GAC/O3/H2O2工艺对O3体系难以去除的类蛋白物质和小分子代谢产物具有更好的去除效果.尤其以MnOx-GAC/O3/H2O2工艺去除效果最佳,能够去除大部分卤代芳香族化合物,同时有效减少卤代副产物的生成.对自由基进行定量分析,发现添加MnOx-GAC或H2O2均可以增加体系中·OH含量,进而增强氧化能力.此外,添加MnOx-GAC可以提高O-·自由基含量,但添加H2O2会降低O2.自由基含量.出水生物毒性分析结果显示只有O3/H2O2和MnOx-GAC/O3/H2O2工艺出水对蛋白核小球藻和青海弧菌Q67生物毒性有所降低.因此,综合考虑污染物去除效果和出水生物毒性变化,MnOx-GAC/O3/H2O2工艺处理染料废水效能最高,并且能够有效降低出水生物毒性,为难降解染料废水的减毒处理提供了解决方案.
污水处理厂是向水环境中传播抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)的热点.与城镇污水相比,工业园区废水成分复杂、污染物浓度高,更有利于ARGs的增殖和扩散.为探究不同类型废水环境的ARGs组成特征和潜在的传播风险,采用宏基因组学技术分别对城镇生活污水处理系统(W1-SD)、工业园区废水处理系统(W1-SI)和2个城镇综合污水处理系统(W2-LH1和W2-LH2)进行取样调查.结果显示,多重耐药类、磺胺类、氨基糖苷类和杆菌肽类抗性基因是废水环境中的主要耐药类型,Ⅰ型整合子、转座酶基因等可移动遗传元件(MGEs)对sul1、aadA和ereA等基因亚型的增殖扩散发挥了关键作用,通过序列分型发现质粒型ARGs的相对丰度更高,尤其是在进水样品中,氨基糖苷类和磺胺类等抗性基因是主要的质粒型ARGs;污水处理过程削减了 ARGs多样性,且经过二次沉淀工艺,ARGs丰度均明显降低,但在W1-SI和W2-LH2中,后续的深度处理工艺又使ARGs丰度升高;与城镇污水处理系统相比,W1-SI的ARGs组成更为稳定,最终排水中富集了较高丰度的质粒型ARGs,同时识别到了高频率的潜在水平基因转移事件和2条携带多种抗性基因的重叠群序列(contigs),表明工业园区废水排放具有更高的ARGs传播风险.本研究丰富了不同类型废水环境耐药基因组的已有认知,为有效管控废水排放特别是工业园区废水排放的健康风险提供了科学依据.
在疫情暴发期间,大量使用的消毒剂和抗疫药物对水生态环境带来未知的潜在风险.本研究以长江流域为研究对象,选取4个江段(攀枝花、三峡、九江和南京江段),在3个季节(疫情暴发前、中、后期)采集表层水样,利用生物毒性测试对长江流域多个地区进行发光菌急性毒性研究.空间分布上,从长江流域上游到下游,水中有机污染物急性毒性呈现逐渐升高的趋势,其中南京江段水中有机物急性毒性相对较高.时间分布上,丰水期(疫情暴发期间)有机污染物急性毒性高于枯水期和平水期,可能源于疫情期间大量使用的消毒剂等带来的生态毒性效应.发光细菌急性毒性检测体系简单快速,能够全面客观地评价水质,可以弥补化学分析只能检测有限目标化合物的不足.
人类大规模的工业活动是环境污染物的重要来源之一,工业场地及其周边环境污染问题较其他环境更为典型和突出.为探究宁夏某典型工业园区土壤中多环芳烃(PAHs)的污染状况、组成、来源及毒理学风险,本研究采集了冶金、化学农药制造和化学制品制造等不同行业的企业及其厂区周边的108个表层土壤样本.采用气相色谱-质谱法(GC-MS)分析了 16种PAHs的浓度,用正定矩阵因子分解法(PMF)进行来源解析,使用毒性当量浓度(TEQ)、诱变当量浓度(MEQ)和终生致癌风险(ILCR)3个指标进行了毒理学风险评估,并进一步评估特定来源的致癌和致突变风险贡献,以促进在风险基础上的排放源管理和控制.结果表明,该工业园区表层土壤中PAHs的平均浓度为(2 029.1±5 585.9)μg·kg-1,在全国和宁夏区内均处于较高污染水平.园区内土壤PAHs主要来源为交通源(53.9％)、重油燃烧源(27.0％)、煤和生物质燃烧源(14.9％)和钢铁工业来源(4.2％),主要污染行业为活性炭制造、石灰氮制造和冶金工业.PAHs对成人的ILCR为4.5×10-6,潜在致癌风险主要来源于经口摄入和皮肤接触.交通源贡献了最大的致癌(45.4％)和致突变风险(43.4％).
蜜蜂是重要的环境污染指示生物.作为氟虫腈的替代药剂,乙虫腈对蜜蜂仍有高风险.本文首次基于DNA和RNA甲基化角度评估了亚致死剂量(10-5、10-4、10-3和10-2 mg·L-1)乙虫腈重复暴露对意大利蜜蜂工蜂幼虫生长发育的影响.结果显示,乙虫腈持续暴露引起了 DNA 5mC甲基化水平显著下降和DNA甲基化酶基因Dnmt3显著下调;与DNA相比,RNA(总RNA和mRNA)甲基化所受影响更为显著,各暴露浓度下,总RNA m5C、m3C甲基化和mRNA m6A、m3C甲基化水平均显著提高,RNA m6A去甲基化酶基因ALKBH1均显著下调(P＜0.01),m5C甲基化酶基因NSUN4的表达均显著上调(P＜0.01).综上,甲基化酶基因Dnmt3、ALKBH1和NSUN4可作为乙虫腈暴露风险评估的潜在标志物.本研究为杀虫剂的风险预警及评估提供了新的科学视角和技术手段.
