苯酚与硫氰酸盐对半短程硝化的毒性作用研究

摘要本研究使用批次试验和响应面方法（RSM）评估了苯酚和硫氰酸盐（SCN-）对半短程硝化（PN）活性的单独和交互效应。苯酚和硫氰酸盐（SCN-）对半短程硝化（PN）污泥的半抑制浓度（IC50）分别为5。6和351 mg L-1。半短程硝化（PN）污泥对苯酚和硫氰酸盐（SCN-）的敏感性分别低于1。77和43。3 mg L-1。开发和验证了回归模型方程，以预测半短程硝化（PN）污泥暴露于不同苯酚和硫氰酸盐（SCN-）浓度的相对比呼吸速率（RSRR）。在自变量范围内，当苯酚和硫氰酸盐（SCN-）浓度分别为4。08和198 mg L-1时，观察到相对比呼吸速率（RSRR）在谷值（17%）时最严重的抑制。使用等位图来判断苯酚和硫氰酸盐（SCN-）的联合毒性，因为联合抑制效果是根据毒性成分和浓度而变化。此外，毒性化合物显示出独立的作用，这是最常见组合毒性的类型。90011

In this study evaluated the effects of inpiduals and interactions of phenol and thiocyanate (SCN-) on the partial nitrosation (PN) activity using batch testing and response surface methods 。The Semi-inhibitory concentration (IC50) of phenol and thiocyanate (SCN-) on partial nitrosation (PN) sludge were 5。6 and 351mgL-1。 The partial nitrosation (PN) sludge was insensitive to phenol and thiocyanate (SCN-) at levels lower than 1。77 and43。3mgL-1 , respectively 。Regression model equation was developed and validated to predict the relative respiration rate (RSRR) of partial nitrosation (PN) sludge exposure to different phenol and thiocyanate (SCN-) concentrations 。In the range of independent variables , the most severe inhibition of the relative respiration rate (RSRR) (17%) was observed when the concentrations of phenol and thiocyanate (SCN-) were 4。08 and 198mgL-1。 The isotope map was used to determine the combined toxicity of phenol and thiocyanate (SCN-) because the inhibitory effect was varied depending on the toxic components and concentration 。 Inaddition , toxic compounds exhibit an independent effect , which is the most common type of associative toxicity 。

毕业论文关键词：半短程硝化-厌氧氨氧化；硫氰酸盐；毒性；响应面法

Keyword: Partial nitrosation - anammox; Thiocyanate; Toxicity; Response surface methodology

一、引言 1

二、材料和方法 2

2。1活性污泥和模拟培养基 2

2。2 半短程硝化（PN）源Q于W优E尔A论S文R网wwW.yOueRw.com 原文+QQ75201,8766 活性与批次试验 2

2。3 抑制AOB和NOB 3

2。4苯酚和硫氰酸盐（SCN-） 3

2。5苯酚和硫氰酸盐（SCN-） 5

2。6分析方法和数学模型 5

三、结果与讨论 6

3。1单独毒性 6

3。2苯酚与硫氰酸盐对AOB与NOB的抑制作用 7

3。3 响应面方法（RSM）实验和统计分析 8

3。4苯酚和SCN-对PN污泥活性的交互作用 11

四、结论 13

参考文献 14

致谢 17

一、引言

减少废水中的氨氮是防止水体富营养化的主要目标之一。一般来说，硝化和反硝化是去除氮污染物的最优选择，因为这种技术更成熟。然而，通过组合半短程硝化（PN）和厌氧氨氧化（anammox）的自养脱氮已经产生了对高浓度含氮废水的处理的实质性进展。对于低C/N比的废水处理，用PN-anammox进行脱氮是完全实现的，并且与硝化/反硝化相比，总脱氮成本节省约30-40％[1]。在PN-anammox方法中，通过半短程硝化（PN）将一半的氨氮（NH4+-N）氧化成亚硝酸（NO2--N），其为后续的厌氧氨氧化提供NO2--N。随后，通过厌氧氨氧化[2]将NH4+-N和NO2--N转化为氮气（N2）。苯酚和硫氰酸盐（SCN-）是所有微生物的有毒化合物，有几种工业包括焦化厂，炼油厂和垃圾渗滤液产生含有NH4+-N，苯酚和硫氰酸盐（SCN-）的复杂废水[3,4]。来自优Y尔L论W文Q网wWw.YouERw.com 加QQ7520~18766 苯酚浓度在垃圾渗滤液和焦炭废水中的浓度范围为0。35-1040 mg L-1 [5,6]，而硫氰酸盐（SCN-）浓度高达535 mg L-1 [6]。由于其高浓度的氨氮和有毒化合物，当前对垃圾渗滤液的处理提出了更高的眼球。因此，研究苯酚/SCN抑制PN-anammox工艺，以应用这种方法来处理含氮和苯酚/SCN的废水是至关重要的。一些研究报告了对厌氧活性或生物体的酚抑制[6-8]，而Toh和Ashbolt[6]也对硫氰酸盐（SCN-）对厌氧氨氧化酶的抑制进行了评估。然而，颗粒生物质的系统倾向于在抑制性或有毒化合物的存在下表现更好，因为颗粒结构产生有助于保护敏感细菌的扩散梯度[9]。基于此，一些研究表明，anammox颗粒适于含酚废水的可能性[6]。此外，作为PN-anammox过程的第一步，半短程硝化（PN）是成功实现PN-anammox操作的基础[10]。半短程硝化（PN）污泥主要含有两种不同的自养细菌，氨氧化细菌（AOB）和亚硝酸盐氧化细菌（NOB）。众所周知，AOB和NOB对环境因素如pH，温度，重金属，甚至有机溶剂敏感[11]。然而，很少有研究探讨了垃圾渗滤液或焦化废水中存在的有毒物质（苯酚和硫氰酸盐（SCN-））对半短程硝化（PN）工艺或其组合毒性的影响。混合物暴露是一种普遍现象；然而，评估潜在的毒性效应和量化垃圾渗滤液和焦化废水中的化学混合物的暴露风险仍然是一个主要的挑战。因此，有毒混合物的联合累积效应可能引起微生物风险。迫切需要用于预测混合物效应的模型。某种复合设计（CCD）与响应面法（RSM）耦合是一种有效的设计工具，用于确定理想响应的最佳条件。这些方法成功应用于废水处理，确定有毒物质的抑制作用[12,13]。本研究旨在： 1）定量苯酚和硫氰酸盐（SCN-）对半短程硝化（PN）污泥的半抑制浓度（IC50）具有短期效应；2）研究苯酚和硫氰酸盐（SCN-）对AOB和NOB的抑制；3）使用RSM和CCD评估苯酚和硫氰酸盐（SCN-）对半短程硝化（PN）污泥活性的相互作用。苯酚与硫氰酸盐对半短程硝化的毒性作用研究:http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_195748.html