【摘 要】
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随着印染纺织行业在我国的快速发展,印染废水排放量剧增,该类废水水质水量变化大,成分复杂且富含有毒有害物质,经生化处理达标后直接排入天然受纳水体。然而目前的印染废水处理厂采用的工艺无法完全消除废水中有毒有害物质,导致残留的污染物随着排水进入受纳水体,给附近水体生态环境带来潜在影响。本研究旨在研究中国珠三角地区几家典型印染废水处理厂外排废水(textile-dyeing effluents,TDEs)
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随着印染纺织行业在我国的快速发展,印染废水排放量剧增,该类废水水质水量变化大,成分复杂且富含有毒有害物质,经生化处理达标后直接排入天然受纳水体。然而目前的印染废水处理厂采用的工艺无法完全消除废水中有毒有害物质,导致残留的污染物随着排水进入受纳水体,给附近水体生态环境带来潜在影响。本研究旨在研究中国珠三角地区几家典型印染废水处理厂外排废水(textile-dyeing effluents,TDEs)的溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)特征及其藻类毒性效应。主要研究结果如下:(1)本研究中4组TDEs水质均满足印染行业废水排放限值,对应的DOM紫外-可见吸收光谱曲线主要位于240~450 nm之间,具有相似的下降趋势,不足以解释TDEs中DOM的组分构成差异。利用平行因子分析(Parallel factor analysis,PARAFAC)模型识别出DOM的三维荧光光谱(Three-dimensional excitation-emission matrix,3D-EEM)中3个典型的荧光组分:长波类腐殖质C1(λEx/Em=250,300/460 nm),类色氨酸蛋白质C2(λEx/Em=240,280/350 nm)及类酪氨酸蛋白质C3(λEx/Em=275/310 nm)。进一步通过荧光区域积分法(fluorescence regional integration,FRI)分析发现4组TDEs水样中占主要荧光贡献的是类色氨酸蛋白区域(47.44%~51.62%),其次是类酪氨酸蛋白区域,贡献率最低的为类腐殖质区域(9.50%~29.66%),呈现一定的弱腐殖性。(2)选用斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)作为受试生物,根据其生物量水平(细胞密度),生化水平(超氧化歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性与叶绿素a合成能力)及结构水平(细胞膜完整性与生物大分子)的变化综合评估TDEs中DOM的生物毒性效应。其中,试验组藻类SOD活性从第3天(0.51±0.14~0.59±0.15 U/m L)增加到第12天(0.69±0.1~1.03±0.04 U/m L),然后在第15天下降(0.6±0.06~0.78±0.06 U/m L),而空白对照组藻类SOD逐渐增加,在暴露末期达到0.58±0.07~0.68±0.09 U/m L。试验组叶绿素a合成也随着暴露时间的增加缓慢增加,甚至出现下降趋势,远显著低于空白对照组叶绿素a含量(P<0.05)。结果表明,DOM对斜生栅藻的生长表现出“低促高抑”的作用,低浓度的TDEs短时间内刺激了斜生栅藻的细胞密度及SOD活性的增加,但对叶绿素a无明显影响,与此同时藻细胞膜开始破损。随着TDEs的浓度和暴露时间的增加,藻类生长受到抑制,其SOD活性也开始下降,且叶绿素a的合成受到严重抑制。综上所述,TDEs的DOM具有弱腐殖性,对斜生栅藻的生长具有两面性。低浓度的TDEs短时间内对藻细胞施加一定胁迫效应而刺激其生长,随着暴露时间和浓度的增加,外界胁迫效应开始抑制SOD的活性,进而影响其清除能力。藻细胞的膜脂质过氧化加剧,进而影响光合系统,抑制藻类的代谢和繁殖。本研究有助于了解TDEs的DOM特性及其藻类毒性效应。
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