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纺织印染行业是我国的支柱产业,然而每天印染废水大量排放对环境产生了极大的危害。印染废水处理中被广泛应用的生物技术虽然能使印染废水达到有机物排放标准,但不能完全有效地去除其中的微量生物毒性物质。本文旨在系统研究缺氧-好氧处理工艺中,含工业纺织染料的模拟印染废水遗传毒性和雌激素/抗雌激素活性的变化,表征及分析水样溶解性有机物的物质组分和化学结构,从而为优化生物处理工艺,保障水生态环境提供理论依据。 本研究搭建实验室规模缺氧-好氧串联式生物反应器,对模拟印染废水进行处理,模拟废水中含直接黄12、直接红28、活性黑5、活性蓝19和活性蓝21共5种工业纺织染料。反应器运行稳定后,检测各阶段处理出水水质状况。采集缺氧出水和好氧出水,利用XAD-8树脂的吸附特性,将水样中的溶解性有机物(DOM)分离成疏水性酸性有机物(HOA),疏水性碱性有机物(HOB),疏水性中性有机物(HON),亲水性有机物(HIS)共4种组分。利用固相萃取对水样进行预处理,并采用 SOS/umu试验和酵母菌雌激素筛选试验分别测定水样及其组分的遗传毒性和雌激素/抗雌激素活性。利用紫外分光光度法和三维荧光光谱研究对各出水水样及其组分进行物质结构表征,通过气相色谱质谱联用鉴定染料生物降解产物。 结果表明:1)反应器运行稳定后,模拟印染废水有机物及染料降解效果显著,其中包括CODCr下降83.6%,BOD5下降93.0%,TOC下降82.2%,脱色率为72%。2)缺氧处理使模拟印染废水遗传毒性显著升高,而经好氧处理后降低,整个处理过程对遗传毒性去除效果不明显。各组分的遗传毒性检测结果表明,HOA和HON组分为主要遗传毒性成分。3)模拟印染废水未检出雌激素活性,而对抗雌激素活性检测中呈现明显的剂量效应关系,好氧出水水样的抗雌激素活性显著大于缺氧出水水样。印染废水中主要抗雌激素活性成分仍为HOA和 HON。4)三维荧光光谱检测结果发现好氧处理后芳香族蛋白质物质和可溶性微生物副产物减少,腐殖酸类物质增加。对组分的三维荧光光谱结果表明遗传毒性物质可能与HOA组分中的芳香族蛋白质和可溶性生物副产物相关,而抗雌激素活性物质可能与HOA和HON组分疏水性腐殖酸类物质相关。5)降解产物鉴定后,发现缺氧出水含有可抑制酵母菌生长和具有遗传毒性的小分子物质;好氧出水中鉴定出对氨基苯乙醚和邻苯二甲酸两种染料分子降解产物,具体生物毒性效应有待进一步检测。