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含Cl^(-)/Br^(-)体系2,4,6-三氯苯酚的臭氧氧化处理效能及毒性变化研究

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生态毒理学报 2024年第2期19卷 206-217页

作者：徐冉云姚鹏城李菲菲陈吕军杭州师范大学工学院杭州310018 清华大学环境学院北京100084 浙江省水利河口研究院杭州310012

2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-trichlorophenol,2,4,6-TCP)作为典型的工业生产原料,常与无机卤素离子共存于工业废水中,然而目前少有实验报道后者对2,4,6-TCP氧化降解的影响机制。本文探究了在不同卤素离子条件下,2,4,6-TCP的臭氧氧化降解反应... 详细信息

2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-trichlorophenol,2,4,6-TCP)作为典型的工业生产原料,常与无机卤素离子共存于工业废水中,然而目前少有实验报道后者对2,4,6-TCP氧化降解的影响机制。本文探究了在不同卤素离子条件下,2,4,6-TCP的臭氧氧化降解反应动力学及氧化效能变化,并通过模型预测和发光菌毒性实验评估了臭氧氧化处理过程中2,4,6-TCP降解中间体之间的毒性效应和溶液的毒性变化。结果表明,投加低浓度Cl^(-)(20 mmol·L^(-1))可使2,4,6-TCP的降解速率从0.234 mol·min^(-1)提升为0.237 mol·min^(-1),然而高浓度的Cl^(-)和Br^(-)会显著抑制2,4,6-TCP的降解。当体系中Cl^(-)和Br^(-)浓度分别从0 mmol·L^(-1)上升至300 mmol·L^(-1)和100 mmol·L^(-1)时,臭氧氧化2 h后2,4,6-TCP溶液的化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)去除率下降了17%和18%,可吸附有机卤代物(adsorbable organic halides,AOX)去除率下降了15%和55%。研究表明2,4,6-TCP污染物主要在O_(3)、·OH和O_(2)^(-)·的共同作用下被降解,生成的2,6-二氯-1,4-苯二醇、2,6-二氯-1,4-苯醌和2,4,6-三溴苯酚的急性毒性和慢性毒性都比母体更高,且三元混合毒性实验表明降解中间体2,6-二氯-1,4-苯醌、2,6-二氯苯酚和2-氯苯酚之间存在协同毒性作用。整体上看,臭氧氧化处理过程中的AOX浓度与2,4,6-TCP溶液的毒性单位呈高度正相关关系,说明AOX物质对废水急性毒性的贡献较大,其对生态环境的潜在危害应引起更多关注。

关键词： 2,4,6-三氯苯酚臭氧氧化 AOX COD 混合毒性

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废水排放对近海环境中抗生素抗性基因和微生物群落的影响

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环境科学 2022年第9期43卷 4616-4624页

作者：陈嘉瑜苏志国姚鹏城黄备张永明温东辉上海师范大学环境与地理科学学院上海200234 北京大学环境科学与工程学院北京100871 浙江省海洋生态环境监测中心舟山316021

污水处理厂是水环境中抗生素抗性基因(ARGs)的重要来源.可移动遗传元件(MGEs)和微生物群落是影响ARGs增殖扩散的关键因素.为探究污水处理厂废水排放对近海环境中ARGs和微生物群落的影响,采用高通量荧光定量PCR(HT-qPCR)和高通量16S rRN... 详细信息

污水处理厂是水环境中抗生素抗性基因(ARGs)的重要来源.可移动遗传元件(MGEs)和微生物群落是影响ARGs增殖扩散的关键因素.为探究污水处理厂废水排放对近海环境中ARGs和微生物群落的影响,采用高通量荧光定量PCR(HT-qPCR)和高通量16S rRNA扩增子测序技术,对杭州湾上虞(SY)和嘉兴(JX)两个近岸纳污区(ERAs)及远岸湾区表层沉积物中ARGs、MGEs和微生物群落的组成和分布进行调查.结果表明,多重耐药类ARGs是所有样点中丰度最高的ARGs类型.纳污区沉积物中ARGs和MGEs多样性和丰度远远高于远岸湾区沉积物.JX纳污区沉积物中微生物群落丰富度和多样性高于SY纳污区及远岸湾区沉积物.PCoA结果显示,纳污区与远岸湾区沉积物中ARGs、MGEs和微生物群落分布存在显著的差异,说明长期的废水排放对近海环境中ARGs、MGEs和微生物群落影响较大.ARGs、MGEs和细菌属的共现网络显示,嗜冷杆菌属、假单胞菌属、亚硫酸杆菌属、假交替单胞菌属和芽孢杆菌属等12种菌属与ARGs和MGEs存在显著正相关.多重耐药类和β-内酰胺类ARGs的潜在宿主最多.

关键词：近海环境废水排放抗生素抗性基因(ARGs) 可移动遗传元件(MGEs) 微生物群落

陆源排水对近海纳污区微生物群落组成及碳代谢功能的影响

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环境工程 2023年第9期41卷 194-200页

作者：郑宇涵苏志国李菲菲姚鹏城温东辉北京大学环境科学与工程学院北京100871 清华大学环境学院北京100084 浙江省水利河口研究院/浙江省海洋规划设计研究院杭州310012

随着现代城市和工商业的快速发展,污水处理厂成为保护水环境的重要设施,然而污水处理厂的尾水排放仍然对受纳水体产生不利影响。沿海地区的污水处理厂长期将尾水排入近海,引起海水水质变差,但是近海环境微生物对污染的响应尚不清晰。选... 详细信息

随着现代城市和工商业的快速发展,污水处理厂成为保护水环境的重要设施,然而污水处理厂的尾水排放仍然对受纳水体产生不利影响。沿海地区的污水处理厂长期将尾水排入近海,引起海水水质变差,但是近海环境微生物对污染的响应尚不清晰。选择我国污染形势严峻的杭州湾北岸、南岸各1片纳污区(简称JX和SY)为研究对象,进行环境质量调查,并对沉积物微生物群落进行宏基因组测序,分析不同类型的废水排放对纳污区微生物群落结构和功能的潜在影响。研究结果表明,陆源废水排放对纳污区沉积物的微生物群落产生影响。JX和SY群落的物种组成和多样性存在差异,造成这种差异的关键环境因子为水中COD以及水深;JX和SY群落的碳代谢功能也存在差异,JX群落中与甲烷代谢相关的功能基因丰度更高,而SY群落中与糖异生途径相关的功能基因丰度更高,主要影响因子为水中COD和沉积物中TOC及石油类。上述结果对纳污海域的环境管理具有重要意义,并为完善污水处理厂排放标准提供了科学依据。

关键词：微生物群落宏基因组污水处理厂近海纳污区碳代谢

某市污水厂抗生素和抗生素抗性基因的分布特征

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环境科学 2021年第6期42卷 315-322页

作者：颉亚玮於驰晟李菲菲姚鹏城刘宏远浙江工业大学土木工程学院杭州310023 青岛大学环境科学与工程学院青岛266071 中国地质大学(北京)水资源与环境学院北京100083 上海师范大学环境与地理科学学院上海200234

抗生素和抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)是国内外备受关注的新兴污染物.污水处理厂是环境中抗生素和ARGs的重要人为污染源.对某市6座主要污水处理厂进出水中抗生素和ARGs含量和特征的分析发现:6座污水厂进出水中检出... 详细信息

抗生素和抗生素抗性基因(antibiotic resistance genes,ARGs)是国内外备受关注的新兴污染物.污水处理厂是环境中抗生素和ARGs的重要人为污染源.对某市6座主要污水处理厂进出水中抗生素和ARGs含量和特征的分析发现:6座污水厂进出水中检出7类73种抗生素.进水中抗生素总浓度为490.2~2288.6 ng·L^(-1),其中氧氟沙星、麻保沙星和罗红霉素这3种抗生素的检出频率最高.不同污水厂对抗生素去除效果差异较大,出水中抗生素总浓度为260.2~1464.3 ng·L^(-1),其中抗生素以喹诺酮类和大环内酯类为主,并且存在污水厂出水抗生素浓度高于进水抗生素浓度的现象.选择的10种目标ARGs在6座污水处理厂进出水中均有检出.sulⅠ基因的检出频率和丰度最高,绝对丰度为2.4×10^(5)~5.4×10(6)copies·mL^(-1);工业废水和生活污水中ARGs的总丰度无显著区别.与进水相比,出水中ARGs丰度和抗生素浓度的相关性显著变弱.

关键词：污水厂抗生素抗生素抗性基因(ARGs) 分布特征相关性

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废水处理系统中抗生素抗性基因分布特征

环境科学 2019年第11期40卷 5024-5031页

作者：姚鹏城陈嘉瑜张永明温东辉陈吕军上海师范大学环境与地理科学学院上海200234 清华大学环境学院北京100084 北京大学环境科学与工程学院北京100871

废水处理厂被认为是抗生素抗性基因(ARGs)的重要污染源.为探究抗性基因在进水状况复杂的废水处理厂沿程的分布变化特征,选取以生产抗生素为主导行业的某化工园区废水处理厂,使用实时荧光定量PCR对废水处理厂沿程ARGs的种类、丰度变化进... 详细信息

废水处理厂被认为是抗生素抗性基因(ARGs)的重要污染源.为探究抗性基因在进水状况复杂的废水处理厂沿程的分布变化特征,选取以生产抗生素为主导行业的某化工园区废水处理厂,使用实时荧光定量PCR对废水处理厂沿程ARGs的种类、丰度变化进行研究.结果表明,废水处理厂水体中检出16种ARGs,四环素类、磺胺类ARGs为废水处理厂中占主导的抗性基因,并检出可移动遗传元件intI1,其丰度与磺胺类抗性基因的丰度(P0.95)存在相关性,表明可移动遗传元件intI1可能促进了磺胺类抗性基因的迁移和转化.园区医药企业以合成大环内酯类抗生素为主,由于选择性压力,园区废水中,ermB抗性基因的绝对丰度远远高于其他废水中erm B的绝对丰度.废水经过废水处理厂生物处理工艺,总ARGs绝对丰度下降了1.16个数量级,经过芬顿工艺处理后,总ARGs绝对丰度下降了2.46个数量级,表明该废水处理工艺中深度处理工艺对ARGs的去除效果优于生物处理.高浓度、可移动的ARGs已经存在于水体中,如果没有得到有效治理,从废水处理厂排出,将给环境带来高度风险.

关键词：抗生素抗性基因(ARGs) 实时荧光PCR 废水处理厂(WWTPs) 工业园区芬顿氧化

基于人工神经网络的水平管道气液两相流流型识别算法研究

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原子能科学技术 2024年第5期58卷 1040-1047页

作者：姚鹏川中国核动力研究设计院四川成都610041

流型是研究流动过程中一个十分重要的水力学状态参数,传统流型识别方法一般采用观测手段,往往需要苛刻的实验观测条件,难以应用在工程中。本文利用人工神经网络黑匣子特性通过人工神经网络对从水平管道内气液两相流流型测量实验中获取... 详细信息

流型是研究流动过程中一个十分重要的水力学状态参数,传统流型识别方法一般采用观测手段,往往需要苛刻的实验观测条件,难以应用在工程中。本文利用人工神经网络黑匣子特性通过人工神经网络对从水平管道内气液两相流流型测量实验中获取的数据进行学习,设计了一种无需使用直接观测手段而仅基于两相流速的流型识别的模型并进行了测试,效果良好,误差率低,提出了一种基于数据的流型识别方法。并对人工神经网络模型进行了神经网络结构无关性分析,研究了神经网络隐藏层神经元数对模型精度的影响。

关键词：流型识别人工神经网络数据驱动方法

抗生素抗性基因在生活及工业混合废水处理系统中的分布和去除

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生态毒理学报 2020年第1期15卷 201-208页

作者：姚鹏城陈嘉瑜张永明温东辉陈吕军上海师范大学环境与地理科学学院上海200234 清华大学环境学院北京100084 北京大学环境科学与工程学院北京100871

抗生素抗性基因(ARGs)由于其广泛的传播与转移,成为日益严峻的环境问题。污水处理厂(WWTP)被公认为ARGs的主要来源之一。膜生物反应器(MBR)是一种新型污染物去除工艺。在一个具有传统生物处理和膜系统处理的城镇污水处理系统的进水中,检... 详细信息

抗生素抗性基因(ARGs)由于其广泛的传播与转移,成为日益严峻的环境问题。污水处理厂(WWTP)被公认为ARGs的主要来源之一。膜生物反应器(MBR)是一种新型污染物去除工艺。在一个具有传统生物处理和膜系统处理的城镇污水处理系统的进水中,检出17种ARGs,并首次检出甲氧苄啶类ARGs。进水中sulΙ基因的绝对丰度最高,随后依次是tet C、sulⅡ、tet W、dfr A1、flo R和dfr A13基因。不同的处理系统去除同一种ARGs效果各不相同,MBR对ARGs去除效果显著优于传统生物处理工艺,同一个处理系统处理不同类ARGs,四环素类ARGs被去除的效果显著优于其他ARGs被去除的效果,绝对丰度下降了3.8个数量级。ARGs没有真正意义上的去除,只是从水体转移到污泥中,污泥中的ARGs不断积累。

关键词：抗生素抗性基因污水处理厂膜生物反应器生物处理工艺

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环形水槽物理模拟的沉积学应用与发展趋势

沉积学报 2024年

作者：孙浩南谈明轩姚鹏河海大学港口海岸与近海工程学院河海大学自然资源部海洋灾害预报技术重点实验室河海大学海洋学院

【意义】水槽沉积模拟实验是模拟沉积物沉积过程、揭示其形成机理的有效手段之一，对水利工程、沉积地质学及油气勘探等研究方向具有重要意义。环形水槽能够使流体在惯性力与剪切力作用下发生持续流动，被近似认为在无限长距离上搬运与... 详细信息

【意义】水槽沉积模拟实验是模拟沉积物沉积过程、揭示其形成机理的有效手段之一，对水利工程、沉积地质学及油气勘探等研究方向具有重要意义。环形水槽能够使流体在惯性力与剪切力作用下发生持续流动，被近似认为在无限长距离上搬运与沉积，因此可以从搬运距离和流体速度方面近似还原模拟环境流体，突破了传统水槽模拟的应用局限性。【进展】为应对不同研究需求，环形水槽衍生出4种类型，包括常规环形水槽、底栖式原位环形水槽、小型环形水槽以及跑道式环形水槽。目前环形水槽物理模拟在泥沙特性、底形构造、沉降机制等方面取得了丰硕成果。随着技术设备的发展，相关沉积地质学物理模拟研究也取得了重要进展。其中，重力流沉积、细粒沉积物的沉积学特征以及潮汐与波浪沉积已经成为环形水槽沉积地质学物理模拟的重要研究对象。尽管如此，环形水槽物理模拟尚存在诸多不足，例如二次环流的影响、沉积物横向演化的追踪对比等问题将在后续研究中通过完善实验方案与提高测量精度进行优化。【结论与展望】总而言之，基于沉积学原理系统拓展环形水槽物理模拟在沉积学中的应用范围，将对基础沉积学理论的创新发展以及细粒沉积学、非常规油气沉积学等诸多方面作出相应的贡献。

关键词：物理模拟环形水槽沉积地质学沉积过程指示意义

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心房颤动与昼夜节律的相关性研究进展

中华心血管病杂志 2024年第4期52卷 430-434页

作者：姚鹏程李毅刚上海交通大学医学院附属新华医院心血管内科上海200092

昼夜节律是指以24 h为周期的生理振荡过程。大多数研究表明心房颤动(房颤)的发作存在昼夜节律,呈现单峰或双峰分布,但其昼夜节律的分布规律仍存在着争议。昼夜节律可能通过一系列机制,如调节离子通道、缝隙连接、心房纤维化、脂质代谢等... 详细信息

昼夜节律是指以24 h为周期的生理振荡过程。大多数研究表明心房颤动(房颤)的发作存在昼夜节律,呈现单峰或双峰分布,但其昼夜节律的分布规律仍存在着争议。昼夜节律可能通过一系列机制,如调节离子通道、缝隙连接、心房纤维化、脂质代谢等,对房颤产生影响。生物钟相关的转录因子CLOCK及BMAL1、振荡器Klf15、核受体Rev-erb等可能会成为干预房颤发作或房颤相关血栓事件的新靶点。该文综述了房颤与昼夜节律的相关性。

关键词：心房颤动昼夜节律心律失常