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环境相关浓度的睾酮对秀丽线虫的生殖毒性作用

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环境与职业医学 2021年第8期38卷 910-914页

作者：马令怡李维溪尹洁晨朱光灿刘冉东南大学公共卫生学院环境医学工程教育部重点实验室江苏南京210009 生态环境部南京环境科学研究所国家环境保护农药环境评价与污染控制重点实验室江苏南京210042

[背景]睾酮是一种重要的雄激素,由于人类生产生活活动造成它在环境中的不同程度暴露,可能影响生态环境中多种生物的生殖能力。[目的]以秀丽隐杆线虫为模式生物,探讨环境相关浓度的睾酮的生殖毒性作用。[方法]根据睾酮在环境中实际暴露... 详细信息

[背景]睾酮是一种重要的雄激素,由于人类生产生活活动造成它在环境中的不同程度暴露,可能影响生态环境中多种生物的生殖能力。[目的]以秀丽隐杆线虫为模式生物,探讨环境相关浓度的睾酮的生殖毒性作用。[方法]根据睾酮在环境中实际暴露水平选取有代表性的环境相关质量浓度(简称为浓度,1 ng·L^(-1)、10 ng·L^(-1)、100 ng·L^(-1)、1μg·L^(-1)、10μg·L^(-1))作为本研究的暴露浓度,将同步化的L1期野生型N2线虫暴露于不同浓度的睾酮及M9溶剂(对照组)中,20℃下恒温培养染毒48 h。观察各组生殖毒性指标,包括后代数目、世代时间、性腺发育阶段、畸形现象、生殖细胞数目。[结果]野生型N2秀丽隐杆线虫自L1期暴露于睾酮48 h后,与对照组(219.70±27.99)相比,10 ng·L^(-1)~10μg·L^(-1)组后代数目减少(分别为186.90±19.68,P=0.009;182.60±25.33,P=0.003;178.20±14.46,P=0.001;159.20±28.64,P<0.001)(F=7.24,P<0.001);10μg·L^(-1)组与对照组相比后代数目减少了27.5%。与对照组[(71.85±3.49)h]相比,100 ng·L^(-1)组[(81.70±6.26)h,P=0.001]、1μg·L^(-1)组[(79.28±4.83)h,P=0.015]、10μg·L^(-1)组[(79.54±3.92)h,P=0.011]世代时间延长(F=3.97,P=0.005);100 ng·L^(-1)组世代时间延长最多,为9.85 h。对性腺发育阶段的观察发现,随染毒浓度的增高,性腺发育逐渐受到抑制,各个剂量组中的成虫比例从对照组的(63.82±16.37)%逐渐下降至(53.95±1.03)%、(41.39±8.57)%、(26.79±1.31)%、(20.16±1.94)%、(8.00±2.03)%。在100 ng·L^(-1)及以上染毒组线虫中观察到畸形现象,包括排卵孔畸形、子宫内卵未受精、虫袋、性腺发育异常。与对照组(249.40±23.09)相比,10 ng·L^(-1)~10μg·L^(-1)组生殖细胞数目减少[分别为(224.50±28.48,P=0.048)、(215.20±27.28,P=0.005)、(194.30±26.78,P<0.001)、(181.80±19.45,P<0.001)](F=10.64,P<0.001);10μg·L^(-1)组生殖细胞数目较对照组减少了27.1%。[结论]环境相关浓度的雄激素睾酮可以导致秀丽线虫后代数目减少、世代时间延长、性腺发育迟缓,这些作用可能与性腺中生殖细胞的减少有关。

关键词：睾酮秀丽隐杆线虫生殖毒性性腺发育迟缓生殖细胞减少

不同运行方式对多阳极型微生物燃料电池反硝化及产电性能的影响

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化工进展 2018年第10期37卷 3818-3825页

作者：顾霞黄珊陆圆孔赟朱光灿陆勇泽东南大学能源与环境学院江苏南京210096

利用多阳极型微生物燃料电池(multi-anode microbial fuel cell,MA-MFC)实现生物阴极反硝化过程,分别考察了阴极和多阳极之间不同连接方式、开路或闭路状态、阴极是否存在碳源以及电阻值的大小对MA-MFC的产电性能及反硝化过程的影响。当... 详细信息

利用多阳极型微生物燃料电池(multi-anode microbial fuel cell,MA-MFC)实现生物阴极反硝化过程,分别考察了阴极和多阳极之间不同连接方式、开路或闭路状态、阴极是否存在碳源以及电阻值的大小对MA-MFC的产电性能及反硝化过程的影响。当MA-MFC的阴极存在碳源时,闭路状态下15天内的硝酸盐氮去除率为64.35%,明显高于开路状态下同样时间内的硝酸盐氮去除率(45.89%)。当MA-MFC的阴极不存在碳源时,闭路状态下15天内的硝酸盐氮去除率为17.49%,而开路状态下的硝酸盐氮浓度没有变化。此外,MA-MFC采用并联方式运行时的产电性能和硝酸盐氮去除速率比采用串联方式运行时大幅提高。而在外电阻为100?时,MA-MFC在串联或并联状态下均能够达到最高的硝酸盐氮去除率及较高的产电性能。综合上述条件,发现当MA-MFC处于闭路状态、采用并联方式运行、阴极无碳源以及外电阻为100?时,能够实现最佳的硝酸盐氮去除率和最大输出功率,分别为94.21%、2.07W/m^3。

关键词：多阳极微生物燃料电池反硝化生物阴极

高原生活污水多阶折流A^(2)O处理工艺优化运行与磷去除特性

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环境工程学报 2022年第8期16卷 2730-2739页

作者：周大凯朱光灿李淑萍陆勇泽陈悦东南大学能源与环境学院南京210096 西藏民族大学西藏水污染控制与生态修复国家民委重点实验室咸阳712082

为探究适应高原环境且出水稳定达标的城镇污水低碳处理工艺,在拉萨某污水处理厂内搭建多阶折流A^(2)O一体化中试装置,针对实际生活污水,考察了装置启动及参数优化过程中的脱氮除磷性能,并结合污泥磷含量对工艺磷去除特性进行了分析。结... 详细信息

为探究适应高原环境且出水稳定达标的城镇污水低碳处理工艺,在拉萨某污水处理厂内搭建多阶折流A^(2)O一体化中试装置,针对实际生活污水,考察了装置启动及参数优化过程中的脱氮除磷性能,并结合污泥磷含量对工艺磷去除特性进行了分析。结果表明:通过调整工艺参数可优化厌氧释磷和反硝化除磷的反应状态,当进水量为3 m^(3)·d^(−1),气水比、污泥内回流比和污泥外回流比分别为20、4.5和9.5时,在连续运行95 d不排剩余污泥状态下,出水COD、TN、NH_(4)^(+)-N和TP分别为(26.1±12.9)、(7.3±1.6)、(1.2±0.6)和(0.9±0.1)mg·L^(−1),反硝化除磷是磷的主要去除途径。多阶折流A^(2)O工艺单位质量污泥TP含量相较西藏污水厂平均水平高60%,具有更强的储磷能力,随着单位质量污泥TP含量和污泥量的增加,系统可储磷总量不断提高。

关键词：高原环境多阶折流A^(2)O工艺脱氮除磷反硝化除磷污泥磷含量

人工介质富集微生物对藻类和藻毒素降解试验研究

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东南大学学报（自然科学版） 2005年第3期35卷 442-445页

作者：纪荣平李先宁吕锡武朱光灿浦跃朴张立将赵传鹏东南大学土木工程学院南京210096 东南大学公共卫生学院南京210009

采用人工介质富集微生物的方法对藻类和微囊藻毒素的生物降解进行了试验研究.中试结果表明:在水力停留时间6～7d,源水叶绿素a为15.3～266.1μg/L条件下,人工介质对叶绿素a的去除率达59.4%.运用高效液相色谱(HPLC)对微囊藻毒素进行了检测... 详细信息

采用人工介质富集微生物的方法对藻类和微囊藻毒素的生物降解进行了试验研究.中试结果表明:在水力停留时间6～7d,源水叶绿素a为15.3～266.1μg/L条件下,人工介质对叶绿素a的去除率达59.4%.运用高效液相色谱(HPLC)对微囊藻毒素进行了检测,当进水总微囊藻毒素TMCRR和TMCLR分别为0.25～8.93,0.15～4.73μg/L,胞外微囊藻毒素EMCRR和EMCLR分别为0.13～0.68,0.02～0.11μg/L时,人工介质对TMCRR,TMCLR和EMCRR,EMCLR平均去除率分别为69.8%,93.7%,42.2%和68.4%.聚合酶链反应(PCR)电泳图谱发现,人工介质上富集有大量的假单胞菌属和芽孢杆菌属等溶藻细菌.通过人工介质富集微生物的方法可有效降解太湖水体中的藻类和微囊藻毒素.

关键词：人工介质生物降解微囊藻毒素溶藻细菌假单胞菌属芽孢杆菌属

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水源地生态工程对消毒副产物生成的影响

环境工程学报 2023年第10期17卷 3314-3324页

作者：何敏刘连清龚婷婷皮佳昌朱光灿东南大学能源与环境学院南京210096 东南大学环境医学工程教育部重点实验室南京210009 江苏苏邑设计集团有限公司南京210041

水源地生态工程可改善饮用水水源水质,但其中的水生生物代谢物可能是消毒副产物(DBPs)前体物的来源。本文构建现场实验装置探究了水源地生态工程对原水水质的影响及原水中主要消毒副产物前体物的来源,考察了氯投量、温度以及pH对香蒲根... 详细信息

水源地生态工程可改善饮用水水源水质,但其中的水生生物代谢物可能是消毒副产物(DBPs)前体物的来源。本文构建现场实验装置探究了水源地生态工程对原水水质的影响及原水中主要消毒副产物前体物的来源,考察了氯投量、温度以及pH对香蒲根分泌物、菰根分泌物和鲢鱼排泄物氯化后消毒副产物生成的影响。结果表明,实验装置对NH_(4)^(+)-N、TN和TP的平均总去除率分别为74.93%、53.98%和73.02%,总DOC沿程增加。溶解性有机物(DOM)中分子质量分布在3000 Da的DOC沿程有所增加。总三卤甲烷生成势(TTHMFP)和总卤乙酸生成势(THAAFP)沿程呈现增加的趋势,分子质量3000 Da的TTHMFP和THAAFP呈沿程增加的趋势。考察了装置中3种水生生物代谢物经氯化后得到的二氯乙酸(DCAA)、三氯乙酸(TCAA)、三氯甲烷(TCM)和二氯乙腈(DCAN)4种消毒副产物生成势,均随着氯投量和温度的增加而升高,主要消毒副产物为TCAA。酸性条件有利于抑制DCAA和TCM的生成,碱性条件有利于抑制TCAA的生成,DCAN的生成量总体上随着pH的升高呈现先上升后下降的趋势。

关键词：水源地水生生物代谢物消毒副产物

PBPK模型在苯并[α]芘健康风险评估中的应用探讨

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环境科学研究 2022年第7期35卷 1735-1742页

作者：王宏洋孟祥晖孙宇巍张明慧王旭朱光灿中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012 东南大学能源与环境学院江苏南京210096 北京市密云区生态环境局北京101500

苯并[α]芘[benzo[α]pyrene,BaP]是环境中广泛存在的一种致癌多环芳烃,带来的健康风险受到普遍关注.基于生理的药代动力学(physiologically based pharmacokinetic, PBPK)模型是一种预测污染物在生物体内部剂量的数学模型,近年来在健... 详细信息

苯并[α]芘[benzo[α]pyrene,BaP]是环境中广泛存在的一种致癌多环芳烃,带来的健康风险受到普遍关注.基于生理的药代动力学(physiologically based pharmacokinetic, PBPK)模型是一种预测污染物在生物体内部剂量的数学模型,近年来在健康风险评估中应用广泛.本文介绍了BaP对生物体的健康危害,概述了BaP的PBPK模型研究进展,指出了BaP人体PBPK模型存在BaP及代谢物的代谢机理尚未完全明确、代谢参数可靠性不高、模型还需继续完善等问题,并探讨了PBPK模型在BaP健康风险评估中的应用.一方面,PBPK模型在阐明内暴露监测结果及补充完善污染物在人体内的代谢机理方面具有明显优势,基于PBPK模型分析完善了BaP生物标志物3-羟基苯并[α]芘在肾小管重吸收的肾脏排泄机制;另一方面,PBPK模型作为外推工具,通过种间外推可以量化污染物的种间药代动力学差异,减小动物健康剂量水平外推至人体基准值的不确定性;通过体外到体内的外推可以关联内外暴露剂量,利用反剂量学推导人体健康基准值.这两种外推方法的应用均可以提高人体健康基准值推导的科学性、准确性.并以BaP为例剖析了PBPK模型不确定性来源,提出了提高模型精确性的方法.最后,为了进一步推动完善BaP的人体健康风险评估方法体系,本文探讨总结了3个重点研究方向:一是探索PBPK模型应用于BaP健康风险评估的方法体系;二是探索可靠性更高的Ba P健康风险评估概率模型;三是开展BaP的生物标志物用于人体健康风险评估可行性研究.

关键词：苯并[α]芘健康风险评估基于生理的药代动力学模型内暴露不确定性

组合型浮床生态系统的构建及其改善湖泊水源地水质的效果

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湖泊科学 2007年第4期19卷 367-372页

作者：李先宁宋海亮朱光灿李大成吕锡武东南大学环境科学与工程系南京210096

研究开发了一种由水生植物、水生动物及微生物膜构建的组合型浮床生态系统．在野外条件下,考察了该浮床对富营养化湖泊水在静态条件下的净化效果．结果表明,20 d内TN、TP的去除率分别为83．7%和90．7%,透明度也有大幅提高．而且,组合型... 详细信息

研究开发了一种由水生植物、水生动物及微生物膜构建的组合型浮床生态系统．在野外条件下,考察了该浮床对富营养化湖泊水在静态条件下的净化效果．结果表明,20 d内TN、TP的去除率分别为83．7%和90．7%,透明度也有大幅提高．而且,组合型浮床系统对有机物尤其是难降解有机物的去除能力较强,在25 d内,对r-BHC、HE、DDE、DDD、DDT的去除率分别为25．2%、63．8%、42．1%、71．6%和27．6%,氯苯、阿特拉津的去除率达55．9%和72．1%．水珊动物的代谢活动提高了有机物的生物可降解性和氮磷的植物可利用性．该新型浮床可用于水源地水质改善、污水净化生态工程、富营养水体的生态恢复等．

关键词：浮床水生植物水生动物微生物膜难降解有机物

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蓝藻藻浆厌氧发酵技术研究现状及展望

中国科技论文在线 2009年第5期4卷 362-366页

作者：朱晓燕吕锡武朱光灿东南大学能源与环境学院南京210096

蓝藻(Cyanobacteria)厌氧消化是一种具有广阔应用前景的蓝藻资源化技术,综述了蓝藻厌氧消化技术在国内外发展现状和存在问题。蓝藻厌氧发酵产甲烷大多数处于小试实验阶段,需要对其进行深入研究,以开发出适合蓝藻厌氧发酵产甲烷的工艺。... 详细信息

蓝藻(Cyanobacteria)厌氧消化是一种具有广阔应用前景的蓝藻资源化技术,综述了蓝藻厌氧消化技术在国内外发展现状和存在问题。蓝藻厌氧发酵产甲烷大多数处于小试实验阶段,需要对其进行深入研究,以开发出适合蓝藻厌氧发酵产甲烷的工艺。介绍了2种适合于处理高固体含量的有机废水的技术——两相厌氧反应器和升流式固体反应器(USR),提出了今后蓝藻厌氧发酵工程化应用的研究方向。

关键词：环境工程蓝藻厌氧发酵两相厌氧升流式固体反应器

厌氧-跌水充氧接触氧化工艺有机物降解数学模型

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环境工程学报 2016年第6期10卷 3057-3062页

作者：王光远唐志坚张跃峰朱光灿段化杰解放军理工大学国防工程学院南京210007 东南大学能源与环境学院南京210096

厌氧-跌水充氧接触氧化-人工湿地组合工艺是一种新型的污水处理工艺,为优化该工艺在实际工程应用中的参数设计,通过分析研究其工艺流程及有机物降解机理,在借鉴和参考污水处理领域数学模型相关研究的基础上,构建了有机物降解数学模型。... 详细信息

厌氧-跌水充氧接触氧化-人工湿地组合工艺是一种新型的污水处理工艺,为优化该工艺在实际工程应用中的参数设计,通过分析研究其工艺流程及有机物降解机理,在借鉴和参考污水处理领域数学模型相关研究的基础上,构建了有机物降解数学模型。结果表明,有机物在不同条件下进行降解时,水温、DO浓度等各种影响因素互相干扰,降解机理复杂。基于人工神经网络的反向传播算法,以COD的初始浓度、DO、温度为输入层,以有机物降解速率常数为输出层,建立确定有机物降解速率常数的神经网络模型,并仿真多因素同时变化时降解速率常数的动力学趋势。验证结果表明,建立的有机物降解模型能够对该工艺的污水处理效果即出水水质进行较好的模拟预测。

关键词：有机物降解数学模型神经网络计算机模拟