四環(huán)素和銅離子對(duì)生物除磷微生物的作用效應(yīng)

張 華,蔣 偉,劉亞麗,王金花,黃 健,陶海濤,曹雪楓,方 楠

四環(huán)素和銅離子對(duì)生物除磷微生物的作用效應(yīng)

張 華,蔣 偉,劉亞麗,王金花,黃 健*,陶海濤,曹雪楓,方 楠

(安徽建筑大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院,環(huán)境污染控制與廢棄物資源化利用安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,安徽 合肥 230601)

選取污水中的污染物四環(huán)素和銅離子為二元混合物,以比吸磷率來表征二元混合物對(duì)污水生物除磷微生物的聯(lián)合作用效應(yīng).采用直接均分射線法設(shè)計(jì)3種二元混合物的濃度配比(Ratio1,Ratio2,Ratio3);采用Logistic方程擬合試驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得濃度-效應(yīng)曲線,并利用濃度加和模型分析二元混合物對(duì)生物除磷微生物的聯(lián)合作用效應(yīng)及關(guān)系.結(jié)果表明,不同濃度配比的二元混合物對(duì)生物除磷微生物的抑制效應(yīng)均隨著時(shí)間的增加逐漸增強(qiáng),具有明顯的時(shí)間依賴性.濃度加和模型分析表明,隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng),不同濃度配比的二元混合物對(duì)微生物的作用關(guān)系均是由拮抗作用逐漸過渡為加和作用和協(xié)同作用.但3組不同濃度配比的二元混合物對(duì)生物除磷微生物的相互作用也存在明顯不同,在Ratio1和Ratio3中各組分所占比例差別較大,拮抗作用較明顯,而在Ratio2中各組分所占比例差別較小,拮抗作用相對(duì)較弱.

生物除磷；四環(huán)素；銅離子；聯(lián)合作用；抑制效應(yīng)

抗生素在治療各種疾病、控制病毒傳播過程中發(fā)揮著極其重要的作用[1-3].全球許多國(guó)家和地區(qū)的水體中均頻繁檢測(cè)到各類抗生素,而且其濃度有逐年上升的趨勢(shì)[4-5].水體中的抗生素破壞了生態(tài)系統(tǒng)的平衡并改變7了微生物的生境及功能,抗生素誘導(dǎo)出的耐藥細(xì)菌通過水體或食物鏈等進(jìn)入人體,對(duì)人類健康產(chǎn)生極大的危害[6-7].然而,任何污染物在水體中都不是孤立存在的,重金屬也是水體中典型的污染物,而且具有難降解性和持久性[8-9].重金屬在水體中與抗生素以各種形態(tài)和不同濃度混合形成復(fù)雜的混合污染物[10-12],混合污染物產(chǎn)生的聯(lián)合作用對(duì)水生態(tài)環(huán)境、微生物及人類健康可能產(chǎn)生更大的風(fēng)險(xiǎn)[13].因此,注重水體中重金屬與抗生素的聯(lián)合作用效應(yīng)的研究具有極其重要的意義.

污水處理廠是污染物重要的匯集區(qū)域,污水中的四環(huán)素是檢出頻率最高的抗生素之一,銅離子是四大常見的有害重金屬之一[14-16].四環(huán)素主要通過抑制蛋白質(zhì)的合成從而抑制微生物活性,而銅離子具有較強(qiáng)的配位能力,與大多微生物的功能蛋白上的氨基、羧基上的氮、氧競(jìng)爭(zhēng)配位,進(jìn)而導(dǎo)致微生物的功能蛋白失活[17].生物除磷是污水處理廠實(shí)現(xiàn)除磷的主要途徑,研究表明,四環(huán)素達(dá)到一定濃度時(shí)對(duì)聚磷菌胞內(nèi)多聚磷酸鹽積累和糖原的合成均產(chǎn)生一定程度的抑制,進(jìn)而導(dǎo)致磷的去除率逐漸降低[18-19];另外,研究表明,生物除磷系統(tǒng)中銅離子的存在阻止了聚磷菌的乙酰輔酶a和聚磷酸鹽激酶的活性,進(jìn)而導(dǎo)致聚磷菌失去厭氧合成聚羥基烷酸酯和好氧吸磷的能力[20-21].隨著銅離子濃度的增加,生物除磷系統(tǒng)中磷酸鹽的去除率逐漸降低,聚磷菌逐漸成為劣勢(shì)菌種[22-23].可見,單一四環(huán)素和單一銅離子對(duì)生物除磷微生物均具有顯著的影響.

然而,混合污染物的累積及其相互作用具有更復(fù)雜的生物有害性.不同濃度的混合污染物對(duì)微生物產(chǎn)生的危害程度不同,而且混合污染物對(duì)微生物影響的相互作用關(guān)系隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)也會(huì)發(fā)生變化[24].研究表明,甚至各污染物的濃度分別處于無觀察效應(yīng)濃度以下,它們混合后也會(huì)產(chǎn)生明顯的聯(lián)合抑制效應(yīng)[25].可見,污染物混合后可能會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生更大的風(fēng)險(xiǎn).因此,不僅要重視污水中單一四環(huán)素和單一銅離子對(duì)生物除磷微生物的影響,也要重視四環(huán)素和銅離子對(duì)生物除磷微生物的聯(lián)合作用效應(yīng)的研究.

因此,該試驗(yàn)選取四環(huán)素和銅離子作為典型污染物,系統(tǒng)測(cè)試單一污染物和混合污染物的濃度-抑制效應(yīng)隨時(shí)間的變化,重點(diǎn)研究混合污染物對(duì)生物除磷過程中微生物的聯(lián)合作用效應(yīng)及相互作用關(guān)系.首先利用直接均分射線法[26]設(shè)計(jì)不同濃度配比的四環(huán)素和銅離子的二元混合物.直接均分射線法是一種設(shè)計(jì)混合污染物濃度配比的科學(xué)方法,該方法通過各污染物的抑制效應(yīng)獲得各污染物的半數(shù)有效濃度,在二維坐標(biāo)平面上將各半數(shù)有效濃度連接成線段并將該線段分為幾個(gè)等距離的點(diǎn),再?gòu)淖鴺?biāo)原點(diǎn)出發(fā)并通過各等距離的點(diǎn)做射線,然后再在每條射線上設(shè)計(jì)若干個(gè)濃度梯度點(diǎn).直接均分射線法在毒理學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用較廣泛,如不同濃度農(nóng)藥、重金屬和抗生素等混合后對(duì)水生生物、微生物等影響的研究[27-29].該研究采用直接均分射線法設(shè)計(jì)3種濃度配比的四環(huán)素和銅離子的混合污染物.

該研究以比吸磷率[30]來表征二元混合物對(duì)生物除磷微生物的影響;采用非線性回歸方法對(duì)濃度-效應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,并繪制濃度-效應(yīng)曲線;利用濃度加和模型[31]分析二元混合物對(duì)生物除磷過程中微生物的相互作用關(guān)系隨時(shí)間的變化規(guī)律,分析污水中二元混合污染物對(duì)生物除磷微生物的影響,為科學(xué)評(píng)價(jià)混合污染物的生物有害性提供依據(jù)和數(shù)據(jù)參考.

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)裝置

采用序批式活性污泥反應(yīng)器通過厭氧、好氧交替運(yùn)行方式實(shí)現(xiàn)生物除磷.借助微電腦時(shí)控開關(guān)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)水、厭氧、曝氣、沉淀、排水、靜置等操作.反應(yīng)器為圓柱體,有效容積為18L,反應(yīng)器側(cè)壁設(shè)置不同閥門以供進(jìn)水、出水、取樣.反應(yīng)器每天運(yùn)行4個(gè)周期,每周期水力停留時(shí)間為360min,其中進(jìn)水20min,厭氧75min,好氧180min,沉淀60min,出水5min,閑置20min.反應(yīng)器中污泥濃度(MLSS)約為4900mg/L,厭氧階段pH值為6.9～7.1,好氧階段pH值為6.9～7.4,厭氧階段溶解氧在0.2mg/L以下,好氧階段溶解氧為2.0～4.0mg/L.

1.2 試驗(yàn)用水及材料

試驗(yàn)?zāi)M某污水處理廠原水進(jìn)行人工配水,水質(zhì)如表1所示.試驗(yàn)采用的抗生素為四環(huán)素,重金屬為五水硫酸銅(CuSO4·5H2O).四環(huán)素和五水硫酸銅的儲(chǔ)備液均采用去離子水配制,并置于棕色瓶保存?zhèn)溆?四環(huán)素溶液于4℃冰箱保存,五水硫酸銅溶液常溫保存.

表1 試驗(yàn)用水配方

1.3 常規(guī)分析方法

正磷酸鹽:鉬銻抗分光光度法;MLSS:重量法;HQ30d型便攜式pH儀器監(jiān)測(cè);HQ30d型便攜式DO儀器監(jiān)測(cè).

1.4 污染物抑制率及濃度抑制效應(yīng)分析

向反應(yīng)器投加不同濃度四環(huán)素、銅離子或其混合物后,在第3, 5, 7, 9, 11, 13, 15和17個(gè)周期取樣,取樣點(diǎn)分別為厭氧末端(時(shí)間間隔為12h)和好氧末端(時(shí)間間隔為12h),分別檢測(cè)厭氧末端和好氧末端正磷酸鹽含量,并檢測(cè)反應(yīng)器中MLSS含量,計(jì)算比吸磷率,考察投加不同濃度四環(huán)素、銅離子或其混合物后比吸磷率隨時(shí)間(12, 24, 36, 48, 60, 72, 84, 96h)的變化.比吸磷率的計(jì)算見公式(1).通過比吸磷率計(jì)算不同濃度四環(huán)素、銅離子或其混合物作用不同時(shí)間對(duì)生物除磷微生物的抑制率(),計(jì)算見公式(2).

式中:為不同濃度四環(huán)素、銅離子及其混合物作用不同時(shí)間時(shí)對(duì)生物除磷微生物的比吸磷率;厭為厭氧出水的正磷酸鹽濃度,mg/L;好為好氧出水的正磷酸鹽濃度,mg/L;MLSS為混合液懸浮固體濃度,mg/L;為不同濃度四環(huán)素、銅離子或其混合物作用不同時(shí)間對(duì)生物除磷微生物的抑制率;0為空白對(duì)照組(即不投加四環(huán)素、銅離子或其混合物)的比吸磷率.

Logistics方法是一種概率型非線性回歸方法,廣泛應(yīng)用于污染物濃度-抑制效應(yīng)曲線的擬合[32].由試驗(yàn)測(cè)試的濃度-抑制效應(yīng)的數(shù)據(jù)通過Logistics方程進(jìn)行擬合可以獲得濃度-效應(yīng)曲線隨時(shí)間的變化及相應(yīng)的置信區(qū)間.不同濃度四環(huán)素、銅離子及其混合物在不同時(shí)間的濃度-抑制效應(yīng)可以由以下Logistics方程來計(jì)算:

式中:為抑制效應(yīng),%;max為不同濃度下四環(huán)素、銅離子或其混合物對(duì)生物除磷微生物的最大抑制率,%;0為空白對(duì)照組抑制率,%;為該物質(zhì)的潛在抑制能力常數(shù);為四環(huán)素、銅離子或其混合物的濃度,mg/L;0為四環(huán)素或銅離子的半數(shù)有效濃度,記為EC50,mg/L.

為更好地研究混合物對(duì)微生物的抑制效應(yīng)及相互作用關(guān)系,采用直接均分射線法構(gòu)建了四環(huán)素與銅離子二元混合體系,設(shè)置3條不同濃度配比的混合物射線(Ratio1、Ratio2、Ratio3)(圖1).二元混合物的濃度配比如表2所示.再根據(jù)式(4)[33]計(jì)算稀釋因子:

式中:f為稀釋因子;CL為最低濃度,mg/L;CH為最高濃度,mg/L;n為CL和CL范圍內(nèi)濃度梯度數(shù)量.在每條射線上設(shè)計(jì)9組濃度配比相同但濃度不同的混合物組合.

表2 四環(huán)素和銅離子二元混合物的濃度配比

1.5 二元混合物對(duì)微生物同時(shí)作用的相互關(guān)系分析

為了有效評(píng)價(jià)混合污染物在整個(gè)濃度-效應(yīng)曲線上的相互作用關(guān)系及其隨時(shí)間的變化規(guī)律,采用濃度加和模型進(jìn)行預(yù)測(cè)分析,得到加和模型預(yù)測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線.濃度加和模型定義為以下公式[34-36]:

式中:C表示混合物中產(chǎn)生某一效應(yīng)%時(shí)組分的濃度,mg/L;EC,i表示混合物中第個(gè)化合物單獨(dú)存在時(shí)產(chǎn)生抑制效應(yīng)%時(shí)的濃度,mg/L;為混合物中包含的組分?jǐn)?shù).

分析比較加和模型預(yù)測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線與試驗(yàn)檢測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線之間的差異性判斷混合污染物同時(shí)作用微生物時(shí)的相互作用關(guān)系.如果試驗(yàn)檢測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線位于模型預(yù)測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線之上,則為協(xié)同作用;如果試驗(yàn)檢測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線位于模型預(yù)測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線之下,則為拮抗作用;如果試驗(yàn)檢測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線位于模型預(yù)測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線的置信區(qū)間內(nèi),則為加和作用[37].

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度四環(huán)素對(duì)生物除磷中微生物抑制效應(yīng)隨時(shí)間的變化

采用Logistic方程,使用Origin9.0軟件對(duì)不同濃度及不同時(shí)間下四環(huán)素對(duì)生物除磷中微生物的抑制率進(jìn)行擬合.由表3和圖2可知,不同濃度四環(huán)素對(duì)生物除磷中微生物抑制率的影響符合Logistic公式,相關(guān)性達(dá)到0.9909以上.

表3 四環(huán)素抑制微生物時(shí)的Logistic方程的參數(shù)

圖2 不同濃度四環(huán)素對(duì)生物除磷微生物的抑制效應(yīng)隨時(shí)間的變化

從圖2可以看出,在不同濃度條件下,隨著反應(yīng)時(shí)間的進(jìn)行,四環(huán)素對(duì)生物除磷微生物濃度-抑制效應(yīng)變化規(guī)律相似,抑制效應(yīng)呈增長(zhǎng)趨勢(shì),表現(xiàn)出明顯的時(shí)間依賴性.當(dāng)四環(huán)素濃度不高于0.1mg/L時(shí),隨著反應(yīng)時(shí)間的進(jìn)行,抑制效應(yīng)不明顯,抑制率最高為24.9%,說明低濃度四環(huán)素對(duì)生物除磷中微生物抑制效應(yīng)較小;當(dāng)四環(huán)素的濃度達(dá)到1.0mg/L及以上時(shí),抑制效應(yīng)明顯增強(qiáng);當(dāng)四環(huán)素濃度達(dá)到20.0mg/L時(shí),抑制效應(yīng)達(dá)到80%,說明高濃度四環(huán)素對(duì)生物除磷中微生物抑制作用較大,而且隨著濃度增加,四環(huán)素對(duì)生物除磷中微生物的抑制作用也逐漸增加.當(dāng)四環(huán)素濃度相同時(shí),隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,四環(huán)素對(duì)生物除磷微生物的抑制效應(yīng)呈現(xiàn)逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì).

2.2 不同濃度銅離子對(duì)生物除磷中微生物抑制效應(yīng)隨時(shí)間的變化

由圖3和表4可知,不同濃度銅離子對(duì)生物除磷中微生物的抑制效應(yīng)的影響符合Logistic公式,相關(guān)性達(dá)到0.9966以上.

表4 銅離子抑制微生物時(shí)的Logistic方程的參數(shù)

圖3 不同濃度銅離子對(duì)生物除磷中微生物的抑制效應(yīng)隨時(shí)間的變化

由圖3可以看出,在一定濃度條件下,隨著反應(yīng)時(shí)間的進(jìn)行,銅離子對(duì)生物除磷微生物濃度-抑制效應(yīng)變化規(guī)律相似,抑制效應(yīng)呈增長(zhǎng)趨勢(shì),表現(xiàn)出明顯的時(shí)間依賴性.當(dāng)銅離子濃度為0.1～0.5mg/L時(shí),抑制率為15%～22%,說明低濃度銅離子對(duì)生物除磷中微生物抑制作用較小;當(dāng)銅離子濃度達(dá)到8.46mg/L時(shí),抑制率達(dá)到50%;當(dāng)銅離子濃度為40.0mg/L時(shí),抑制率達(dá)到92%以上,說明高濃度銅離子對(duì)生物除磷中微生物抑制作用較大,而且隨著濃度的增加,銅離子對(duì)生物除磷中微生物的抑制效應(yīng)也逐漸增強(qiáng).當(dāng)銅離子濃度相同時(shí),隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,銅離子對(duì)生物除磷微生物的抑制效應(yīng)逐漸增強(qiáng).可見,銅離子與四環(huán)素對(duì)生物除磷中微生物的抑制效應(yīng)具有類似的變化規(guī)律.

2.3 不同濃度配比二元混合物對(duì)生物除磷中微生物抑制效應(yīng)隨時(shí)間的變化

由圖4可以看出,3種濃度配比四環(huán)素與銅離子的二元混合物對(duì)生物除磷中微生物的抑制效應(yīng)均隨著反應(yīng)時(shí)間的增加而逐漸增強(qiáng),即具有時(shí)間依賴性.3種濃度配比的混合物對(duì)微生物的抑制效應(yīng)隨濃度增加逐漸增強(qiáng).同時(shí),在混合物濃度相同的條件下,隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,混合物對(duì)微生物的抑制效應(yīng)也逐漸增強(qiáng).

2.4 不同濃度配比的二元混合物對(duì)生物除磷中微生物相互作用關(guān)系隨時(shí)間的變化

采用濃度加和模型分析3種濃度配比的二元混合物在整個(gè)濃度效應(yīng)曲線上相互作用關(guān)系及其隨時(shí)間的變化規(guī)律.由圖5可知,當(dāng)二元混合物濃度配比為Ratio1時(shí),反應(yīng)時(shí)間在48h之前,試驗(yàn)檢測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線主要位于模型預(yù)測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線之下,說明二元混合物對(duì)微生物抑制效應(yīng)主要表現(xiàn)為拮抗作用;當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到48h時(shí),試驗(yàn)檢測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線位于模型預(yù)測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線的95%置信區(qū)間內(nèi),說明二元混合物對(duì)微生物抑制效應(yīng)由拮抗作用過渡到加和作用;隨著反應(yīng)時(shí)間持續(xù)進(jìn)行直到達(dá)到84h時(shí),試驗(yàn)檢測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線位于模型預(yù)測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線之上,說明二元混合物對(duì)微生物抑制效應(yīng)過渡為協(xié)同作用.

當(dāng)二元混合物濃度配比為Ratio2時(shí),與Ratio1略有不同,反應(yīng)時(shí)間為36h之前,試驗(yàn)檢測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線位于模型預(yù)測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線之下,則說明二元混合物對(duì)微生物抑制效應(yīng)為拮抗作用;當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到36h時(shí),試驗(yàn)檢測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線位于模型預(yù)測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線的95%置信區(qū)間內(nèi),二元混合物對(duì)微生物抑制效應(yīng)由拮抗作用轉(zhuǎn)變?yōu)榧雍妥饔?隨著反應(yīng)時(shí)間增加,當(dāng)達(dá)到72h時(shí),試驗(yàn)檢測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線位于模型預(yù)測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線之上,說明二元混合物對(duì)微生物抑制效應(yīng)為協(xié)同作用.

當(dāng)二元混合物濃度配比為Ratio3時(shí),反應(yīng)時(shí)間在60h之前,試驗(yàn)檢測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線主要位于模型預(yù)測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線之下,說明二元混合物對(duì)微生物抑制效應(yīng)主要是拮抗作用;反應(yīng)時(shí)間60h以后,由模型預(yù)測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線逐步過渡到試驗(yàn)檢測(cè)的濃度-效應(yīng)曲線之下,說明二元混合物對(duì)微生物抑制效應(yīng)主要是協(xié)同作用.

由圖5可知,濃度加和模型對(duì)3種濃度配比的二元混合物對(duì)微生物的作用效應(yīng)的預(yù)測(cè)線均是隨著時(shí)間的增加而逐漸下移,說明二元混合物對(duì)微生物的作用關(guān)系隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)均是由拮抗作用過渡為加和作用,最終轉(zhuǎn)變?yōu)閰f(xié)同作用.這主要是因?yàn)樵诜磻?yīng)初期四環(huán)素和銅離子同時(shí)投加到反應(yīng)器時(shí),四環(huán)素分子中酚羥基、酰胺基、二甲胺基等基團(tuán)或電子供體與銅離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)[3],此時(shí),二元混合物對(duì)微生物的作用相互關(guān)系表現(xiàn)為拮抗作用.但隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,四環(huán)素和銅離子之間的絡(luò)合反應(yīng)逐漸降低或消失,二元混合物對(duì)微生物的作用相互關(guān)系逐漸過渡為加和作用和協(xié)同作用,但不同濃度配比的二元混合物對(duì)微生物的作用關(guān)系由拮抗作用過渡為加和作用及協(xié)同作用的時(shí)間略有不同.另外,不同濃度配比的二元混合物的相互作用關(guān)系明顯不同,在Ratio1、Ratio3體系中,銅離子或四環(huán)素所占的比例越高,拮抗作用越明顯;在Ratio2體系中,銅離子和四環(huán)素所占比例較接近,拮抗作用相對(duì)較弱,主要表現(xiàn)為加和作用和協(xié)同作用.

3 結(jié)論

3.1 單一四環(huán)素或銅離子對(duì)生物除磷中微生物的濃度-抑制效應(yīng)隨時(shí)間的變化規(guī)律相似,即隨著濃度的增加,四環(huán)素或銅離子對(duì)生物除磷中微生物的抑制效應(yīng)逐漸增加.當(dāng)四環(huán)素或銅離子濃度相同時(shí),隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,四環(huán)素對(duì)生物除磷微生物的抑制效應(yīng)逐漸增強(qiáng).

3.2 不同濃度配比的四環(huán)素與銅離子混合污染物對(duì)生物除磷中微生物的抑制效應(yīng)具有明顯的時(shí)間依賴性.隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,不同濃度配比的混合污染物的抑制效應(yīng)也隨之增加.在同一濃度配比條件下,隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,混合物對(duì)微生物的抑制效應(yīng)也逐漸增加.

3.3 隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng),不同濃度配比的二元混合物對(duì)微生物的作用關(guān)系均是由拮抗作用逐漸過渡為加和作用和協(xié)同作用.而且當(dāng)二元混合物各組分所占比例差別較大時(shí),拮抗作用更明顯.

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Action effects of tetracycline and copper ion on the microorganisms during biological phosphorus removal.

ZHANG Hua, JIANG Wei, LIU Ya-li, WANG Jin-hua, HUANG Jian*, TAO Hai-tao, CAO Xue-feng, FANG Nan

(School of Environment and Energy Engineering, Anhui Jianzhu University, Anhui Provincial Key Laboratory of Environmental Pollution Control and Resource Reuse, Hefei 230601, China)., 2021,41(5)：2211～2218

This paper focused on the specific phosphorus absorption rate to characterize the combined effect of tetracycline and copper ion binary mixtures on the biological phosphorus removal by microorganisms. Three mixtures with different concentration ratios (ratio 1, ratio 2, ratio 3) were designed by the linear average ray method. The relationship curves between the concentration and the action effect were obtained by fitting the experimental data with logistic equations. The combined effects of mixtures on the phosphorus removal microorganisms were analyzed by the concentration addition model. The results showed that the inhibition effect of mixtures on phosphorus removal microorganisms increased gradually with time. The concentration addition model revealed that the combined effect of mixtures with different ratios on the microorganisms gradually changed from antagonistic effect to additive effect and synergistic effect as the treatment time increased. However, there were obvious differences in the composition of these effects. In ratio1and ratio3, there were significant differences in the proportions of each effect, and the antagonistic effect was obvious. However, the antagonistic effect was relatively weak in ratio2 where each effect had similar proportions.

biological phosphorus removal；tetracycline；copper ion；combined action；inhibitory effect

X703

A

1000-6923(2021)05-2211-08

張 華(1978-),女,安徽界首人,教授,博士,主要從事水處理理論與技術(shù)研究.發(fā)表論文30余篇.

2020-09-19

安徽省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(1808085MB34, 1908085ME142);安徽省高校省級(jí)自然科學(xué)研究重大項(xiàng)目(KJ2019ZD52);安徽建筑大學(xué)引進(jìn)人才及博士啟動(dòng)(2018QD20)

* 責(zé)任作者, 教授, huangjianpaper@163.com