VSMP预测两种不同电子受体对酚类化合物厌氧降解的影响

以原子类型电拓扑状态指数(ETSI)表征19个酚类化合物的分子结构,应用基于预测的变量选择与模型化(VSMP)方法,建立了酚类化合物在产甲烷和脱氮两种厌氧环境下的降解效果与分子结构的定量相关模型.结果表明:在产甲烷环境中,影响酚类化合物厌氧降解的主要结构因素是由4个ETSI描述子对应的子结构碎片,即aCHa,aaC-,-NH2和-OH,其中子结构aCHa和aaC-与酚环母体骨架密切相关,而-NH2和-OH反映取代基的变化.通过多元线性回归法建立的产甲烷条件下酚类化合物的结构-厌氧降解性相关模型(QSBR)发现,其模型估计相关系数,r=0.9173,LOO检验相关系数q=0.8461;反硝化条件下,影响酚类化合物厌氧降解的主要结构因素是=(C),aaC-,=O和-Cl,其中子结构aaC-与酚环母体骨架相关,而=(C),=O和-Cl反映支链或取代基的变化.其模型估计相关系数r=0.8953,LOO检验相关系数q=0.8488.以上结果均表明模型具有良好的估计能力与稳定性,进而从建模的角度证明了厌氧环境中,电子受体的选择影响酚类化合物的降解效果和机理.     

环糊精的Fenton氧化特性及产物分析

环糊精因其具有包合增溶特性,单独或与高级氧化技术(如Fenton氧化)耦合可应用于有机污染物的土壤污染修复,然而环糊精的稳定性不清楚.本研究考察了环糊精在Fenton体系中的降解动力学及转化产物,评估了环糊精的稳定性.结果表明,β-环糊精(β-CD)在Fenton体系中反应速率随着过氧化氢浓度的升高而线性增加,符合二级动力学过程.环糊精与羟基自由基反应的绝对速率常数在酸性条件下(p H=3)分别为3.9×10~9L·(mol·s)~(-1)(β-CD和甲基β环糊精),6.5×10~9L·(mol·s)~(-1)(羟丙基β环糊精),7.2×10~9L·(mol·s)~(-1)(γ-环糊精),中性条件下(p H=7)为2.9×10~9L·(mol·s)~(-1)(β-CD),3.1×10~9L·(mol·s)~(-1)(MCD),3.2×10~9L·(mol·s)~(-1)(HPCD),3.3×10~9L·(mol·s)~(-1)(γ-CD),显示环糊精在酸性条件下降解加快,且绝对速率常数的种类差别较大,而在中性条件下比较稳定,且种类之间差别不大.产物质谱分析表明,环糊精空腔骨架上的羟基被氧化,生成了含有醛基和羧基氧化产物;反应前后总有机碳含量无明显差别,表明环糊精及产物的空腔结构稳定,未被开环破坏.     

Fe_3O_4@Graphite电极中性条件下电Fenton降解有机污染物

制备了Fe3O4复合石墨电极(Fe3O4@graphite),通过循环伏安测定,对自制电极的电化学特性进行了表征.在外加电压无隔膜反应池中,基于Fe3O4@graphite为阴极,铂网为阳极,在pH7.0中性条件下,探讨了降解有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)及无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,DCP)的电Fenton反应特性,结果表明,对1.0×10-5mol.l-1RhB在外加电压6 V和支持电解质Na2SO410 g.l-1条件下,电Fenton反应120 min,RhB降解率达100%.采用过氧化物酶催化反应吸光光度法和苯甲酸荧光分析法跟踪测定RhB降解反应过程中H2O2和羟基自由基(.OH)的变化,表明RhB降解过程涉及.OH历程.采用红外光谱分析和TOC测定RhB降解过程中深度氧化变化,表明电Fenton反应条件下,RhB反应过程中其分子结构被破坏,生成羧酸或者胺类小分子化合物,同时180 min矿化率达59.2%,对2,4-DCP而言,240 min降解率为98.6%,14h矿化率为86.8%.     

一种席夫碱铜配合物催化过氧化氢氧化降解三氯生

利用溶液法,合成了5-硝基水杨醛缩N-苯基邻苯二胺席夫碱及其铜配合物,通过元素分析、紫外可见吸收光谱、红外吸收光谱和X射线电子能谱等技术进行了结构表征和确认.考察了不同条件下该配合物催化过氧化氢氧化降解三氯生的反应,结果表明该配合物能迅速催化过氧化氢氧化降解三氯生.催化反应速度与配合物的用量、过氧化氢的用量和反应温度等因素有关,在起始三氯生浓度0.02 mmol·L~(-1),铜配合物0.05 mmol·L~(-1),过氧化氢1.0 mmol·L~(-1),pH=7.6,反应温度50℃,反应时间为30 min条件下,三氯生的去除率高达80.5%.通过反应过程中反应活性物质的测定,发现降解过程主要涉及羟基自由基的氧化机理.综上结果表明,席夫碱金属配合物可以作为催化剂催化过氧化氢在近中性条件下氧化降解水中三氯生.     

光催化复合氧化技术对环丙沙星和磺胺甲恶唑的深度处理

研究了光催化复合氧化技术对两种典型抗生素环丙沙星和磺胺甲恶唑的降解与矿化效果.用响应面法对所采用的复合氧化反应器进行运行条件优化,然后在优化所得的最优运行条件的基础上分别探究了pH值对CIP和SMX在该复合氧化体系中降解与矿化效果的影响.结果表明,降解受pH影响较小,CIP在中性条件下更易被矿化,SMX在酸性条件下更易被矿化.最后对CIP和SMX在该体系中降解所生成的中间产物进行抑菌活性分析,结果表明,水样中的抑菌活性分别在CIP和SMX的矿化率达到34.12%和13.04%时完全消失.     

紫外强化湿式催化过氧化氢氧化降解活性艳红X-3B的实验及机理分析

比较湿式催化过氧化氢氧化(CWPO)和光催化联合湿式催化过氧化氢氧化(UV-CWPO)对活性艳红X-3B的处理效果,结果发现后者具有较大的优势,反应150 min后,染料脱色率分别为84.10%和99.28%.动力学实验表明,两者均符合一级反应动力学方程,且相同反应温度下,UV-CWPO工艺表观动力学系数为CWPO工艺的1.64—2.75倍;两者表观活化能Ea分别为40.24 kJ·mol-1和32.79 kJ·mol-1,UV-CWPO工艺具有更低的反应活化能,意味着该工艺下染料分子更容易氧化为各种中间体,进而引起染料脱色.比较CWPO工艺和UV-CWPO工艺反应机理,发现两者在链的引发期不同,并通过叔丁醇作为羟基自由基捕获剂证实前者羟基自由基(·OH)产生量较后者更少.利用GC-MS检测分析CWPO工艺和UV-CWPO工艺降解活性艳红X-3B过程中产生的中间产物,结果表明两者产生了相同的中间产物,但是前者产生量明显更少,这说明UVCWPO工艺对活性艳红X-3B降解更充分.     

FeVO4可见光光催化降解有毒有机污染物

采用液相沉淀法制备了FeVO4光催化剂,以X射线衍射法(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)对其进行了表征.在可见光(λ≥420 nm)照射下,研究了FeVO4活化H2O2降解染料OrangeⅡ及无色小分子2,4-二氯苯酚(DCP)的光催化活性.同时优化了光催化剂FeVO4的制备条件、探讨了光催化降解OrangeⅡ体系中H2O2浓度、FeVO4用量及pH对其降解作用的影响.结果表明,在可见光照射下,H2O2浓度为1.50×10-3 mol.L-1,FeVO4量为0.17 g.L-1,pH值为6.4时,FeVO4对OrangeⅡ光催化降解活性最好,14 h后对OrangeⅡ的矿化率达到51.6%.在光催化反应条件下,12 h后对DCP的降解率达到64.3%,表明FeVO4具有可见光催化特性.运用ESR技术跟踪测定光催化降解过程中氧化物种的变化,发现FeVO4活化H2O2产生羟基自由基(.OH),表明FeVO4的光催化降解过程主要涉及.OH的氧化历程.     

微囊藻毒素在鲋鱼体内生物富集及其体内的抗氧化反应

为了解微囊藻毒索在鲋鱼Carassius auratus L.体内生物富集作用,用LC/MS监测不同时间的鲋鱼肝脏、肌肉,以及饲养用水中痕量的微囊藻毒素.结果显示,肌肉组织中MC-RR和MC-LR的含量在18 d时达到峰值,分别为7.87 ng·g~(-1)和2.18 ng·g~(-1);而肝脏组织中MC-RR和MC-LR的含量在鲋鱼暴露9天时达到最高值,分别为25.30 ng·g~(-1)和33.27ng·g~(-1).研究结果支持肝脏组织是MCs的主要靶向器官,并且表明肝脏组织对MC-LR的富集量远大于MC-RR,而肌肉组织更易于积累MC-RR.文章还研究了鲋鱼体内的抗氧化酶(SOD、CAT、GST、GR酶)的活性变化,对MCs介导的氧化胁迫进行了评估.通过分别测定暴露不同时间点(3、9、18 d)肝脏和肌肉组织中的抗氧化酶的活性,发现它们的活性与组织中MCs的含量基本呈正相关,可能对MCs介导的氧化胁迫有缓解作用.以上表明,MCs能在鱼体内积累,抗氧化系统虽可缓解,但不能完全降解.因此食用被MCs污染的鱼类存在潜在的食品安全风险.     

膨润土负载纳米铁用于降解水体中阿莫西林

采用液相还原法合成膨润土负载纳米铁(B-nZVI)和纳米铁(nZVI)并用于降解水中的阿莫西林.实验结果表明,无论是单独nZVI还是B-nZVI都能有效降解阿莫西林.在25 mL浓度为20 mg.L-1的阿莫西林溶液中加入0.1 g的B-nZVI(其中nZVI的含量为0.05 g),溶液的初始pH值为6.65,摇床的振荡速率为250 r.min-1,反应温度为25℃,反应时间为120 min的条件下,B-nZVI对阿莫西林的降解效率高达93.1%,在此实验条件下,单独nZVI(0.05 g)对阿莫西林的降解效率只有82.3%,这是由于膨润土对nZVI起到分散作用,从而使B-nZVI的反应活性得到提高.降解动力学研究表明,B-nZVI对阿莫西林的降解过程符合表观一级反应动力学规律,相关系数R2均大于0.945.B-nZVI可多次重复用于降解阿莫西林.     

铁锰矿类Fenton异相光催化降解有毒有机染料

选取6种天然铁锰矿石为光催化剂,以可见光(λ420nm)照射下活化H2O2降解有机染料罗丹明B(RhodamineB,RhB)为探针反应,筛选出活性较高的天然矿石(磁赤铁矿)催化降解RhB及2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,DCP).实验表明,可见光下磁赤铁矿在pH=7.0的介质体系,H2O2浓度为3×10-3mol·l-1条件下可有效降解RhB.通过反射紫外光谱、原子吸收分光光度法、XRD初步表征了磁赤铁矿组成结构;采用紫外-可见吸收光谱(UV-vis)、红外光谱(IR)、总有机碳(TOC)测定等方法,研究了其可见光照射下对RhB光催化降解特性.结果表明,在实验条件下RhB矿化率达60%,DCP矿化率达到63.93%.利用电子自旋捕捉技术(ESR)跟踪测定RhB降解过程中氧化物种,表明催化降解过程涉及羟基自由基(·OH)氧化过程.拟定异相矿石类Fenton体系与传统均相Fenton体系相比,具有反应介质pH范围宽(3.0—7.0)、可见光激发及催化剂易得廉价等优势。     

不同UV-C辐射时间对豌豆幼苗光合特性及抗氧化酶活性的影响

研究了不同UV-C辐射时间对豌豆幼苗光合特性及抗氧化酶活性的影响。结果表明,UV-C辐射增强使叶片光合速率减弱,气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率和羧化效率明显降低,CO2补偿点升高。随着UV-C辐射时间的延长,POD和CAT活性先升高随后降低,SOD活性、叶绿素含量则逐渐降低,但丙二醛含量逐渐增加。这说明UV-C辐射增强引起抗氧化酶活性降低,使膜脂过氧化,导致光合作用减弱。     

蒽对二种海洋微藻抗氧化系统的影响

研究了多环芳烃（PAHs)－蒽对2种海洋微藻抗氧化系统的影响。结果表明，随着蒽浓度的增加，小新月菱形藻和亚心形扁藻的非酶性系统中的类胡萝卜素（CAR）和还原型谷胱甘肽（GSH）含量下降，酶性系统中的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT）活性下降，当加入抗氧化剂GSH时，蒽对两种海洋微藻的伤害作得以缓解，说明，蒽使海洋微藻的抗氧化系统破坏，损及体内活性氧化作用，对微藻的膜系统产生伤害。图6参12     

三丁基氯化锡对红鳍笛鲷的急性毒性及不同组织生化指标的影响

为研究有机锡化合物对海洋生物抗氧化防御系统和神经系统的影响,以我国东南沿海常见的中下层增养殖鱼类红鳍笛鲷(Lutjanus erythopterus)幼鱼为实验生物,采用半静态毒性实验方法,分别研究了三丁基氯化锡(tributyltin chloride,TBTCl)的急性毒性和96 h暴露时间内对红鳍笛鲷幼鱼鳃、脑和...     

氰戊菊酯对小白菜抗氧化酶活性及丙二醛（MDA）含量的影响

为探讨菊酯类农药胁迫对蔬菜生理生化过程的影响,以小白菜为研究对象,采用大田试验研究了不同浓度氰戊菊酯(20%乳油,推荐用量:稀释1500倍;加倍用量:稀释750倍)对小白菜抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量的影响.结果表明:喷施推荐用量及喷施加倍用量氰戊菊酯对小白菜抗氧化酶活性均有不同程度的影响.超氧化物歧化酶(SOD)活性在喷施氰戊菊酯后3d内明显受到抑制,之后明显增加,第21d又受到抑制;过氧化氢酶(CAT)活性在喷药后小幅增加,第21d与对照基本一致;过氧化物酶(POD)活性在喷药后明显受到抑制.喷施推荐用量及喷施加倍用量氰戊菊酯均可引起小白菜MDA含量显著增加,且喷药浓度越高MDA含量越大,存在一定的剂量效应关系,表明氰戊菊酯胁迫促进了小白菜的膜脂过氧化作用.氰戊菊酯可对小白菜产生一定的氧化损伤,导致SOD、CAT、POD活性发生不同程度的变化.氰戊菊酯胁迫对SOD和POD活性以及MDA含量的影响相对较大,其中对MDA的影响最大,MDA含量可作为植物受到氰戊菊酯胁迫时的标记物.     

铀胁迫对两种蓝藻生长及抗氧化酶活性的影响

研究了不同浓度铀(0.1、1.0、10.0和30.0mg·L-1)胁迫对满江红鱼腥藻(Anabaena azollae)和爪哇伪枝藻(Scytonemaj avanicum)生长及抗氧化酶活性的影响。结果表明,低浓度铀(0.1和1.0mg·L-1)条件下,两种蓝藻的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量均无明显变化;叶绿素a含量和可溶性蛋白质含量均较对照上升,表明低浓度铀对A.azollae和S.javanicum均未形成明显胁迫,对生长表现为刺激和促进作用。10.0mg·L-1浓度的铀对A. azollae的生长影响不大,对S. javanicum却产生了明显的抑制作用。30.0mg·L-1铀胁迫下,两种蓝藻中的MDA显著增加,抗氧化酶系统受到破坏,生长严重受阻。实验结果显示,A. azollae和S. javanicum的耐铀极限分别在10.0～30.0mg·L-1和1.0～10.0mg·L-1之间,A. azollae的抗铀性比S. javanicum强。     

纳米氧化铜(CuO NPs)对紫花苜蓿幼苗根系活性氧(ROS)、抗氧化酶活性和根系活力的影响

根系通常是植物直接受到外界环境物质(如重金属离子和纳米金属氧化物)毒害的主要器官。本研究以紫花苜蓿的幼苗为实验材料,探讨了CuO NPs胁迫对紫花苜蓿幼苗根系的活性氧(ROS)积累、抗氧化酶活性和根系活力的影响。研究结果表明:(1)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系H_2O_2和O-2·含量具有显著影响。随CuO NPs浓度增大,紫花苜蓿幼苗根系中H_2O_2和O-2·整体上呈现先增大后减少的趋势,除了0.00125 mol·L~(-1)CuO NPs浓度下紫花苜蓿幼苗根系中H_2O_2含量比对照减少外,其他浓度下的H_2O_2和O-2·的含量都比对照有所增加,并且H_2O_2和O-2·的含量都是在0.0125 mol·L~(-1)CuO NPs浓度下达到最大值。(2)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系抗氧化酶活性具有显著影响。随CuO NPs浓度增大,紫花苜蓿幼苗根系中SOD、POD、APX和CAT酶的活性都呈现先增大后减少的趋势,其中,SOD和POD、APX、CAT酶的活性分别是在0.00625、0.0125、0.0625 mol·L~(-1)CuO NPs处理下达到最大,表明这些抗氧化酶在清除根系中的活性氧方面表现出较强的协同性和补偿性。(3)不同浓度的CuO NPs对紫花苜蓿幼苗根系活力具有显著的影响。随着CuO NPs浓度的增加,紫花苜蓿幼苗根系活力逐步升高,这是一种生物适应性应激响应的体现。     

酸雨对生菜的光合、抗氧化系统和产量的影响研究

目前国内外有关酸雨对植物生长危害的影响研究多集中在森林植物和粮食作物,而酸雨对叶菜类蔬菜生长的相关研究较少。酸雨的频发可能会影响蔬菜的生长,进而降低蔬菜产量。为探究酸雨对叶菜类蔬菜生理和产量的影响,选取生菜(Lactuca sativa L.var.ramosa Hort.)作为试验材料,采用野外原位研究方法,探究模拟酸雨(pH梯度为3.0、4.0、5.0)和自然降水(CK)对生菜光合、抗氧化系统和产量的影响。结果表明,pH 4.0和5.0酸雨对生菜光合系统影响不显著,pH 3.0酸雨对生菜光合系统影响显著;在整个试验期内,pH 3.0酸雨显著降低生菜净光合作用8.4%—17.0%。pH 3.0、4.0和5.0酸雨均显著提高生菜超氧化物歧化酶(SOD)活性和丙二醛(MDA)含量,表明酸雨会激活生菜抗氧化系统,同时会对生菜叶片膜系统造成损伤;在第20天后,pH 3.0酸雨下生菜过氧化氢酶(CAT)活性显著下降13.8%%—35.2%。pH 5.0酸雨对生菜产量影响不显著;pH 4.0和3.0酸雨显著降低生菜地上部产量,分别降低14.6%和16.7%。pH 3.0酸雨使生菜地下部产量显著降低19.0%。综上可见,模拟酸雨对生菜的光合系统、抗氧化酶系统和产量均产生显著影响,且酸雨对生菜的影响阈值在pH 4—5之间,pH 4.0以下的酸雨明显降低生菜产量,但酸雨强度为pH 5.0时已存在生菜减产的风险,研究结果可为生菜栽培的相关农户以及决策部门提供参考。     

Physiological and antioxidative response of Brassica nigra (L.) to ZnO nanoparticles grown in culture media and soil

Abstract

To investigate metal nanoparticle-induced phytotoxicity, Brassica nigra seeds were exposed to 50–1000?mg L^?1 ZnO nanoparticles in culture media and 100–1000?mg kg^?1 in soil. Plant length and weight were adversely affected in culture conditions, but with soil the effect was not significant. Determination of the radical-scavenging potential revealed that soil grown plants were less stressed than plants grown on culture medium. The total antioxidant and reducing power potential of soil grown plants were less variable compared to plants grown on culture medium. Total phenolic and flavonoid concentrations varied in plants, which changed with the nanoparticle’s concentrations in medium and soil. High performance liquid chromatography analysis showed that rutin was the major antioxidative molecule that significantly increased in nanoparticles-stressed B. nigra plants.     

1,2,4-三氯苯对铜钱草染毒的毒性响应及其机理

以水培铜钱草为材料,研究1,2,4-三氯苯(1,2,4-TCB)染毒引起植株叶绿素、类胡萝卜素和可溶性蛋白含量等生理指标的毒性响应,并从叶片丙二醛(MDA)含量及各种抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD))的改变探讨了1,2,4-TCB的毒性作用机理.结果表明,1,2,4-TCB(5、10 mg.L-1)处理后,铜钱草叶片各种生理代谢指标与1,2,4-TCB处理之间呈现一定浓度-效应和时间-效应关系,但与对照组间无显著的统计学差异.叶绿素含量、叶绿素a/b和可溶性蛋白均随着1,2,4-TCB处理时间延长先升高后降低;MDA含量随处理时间延长先升高后降低,随浓度增加而增加;SOD和POD活性随处理时间和浓度增加先升高后降低;CAT活性变化不明显.在10 mg.L-11,2,4-TCB处理4—6 d时,各种抗氧化酶活性均达到最大.高浓度1,2,4-TCB(15、20 mg.L-1)处理铜钱草的抗氧化酶活性与对照组相比,均显著降低,且各处理组间也呈现统计学差异.     

干旱胁迫对文心兰抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的影响

以切花文心兰＂黄金2号＂（Oncidium Gower Ramsey‘Gold 2’）幼苗及成熟苗为材料,用盆栽控制浇水模拟干旱的方法,对不同程度干旱胁迫下其叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量的变化进行研究。结果表明,文心兰＂黄金2号＂具有一定的耐旱性。随着干旱胁迫程度的加深,文心兰幼苗及成熟苗的相对含水量和相对电导率变化慢、幅度小,超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性能保持一定水平,渗透调节物质可溶性糖和脯氨酸含量持续上升,表明文心兰＂黄金2号＂对干旱胁迫具有较强的适应能力。