卤代烃毒性的化学评价法研究 Ⅰ.吡啶酮卤代烃加合物的FTIR光谱表征

采用气相色谱－付立叶变换红光谱对２－吡啶酮与１１种卤代烃加合物的结构进行了研究，并由ＧＣ／ＭＳ确证。结果表明，吡啶酮与卤代烃发生加合反应，在吡啶酮的环上氮位及环外氧位，生成两种互为同分异构体的加合物－氮位与氧位加物，所有氧位加合物在气相色谱中的保留时间比较氮加合物短。     

海泡石与生物质炭强化厌氧处理养猪废水

探讨了海泡石与生物质炭投加对于厌氧技术处理养猪废水效能的影响,并通过三维荧光光谱(EEM)与傅里叶红外光谱(FTIR)分析了海泡石与生物质炭对于厌氧污泥溶解性微生物产物(SMP)及胞外聚合物(EPS)组分的影响.结果表明,投加海泡石与生物质炭后,提高了厌氧反应器对COD与氨氮的去除效果,对COD的平均去除率分别提高了10.1%与15.4%,对氨氮的去除率最高分别达到了50.9%和71.5%.对于厌氧污泥SMP而言,投加海泡石后,其FTIR光谱中2930cm~(-1)、1460cm~(-1)处的吸收峰减弱,表明其对养猪废水中大分子有机物的去除效果有一定程度增强;而投加生物质炭后,其EEM光谱中类富里酸(Ex/Em=340nm/420nm)的吸收峰强度降低,从而提高了厌氧反应器出水水质.对于厌氧污泥EPS而言,通过EEM分析可知,投加生物质炭后厌氧污泥中简单类蛋白(Ex/Em=225nm/340nm)吸收峰、色氨酸类蛋白(Ex/Em=280/340nm)吸收峰强度增大,蛋白含量的提高有利于厌氧污泥的絮凝;同时出现了辅酶F420(Ex/Em=420nm/470nm)的吸收峰,这表明加入生物质炭后,厌氧反应器内产甲烷菌活性更佳,为厌氧反应器对养猪废水的高效处理提供了保障.     

内源呼吸过程溶解性代谢产物的光谱特性分析

微生物内源呼吸期对污水处理过程具有重要意义.为了更清晰地了解微生物内源呼吸过程,采用三维荧光光谱、紫外光谱结合呼吸图谱对微生物内源呼吸过程进行解析.结果表明,三维荧光光谱和紫外光谱在内源呼吸各个阶段有明显的不同:1内源呼吸快速下降期(第1 d):腐殖酸峰的激发波长(Ex)和发射波长(Em)分别出现5 nm、6 nm的蓝移,荧光指数f450/500和HIX(humification index)分别减小了9.3%、0.2%,UV253/203和UV254分别增加了37.5%、200%,预示着混合液中可生物降解有机物的存在;2内源呼吸慢速下降期(第2 d):f450/500增加了0.5%,HIX减小0.2%,UV253/203减小了20%,UV254增加了16.7%,预示着细胞可能出现了水解或自溶;3内源呼吸稳定期(第3~5 d):腐殖酸峰基本保持不变预示了微生物适应了饥饿环境.本研究从代谢产物的角度解析了内源呼吸过程,为污水处理过程控制提供了新的思路.     

典型醛类污染物与细胞DNA分子的结合作用

为了研究甲醛、乙醛和丙烯醛等 3种典型醛类污染物与细胞DNA的结合作用 ,探讨其遗传毒性效应和机制 ,采用体外测试系统 ,应用紫外光谱移动法和高效液相色谱法研究结合位点 .结果表明 ,醛类污染物染毒细菌DNA紫外吸收峰位移不显著 ;但提取的细菌DNA与甲醛进行试管反应体系紫外位移显著 ;醛类污染物染毒真核细胞致DNA分子紫外吸收峰位移显著 ;乙醛与脱氧鸟苷酸的试管反应经NaBH₄ 还原后经HPLC分离检测 ,产物初步定性为N2-乙基鸟苷加合物 .说明 3种醛类污染物能够与细胞DNA结合而体现遗传毒性 ,鸟苷的N2位可能是共价加合的位点 .     

污染场地卤代烃非生物自然衰减研究进展

传统的卤代烃自然衰减研究主要关注生物降解过程,然而近年有研究发现卤代烃可以被地层中的活性矿物还原降解.对天然活性矿物介导下卤代烃非生物自然衰减的研究进展总结显示,可以还原降解卤代烃的天然矿物主要包括铁硫矿物、铁氧矿物和含铁黏土矿物等,其中铁硫矿物在含水层中分布最为广泛.常见的反应机制包括还原消除、氢解、自由基加成、自由基偶联、脱卤化氢、水解,其中还原消除和氢解是其中最重要的两种反应机制,常见于卤代烷烃和卤代烯烃的非生物降解.卤代烃的非生物降解产物主要取决于还原降解途径和母体卤代烃.不同矿物对卤代烃的降解活性大致表现为马基诺矿?黄铁矿>黑云母>蛭石≈绿锈>磁铁矿≈蒙脱石.卤代烃的降解速率除受矿物种类影响外,还受到卤代烃种类、pH、硫化物浓度、共存金属离子、天然有机物、矿物形态等因素的影响.现有的研究已经确证活性矿物的还原降解是卤代烃自然衰减的重要机制,但该领域中仍然有一些重要知识点有待进一步研究.关于活性铁矿物Fe（Ⅱ）类型和反应能力之间的关系、还原卤代烃过程中Fe（Ⅱ）的结构变化以及结构态Fe（Ⅱ）向卤代烃的电子转移方式等仍然不清楚,建议进行更深入的研究;现有研究大都基于实验室小试装置,实际场地的研究不多,建议今后进一步探究实验室发现的规律是否符合场地中的实际情况;地下水位波动导致活性矿物间歇性暴露在溶解氧中,可能产生羟自由基（·OH）实现并导致卤代烃的氧化降解,这方面的研究目前尚存在不足,建议给予更多关注.      

吹脱捕集气相色谱法分析水中挥发性卤代烃

建立了吹脱捕集气相色谱法测定水中7种挥发性卤代烃的分析方法。对色谱条件、吹脱时间、实验用水等进行了探讨,同时对分析参数如线性相关性、相对标准偏差、最低检出限及加标回收率进行了评价。结果表明,采用吹脱捕集气相色谱法,在1.0μg/L～20.0μg/L范围内,7种卤代烃的质量浓度和峰面积呈良好的线性关系;10.0μg/L的7种挥发性卤代烃标准溶液经重复7次测定,其相对标准偏差为1.30%～8.71%;水样的加标回收率在86.3%～110%之间;最低检出限在0.17μg/L～0.96μg/L之间,该方法已成功地应用于饮用水和地表水中挥发性卤代烃的定性定量测定,结果令人满意。     

活性黑KN-B染料的生物降解研究

通过试验考察了厌氧条件下活性黑KN-B的生物降解历程,同时对染料的降解动力学及降解机理进行了初步探讨与分析。结果表明:厌氧颗粒污泥可以单独降解活性黑KN-B(以活性黑为单一碳源时,活性黑KN-B的24降解率为43.1%),也可以在以葡萄糖为共基质条件下降解活性黑KN-B;以活性黑KN-B为单一碳源时其降解过程符合一级反应动力学方程,而以葡萄糖为共基质时其降解过程符合二级反应动力学方程;对降解前和降解24h后的降解液采用UV一可见、红外光谱分析,用UV-可见光谱发现活性黑KN-B在可见光区600nm处的吸收峰已消失,并且紫外区309nm处的吸收峰减弱,但255nm处的吸收峰增强,说明活性黑KN-B染料中的偶氮键断裂后生成芳香胺类化合物,这些中间产物可进一步降解。用红外光谱分析,结果与UV-可见光谱分析一致。     

基于包络线法的长江三角洲典型植物光谱识别研究

高光谱遥感的出现使树种的精细识别成为可能,本论文利用FieldSpec3便携式地物波谱仪,获取了金边黄杨（Euonvmus Japonicus cv.Aureo-ma）,圆柏（Sabina chinensis）,麦冬（Ophiopogon japonicus）和珊瑚树（Viburnum awabuki）4种植物类型的高光谱数据。在对原始光谱数据进行有效预处理的基础上,进行包络线去除。选择差异较大的550~780 nm光谱波段,对包络线去除后的光谱曲线进行计算得到了这4种植被的吸收峰总面积、吸收峰左面积、吸收峰右面积、对称度等特征参数,根据吸收峰总面积与吸收峰左面积的差异,识别出金边黄杨。最后,对包络线进行一阶微分处理,发现在610~620 nm之间,圆柏的曲线特征表现为吸收谷,其他植物则表现为反射峰;而在670~680 nm之间,麦冬的曲线表现为反射峰,其他植被则表现为吸收谷,根据这两个特征,可以将麦冬、圆柏与珊瑚树区别开来。可见,包络线去除法能突出不同植物光谱特征的差异,从而实现不同树种的光谱识别。本研究结果将为利用遥感数据进行森林树种的高光谱识别与监测提供一些经验。     

丁苯橡胶生产废水的生物降解特性

为研究丁苯橡胶生产废水的好氧生物降解特性,对某石化企业丁苯橡胶生产装置的生产废水进行好氧处理,并采用液液萃取-气相色谱/质谱、三维荧光光谱、紫外吸收光谱等手段对水质指标进行表征. 结果表明:经好氧生物降解后,丁苯橡胶废水中ρ(COD_Cr)和ρ(DOC)分别降至155和76 mg/L,COD_Cr和DOC去除率分别为76.07%和70.08%;废水中二苄胺、苯乙烯和十二烷基二甲基叔胺等9种主要特征有机物19 d内可被完全降解. 丁苯橡胶生产废水在λ_Ex/λ_Em(激发波长/发射波长)为225 nm/340 nm、215 nm/290 nm,275 nm/340 nm处有3个荧光峰,分别由二苄胺、十二烷基二甲基叔胺、苯乙烯、甲苯和苯甲醛等胺类、苯乙烯和芳香族化合物等有机物产生,好氧生物降解能去除废水中的绝大部分荧光物质,荧光峰强度的总去除率达到93.87%;废水中二苄胺、十二烷基二甲基叔胺、4-甲基环己酮、苯甲醛,苯乙烯、甲苯等有机物使丁苯橡胶生产废水分别在波长190~230、230~250、250~400 nm处有紫外吸收,好氧生物降解对UV₂₅₄的去除率达到52%. 研究显示,丁苯橡胶废水经单独好氧生物处理不能达到GB 31572—2015《合成树脂工业污染物排放标准》的要求,需结合其他方式进行联合处理.      

紫外活化过硫酸盐降解水中三氯蔗糖动力学和机制

以新兴污染物人工甜味剂三氯蔗糖（SUC）为对象,研究紫外活化过硫酸盐（UV/PS）对其的降解效果.考察UV光强、PS投加量、溶液初始pH值和阴离子浓度等因素的影响,解析UV/PS降解SUC过程中的降解产物并评估其生态毒性.结果表明,对比单一UV和单一PS,UV/PS降解SUC效果更为明显,SUC降解反应速率常数随光强、PS投加量增加而增大,中性条件更有利于SUC降解,背景离子NO₃^-和HCO₃^-对UV/PS降解SUC有一定的抑制作用,而Cl^-和SO₄^2-促进降解过程.基于高分辨质谱HRMS和GC-MS解析出16种中间产物,降解过程主要涉及羟基化、氧化和醚裂解等反应.发光细菌毒性实验和ECOSAR预测结果表明,UV/PS降解SUC过程中会产生毒性高于母物质的中间产物,对生态环境存在潜在威胁.     

辉光放电等离子体降解模拟染料废水的研究

用辉光放电等离子体技术对伊红B模拟染料废水降解进行了研究.借助紫外光谱和荧光光谱分析其降解过程,用酸度计测定了降解液pH的变化,用原子力显微镜观察了降解过程中伊红B的形貌并初步探讨了降解机理.结果表明,伊红B被降解为CO2、H2O和简单无机盐;在波长为513 nm时,降解110 min后,脱色率达到95%;反应后降解液pH降低,说明反应过程中有羧酸类物质生成.通过吸光度值计算得到了动力学常数k=0.0206 min-1,降解过程符合一级反应动力学特征.     

混凝去除垃圾渗滤液中DOM的实验研究

选取氯化铁(FeCl3.6H2O)为混凝剂,以经0.45μm膜和1nm膜分子切割的垃圾渗滤液为研究对象,通过混凝剂投加量和混凝pH值实验,研究了垃圾渗滤液中DOM的去除情况,并比较了两种不同分子量水平的渗滤液中DOM的混凝去除特点。研究表明,pH值是影响渗滤液DOM去除的主要因素,氯化铁在pH=5、投加量为4g/L的条件下混凝效果最佳。混凝pH值对大分子量渗滤液中DOC去除的影响较大;而两种分子量水平的渗滤液UV254的去除差异不大。     

烟雾箱模拟乙炔和NOx的大气光化学反应

利用自制光化学烟雾箱进行了一系列表征实验并模拟了乙炔和氮氧化物NO_x在室温（20±1）℃下的大气光化学反应．讨论了乙炔与NO_x的协同作用对光化学反应产生O₃的影响．实验得到了O₃和NO₂的壁损失分别为5.80×10^-6 s^-1和2.41×10^-6 s^-1,相对于模拟实验中的O₃和NO₂,该损失可以忽略．测得了单支40 W黑光灯的有效光强为0.64×10^-3 s^-1（以NO₂的光解速率表示）．经过净化空气的本底校正后,讨论了不同乙炔浓度、NO_x浓度以及光照强度对体系产生O₃的影响,计算了乙炔的增强反应活性值（incremental reactivity, IR）,4组实验的IR最大值分别为1.76×10^-2、2.68×10^-2、2.04×10^-2和2.84×10^-2．并发现IR值与乙炔的初始浓度以及光照强度关系密切,与NO_x初始浓度关系不大．     

微囊藻毒素RR的制备及鉴定

以野外收集的水华蓝藻为原料,建立了以75%甲醇溶液提取、快速色谱和半制备色谱分离为主要步骤的微囊藻毒素分离纯化方法,并用HPLC、分光光度计和电喷雾质谱对所得毒素的纯度和结构进行了鉴定.结果表明,所得毒素为MCRR,纯度大于95%,其紫外吸收光谱在239nm处有特征吸收,分子组成为环(Ala-Arg-MeAsp-Arg-Adda-Glu-Mdha),分子量为1037.     

2－硝基芴大鼠肝微粒体体外代谢研究

初步研究了在通风条件下，经Ａｒｏｃｌｏｒ１２５４诱导的大鼠肝微粒体酶对２－硝基芴的体外代谢。通过液相色谱、气相色谱、质谱、紫外光谱及红外光谱，首次分离和检测出单羟芴和二羟基芴等代谢产物，但未测得明显的硝基还原代谢产物。此外尚有一些谢产物未能定性。高致突变性羟基衍生物的检出，显示出硝基多环芳烃在哺乳动物体内可能存在多种代谢活化途径。为进一步的研究奠定了基础。     

2－硝基芴大鼠肝微粒体体外代谢研究

初步研究了在通风条件下，经Ａｒｏｃｌｏｒ１２５４诱导的大鼠肝微粒体酶对２－硝基芴的体外代谢。通过液相色谱、气相色谱、质谱、紫外光谱及红外光谱，首次分离和检测出单羟芴和二羟基芴等代谢产物，但未测得明显的硝基还原代谢产物。     

5种有机磷农药标准物质高效液相制备技术的研究

采用高效液相色谱(HPLC)法,对5种有机磷农药(OPPs)同时进行分离、制备,对其紫外检测波长、流动相比例进行了优化,对方法的精密度和最小检出限进行了考查.结果表明,以甲醇:水(70:30,V/V)作为流动相、波长为210 nm、流速为1.0 mL/min等梯度洗脱条件下,HPLC完全可以分离5种OPPs化工产品(氧...     

水相中CCl4和CHCl3的紫外光解机理

利用瞬态吸收光谱技术研究水体污染物CCl4 和CHCl3 在紫外光照条件下的转化和归宿 ,表明在 2 4 8nm激光作用下 ,CCl4 解离为CCl3 和Cl自由基 ;CHCl3 在此条件下不解离 ,但加入少量的苯后即发生明显解离 ,产生CHCl2 和Cl自由基 .在有氧条件下 ,光解产生的CCl3 和CHCl2 自由基均与O2 反应分别生成CCl3O2 和CHCl2 O2 ;在无氧条件下 ,CCl3 和CHCl2 则发生偶合反应分别生成C2 Cl6和C2 H2 Cl4 .本研究还得出了一些微观速率常数 .     

UV/H_2O_2、UV/O_3和O_3体系中自由基产生效率的比较研究

以水杨酸(Salicylic Acid,SA)为模型探针分子,采用高效液相色谱法(HPLC)研究了UV/H2O2、UV/O3和O3等高级氧化工艺的羟基自由基(·OH)产生效率。实验结果表明,在SA初始浓度40mg/L,反应时间10min,氧化剂投加量2mmol/L的条件下,2,5-DHBA和2,3-DHBA为水杨酸与·OH反应的主要中间产物。三种高级氧化工艺中,UV/H2O2体系具有最高的羟基自由基(·OH)产生效率。