离子液体作为解堵剂的管道水合物分解实验研究

针对油气管道水合物堵塞造成的严重安全问题,在自行设计的管道式水合物分解实验装置上,研究了3种离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIm]Cl)、1-丁基-3-甲基硝酸盐([BMIm][NO3])和1-丁基-3-甲基四氟硼酸盐([BMIm][BF4])对四氢呋喃(THF)水合物分解的促进作用。考察了在4.5℃下,不同质量浓度的离子液体对THF水合物分解速率的影响,并与不添加解堵剂的实验进行了对比。结果表明,离子液体作用下的水合物分解时间相比于纯水体系下的分解时间缩短了61.6%~86%,且能短时间内将水合物溶解为具有半流动性的浆液状态。[BMIm]Cl相对于其他两种离子液体效果更好。以离子液体作为水合物解堵剂经济高效,绿色环保。     

离子液体溴化1-辛基-3-甲基咪唑诱发金鱼血红细胞微核和核异常的研究

采用急性毒性试验方法,用不同浓度的离子液体--溴化1-辛基-3-甲基咪唑([C8mim]Br)浸泡4月龄金鱼( Carassius auratus ),急性染毒后测定金鱼外周血血红细胞微核率和核异常率,研究离子液体对金鱼的遗传毒性.通过预试验获得[C8mim]Br对金鱼的24 h半致死质量浓度(LC50)为295 mg/L,根据LC50设计6个试验组,包括2个对照组(阴性对照组和阳性对照组)和4个处理组,其中处理组离子液体的质量浓度分别为 14.8 mg/L、29.5 mg/L、59 mg/L和147.5 mg/L.每组5只金鱼,暴露试验共持续96 h,分别在12 h、24 h、48 h、72 h和96 h取样,测定血红细胞微核率和核异常率.结果表明,[C8mim]Br能诱发金鱼外周血血红细胞产生微核和核异常.[C8mim]Br对外周血血红细胞微核和核异常的诱导存在明显的剂量-效应关系,即一定浓度范围内微核率和核异常率随着离子液体处理浓度的增加而升高.此外,微核率和核异常率还随着处理时间的延长而逐渐升高,在处理48～72 h时达到最高峰;继续处理,96 h后微核率和核异常率降低.研究表明,离子液体[C8mim]Br对金鱼具有遗传毒性.     

三聚氰胺对藻类的毒性效应及其机理研究

以不同质量浓度的三聚氰胺处理斜生栅藻、近头状伪蹄形藻和铜绿微囊藻,根据其叶绿素a质量浓度、丙二醛浓度和蛋白质质量浓度以及超氧化物歧化酶和过氧化氧酶活性的变化.探讨三聚氰胺对藻类的毒性效及其致毒机理.结果显示.三聚氰胺对3种藻叶绿素a质量浓度的增长均具有明显的抑制作用,抑制效应随处理质量浓度的增加而增强.当处理质量浓度大于1 500mg/L时,叶绿索a质量浓度随处理时间的延长而降低;小于750 mg/L时,其叶绿素a质量浓度缓慢增加,但增加幅度低于对照组.3种藻的丙二醛浓度均随二聚氰胺处理质量浓度的增大而升高,超氧化物歧化酶和过氧化氧酶活性随处理质量浓度的增大而降低,蛋白质的质量浓度没有明显变化.这些生理指标的变化表明,三聚氰胺可能会引起藻细胞中保护性酶活性降低,导致细胞生物膜的脂质过氧化作用增强,藻类载色体活色素体的结构和功能受到损伤,进而影响光合作用.     

离子液体双水相气浮溶剂浮选分离/富集水样中的盐酸多西环素研究

建立了以亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸[Bmim]BF4和Na H2PO4形成的二元双水相作为气浮溶剂分离/富集水样中盐酸多西环素的新方法,并采用紫外分光光度法对盐酸多西环素进行测定。考察了离子液体的初始加入量、盐的种类及浓度、p H值、浮选时间及N2流速等因素对体系浮选分离盐酸多西环素的影响。结果表明,改变离子液体和无机盐的加入量,会使体系的富集倍数发生变化,从而使体系的浮选效率和浓集系数发生变化;随浮选时间增加,体系的浮选效率先增加后略微下降;过大或过小的N2流速都会使体系对盐酸多西环素的浮选效率降低;而p H值对体系浮选盐酸多西环素影响不大。当[Bmim]BF4溶液加入量为3 m L、Na H2PO4加入量为25 g(质量分数为33.3%)、气浮时间为40 min、气浮速率为50 m L/min时,体系的浮选效率最高,可达95.8%,浓集系数可达23.95,此时体系的p H值为4.38。与离子液体双水相萃取(ILATPE)相比,该方法的优点在于不仅有较高的浮选率、浓集系数,还有效减少了离子液体的用量,同时操作更简单、环境友好。     

亚硝态氮对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长的影响

采用室内培养法.将铜绿微囊藻和四尾栅藻分别置于5种含不同质量浓度亚硝态氮(NO2--N)(0.5 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、4.0mg/L和8.0mg/L)的培养液中,培养10 d,测定不同质量浓度NO2--N对铜绿微囊藻和四尾栅藻生长的影响.结果表明,0.5～8.0 mg/L的NO2--N可激活铜绿微囊藻的亚硝酸氧化酶和亚硝酸还原酶,进而促进铜绿微囊藻的生长.四尾栅藻因仅具有亚硝酸还原酶,因此只能利用0.5～2.0 mg/L的NO2--N,其利用能力远没有铜绿微囊藻强.培养8 d后,铜绿微囊藻培养液中NH4 -N和NO2 -N的质量浓度明显升高.而NO3--N质量浓度的变化不大;四尾栅藻培养液中NH4 -N,NO3--N和NO3--N质量浓度的变化不大.研究表明,低于8.0 mg/L的NO2--N可促进铜绿微囊藻的生长,高于2.0 mg/L的NO2--N抑制四尾栅藻的生长.     

离子液体1-丁基-3甲基咪唑甘氨酸盐[C4mim][Gly]对小麦幼苗生长及生理特性的影响

采用水培及种子萌发期直接胁迫的方法,研究了离子液体(ILs)1-丁基-3-甲基咪唑甘氨酸盐胁迫对小麦幼苗生长和部分生理特性的影响.结果表明,小麦幼苗对25mg/L、50mg/L、100 mg/L和200mg/L的ILs处理不敏感,生长指标没有显著变化;在500mg/L的ILs处理下.小麦幼苗的所有生长指标均降低.ILs处理使超氧化物歧化酶(SOD)活性下降,过氧化物酶(POD)活性升高,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量升高,表明500mg/L ILs胁迫植物生长受到抑制.因此,低质量浓度ILs对小麦幼苗影响不大,500mg/L ILs处理毒害作用非常显著.     

HgCl2对铜绿微囊藻的急性毒性效应研究

研究了铜绿微囊藻在HgCl2胁迫下的生理指标变化.试验以藻OD680值的变化及光合色素质量浓度为指标检测藻种生长状况,研究了不同质量浓度HgCl2对微囊藻的毒性效应.结果表明,0.05-1.00 mg/L的HgCl2各处理组对藻种的生长均有抑制作用,且胁迫质量浓度与生长抑制间呈现正相关.随着HgCl2质量浓度的升高,藻光合色素质量浓度降低.l mg/L组抑制程度最显著,藻液由黄绿色变为白色,颜色变化明显,72h生长抑制率为50.76％,96h叶绿素a合成抑制率为90.09％.胁迫96h后,各处理组叶绿素和类胡萝卜素的比值均比对照组低,Hg对叶绿素的影响比类胡萝卜素更为显著.     

芦苇水浸提液对水华微囊藻的化感作用研究

通过测定水华微囊藻(Microcystis flosaquae)细胞密度、叶绿素a、藻胆素质量浓度及SOD活性,研究了不同质量浓度芦苇(Phragmites communis)水浸提液对水华微囊藻的化感抑制作用。结果表明:1)低质量浓度芦苇水浸提液对水华微囊藻生长有促进作用,芦苇水浸提液质量浓度≥20 g/L时对水华微囊藻具有明显抑制作用;2)芦苇水浸提液质量浓度≥20 g/L时,可破坏水华微囊藻的光系统Ⅱ,减少其同化产物,促进叶绿素a的降解,而藻胆素不是主要作用靶点;3)当芦苇水浸提液质量浓度≥20 g/L时,藻细胞受到胁迫,其细胞活性氧的产量增加,抗氧化体系不能及时清除这些活性氧,导致植物细胞内发生过氧化反应,尤其是脂质过氧化反应,破坏细胞内膜系统,使抗氧化体系酶活性降低。     

壬基酚对小球藻生理及光合特性的影响

为了评价壬基酚(NP)的水环境生态风险,研究了不同浓度壬基酚对小球藻(Chlorella vulgaris)生理及光合特性的影响。设置了0. 635 mmol/L、1. 905 mmol/L、3. 175 mmol/L和4. 445 mmol/L 4个NP浓度梯度和1个对照组,测定了藻液细胞密度、叶绿素a含量、叶绿素荧光参数(Fv/Fm、φPSⅡ、I_(k)、α和ETR_(max))、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性及丙二醛含量,探讨了NP影响小球藻生长的机制。结果表明:低浓度NP(0～1. 905 mmol/L)对小球藻的生长及光系统Ⅱ具有促进作用; NP浓度超过1. 905 mmol/L时,随NP浓度升高,小球藻生长和光合活性受到明显的抑制,藻细胞叶绿素a、可溶性蛋白质含量逐渐下降,而丙二醛含量和超氧化物歧化酶活性持续增高。研究表明,不同浓度的NP对小球藻的生理和光合活性产生了一定程度的毒性效应,进一步证实了NP对小球藻生长的影响呈现"Hormesis效应"。     

重稀土元素对小球藻生长状态的影响

通过模拟培养蛋白核小球藻,并在藻液中添加稀土元素,研究了钬(Ho)、镥(Lu)、铥(Tm)、钇(Y)4种重稀土元素在10~5 000μg/L范围内对小球藻生物量、叶绿素a含量、光合作用效率(Fv/Fm)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性、细胞膜完整性及蛋白质含量的影响,探讨了重稀土元素影响小球藻生长状态的作用机制。结果表明,在试验条件下,相对于BG-11培养基(重稀土质量浓度为0),低质量浓度(10μg/L、20μg/L、50μg/L、100μg/L)重稀土元素能使小球藻叶绿素a含量、Fv/Fm、SOD和CAT活性及蛋白质含量增加,小球藻细胞膜保持完整,促进小球藻的生长;在重稀土质量浓度为1 000μg/L时,小球藻的生长受到严重抑制,各项指标显著降低,PI(碘化丙啶C_(27)H_(34)I_2N_4)荧光强度显著增大(p0.05),小球藻的细胞膜完整性受到破坏;当重稀土质量浓度达到5 000μg/L时,小球藻受到胁迫后已无法生长。重稀土元素对小球藻生长的影响完全符合"低促高抑"的Hormesis效应。     

交互作用对微藻油脂含量及脂肪酸成分的影响研究

设计合理的污水体系,选取适宜的藻种,根据C源种类、C源浓度、N浓度、P浓度和Fe3+浓度等影响油脂积累的因素,进行5因子4水平正交实验,比较油脂含量的变化,通过GC-MS技术对油脂的成分进行分析,探索微藻培养的最佳条件。结果表明:不同培养条件下的微藻脂肪酸均以C16和C18为主,C源种类和P浓度对微藻油脂含量有较显著的影响,其中有机C比无机C更利于微藻油脂的积累,同时适当增加C源浓度可提高饱和脂肪酸的比重。获得的最佳培养条件为蔗糖质量浓度20 g/L,K_2HPO_4质量浓度7.5 mg/L,柠檬酸铁质量浓度9 mg/L。     

波茨坦短芽孢杆菌降解间甲酚和4-氯酚的特性

为了高效处理工业含酚废水,研究了波茨坦短芽孢杆菌降解双底物体系过程中间甲酚和4-氯酚的相互作用及苯酚对间甲酚和4-氯酚降解的影响。结果表明,在间甲酚-4-氯酚体系中,4-氯酚会抑制间甲酚的降解,4-氯酚初始质量浓度为40 mg/L时,160 mg/L的间甲酚降解时间延长了8 h;同时间甲酚也抑制4-氯酚的降解,间甲酚初始质量浓度为40 mg/L时,160 mg/L的4-氯酚降解时间延长了4 h。采用Abuhamed动力学方程可以准确描述间甲酚-4-氯酚双底物降解体系中细胞生长的过程,动力学参数I_(1,2)=1.77,I_(2,1)=2.47,决定系数R~2=0.96。拟合参数表明,4-氯酚对间甲酚降解的抑制要强于间甲酚对4-氯酚降解的抑制。酶活测定表明,底物抑制作用增强时苯酚羟化酶和邻苯二酚1,2-双加氧酶的活性降低。添加低质量浓度的苯酚会对间甲酚和4-氯酚的降解产生促进作用,最佳促进质量浓度为200mg/L;添加300 mg/L以上的苯酚会对间甲酚和4-氯酚的降解产生抑制作用,抑制作用随苯酚质量浓度升高而增强。     

波茨坦短芽孢杆菌降解4-氯酚和苯酚的特性

考察了波茨坦短芽孢杆菌对4-氯酚的降解特性及4-氯酚与苯酚在双底物体系中的相互作用。结果表明,波茨坦短芽孢杆菌能以4-氯酚为唯一碳源和能源,完全降解200 mg/L、250 mg/L及300 mg/L的4-氯酚所需时间分别为48 h、63 h和84 h,但该菌无法降解350 mg/L的4-氯酚,表明较高浓度的4-氯酚对细胞生长有较强的抑制作用。酶活分析表明,4-氯酚可诱导波茨坦短芽孢杆菌合成氯代邻苯二酚1,2-加氧酶并通过邻位裂解途径降解。细胞生长动力学过程符合Haldane方程,动力学参数为细胞最大比生长速μmax=0.145 h~(-1),半饱和系数KS=30.45 mg/L,底物抑制系数Ki=127.62 mg/L,决定系数R~2=0.98。在4-氯酚和苯酚双底物降解过程中,4-氯酚的存在会抑制苯酚的降解,当4-氯酚初始质量浓度为40 mg/L时,1 400 mg/L苯酚被完全降解耗时更长,菌体优先利用苯酚作为碳源和能源,苯酚被完全降解后大部分4-氯酚才开始被降解;苯酚对4-氯酚降解的影响体现为低浓度促进和高浓度抑制,苯酚促进时质量浓度为100~300 mg/L,而苯酚质量浓度高于300 mg/L会产生抑制作用,当苯酚初始质量浓度为200 mg/L时4-氯酚降解速率最大。采用Abuhamed动力学方程可以准确描述4-氯酚/苯酚双底物降解体系中细胞生长过程,苯酚对4-氯酚降解的抑制程度I_(1,2)=1.47,4-氯酚对苯酚降解的抑制程度I_(2,1)=2.56,决定系数R~2=0.95。研究表明,4-氯酚对苯酚降解的抑制作用大于苯酚对4-氯酚。     

SO2-4对厌氧折流板反应器中颗粒污泥性能的影响

利用取自厌氧折流板反应器中的颗粒污泥,通过间歇试验,研究不同质量浓度的SO2-4对厌氧颗粒污泥性能的影响.结果表明,SO2-4对厌氧颗粒污泥性能的影响具有多重性,当SO2-4质量浓度≤3 000 mg/L时,SO2-4对颗粒污泥的厌氧生物降解过程有促进作用;当SO2-4质量浓度>3 000 mg/L时,SO2-4对颗粒污泥的厌氧生物降解过程有抑制作用,且抑制作用随SO2-4质量浓度的提高而迅速增大.当颗粒污泥有机负荷为4 kg COD/(m3·d)、COD与SO2-4质量浓度比为2.7～4、SO2-4质量浓度为2 000～3 000 mg/L时,ABR反应器运行效果最佳,此时系统COD去除率和出水碱度分别稳定在85%和2 500 mg/L以上;出水挥发酸(VFA)在200 mg/L以下;污泥比产甲烷活性(SMA)最高;SO2-4的去除效果最佳.本研究为用厌氧生物处理高浓度硫酸盐废水提供必要依据.     

三子汤对水丝蚓铅污染的保护作用研究

为了研究三子汤对铅胁迫下水丝蚓抗氧化酶的保护作用,以探索中药抗重金属污染的特性,采用室内急性毒性的试验方法测定了不同质量浓度的铅离子对水丝蚓6 h、12h、24 h的半致死浓度分别为2. 50 mg/L、2. 00 mg/L、1. 25mg/L;测定了三子汤对水丝蚓的6 h、12 h、24 h半致死浓度分别为45 g/L、24. 75 g/L、22. 50 g/L。然后在反应体系中加入不同质量浓度的三子汤,测定不同质量浓度的三子汤对铅胁迫水丝蚓的SOD酶活性的影响,与未加入三子汤的铅胁迫水丝蚓的SOD酶活性进行检测。结果显示,铅胁迫的水丝蚓体内SOD酶活性为0. 087 U/g;加入1/4致死浓度三子汤的水丝蚓体内SOD酶的活性降低至0. 048 U/g;加入半致死浓度三子汤和1/8致死浓度三子汤的水丝蚓体内的SOD酶活性分别为0. 068 U/g和0. 058 U/g;对照组水丝蚓体内的SOD酶活力为0. 047 U/g。研究表明,1/4致死浓度的三子汤对铅胁迫的水丝蚓有明显的保护作用。     

伊乐藻对硝氮、磷胁迫的急性响应

研究了不同质量浓度硝氮和磷的单一胁迫对伊乐藻叶绿素、可溶性蛋白质量比及抗氧化酶SOD、POD和CAT活性的影响。结果表明,在短时间和低质量浓度的硝氮或磷胁迫下,叶绿素和可溶性蛋白质量比的变化不大,SOD、POD和CAT活性则持续增大。在递增硝氮质量浓度胁迫下,叶绿素和可溶性蛋白质量比、CAT活性呈现明显的"低促高抑"现象,SOD和POD活性持续上升;磷胁迫时,叶绿素质量比持续下降,而可溶性蛋白质量比和SOD、POD、CAT活性呈现明显的"低促高抑"现象。在低质量浓度硝氮或磷胁迫时,抗氧化酶随时间延长活性增加,直至危害消除;在高质量浓度硝氮或磷胁迫时,伊乐藻内抗氧化酶活性先升高后降低,最终抗氧化酶系统崩溃。72 h内伊乐藻能耐受26.12 mg/L的硝氮或3.37 mg/L的磷的胁迫,硝氮和磷质量浓度高于此时,伊乐藻作为修复植物是不适用的。     

毛细管电泳间接紫外检测自来水中金属离子

介绍了毛细管电泳间接紫外检测技术,并对大连市自来水中Ca2 、 Na 和Mg2 质量浓度进行了测定,结果分别为(59.4±5.6) mg/L、 (21.0±0.1) mg/L和(18.6±0.7) mg/L,最低检测限依次为0.01 mg/L、0.04 mg/L和0.02 mg/L.实验条件为:石英毛细管柱50 μm(i.d.)×50 cm;运行电压16 kV( →-);紫外检测波长214 nm;缓冲液为pH=4.75的乙酸溶液,含有浓度为8.0 mmol/L的背景吸收物质咪唑;采用虹吸进样法,高度差为9.8 cm, 进样时间为10 s;应用内标法对Ca2 、Na 和Mg2 3种离子进行定性和定量测定.采用火焰原子吸收光谱法(AAS)测得Ca2 的质量浓度为54 mg/L,验证了毛细管电泳法实验结果的可靠性.     

镉对鲫鱼鳃和肝脏超氧化物歧化酶活性的影响

使用浸浴法以 0 mg/ L、0 .73 mg/ L、1 .46 mg/ L、2 .95 mg/ L 4个镉 (Cd Cl2 · 2 .5H2 O)浓度为丰产鲫 (Carassiusauratus of Penze(♀ )× Cyprinusacutidorsalis(♂ ) )幼鱼染毒 ,测定了 1 4 4 h内鳃及肝组织中超氧化物歧化酶 (SOD)活性的变化。结果表明 ,低浓度组Cd曝露时 ,鲫鱼鳃和肝组织中 SOD活性的变化短时间内不明显 ,但随着处理时间的延长 ,Cd提高了鳃和肝组织中 SOD的活性 ,导致“毒物兴奋效应”。高浓度组 Cd曝露时均抑制了肝和鳃中的 SOD活性 ,其作用随着曝露时间的延长和浓度的升高而增强 ,SOD酶活性降低所造成的活性氧伤害是引起鲫幼鱼死亡的重要原因。肝组织中的 SOD酶活性和敏感性高于鳃 ,这与其执行的生理功能有关     

水质对UV/H2O2降解邻苯二甲酸二甲酯反应动力学的影响

研究了不同初始pH值、浊度与常见阴离子浓度等水质条件对UV/H2O2工艺降解邻苯二甲酸二甲酯(DMP)反应速率的影响,并进一步比较了去离子水和自来水中DMP的降解速率.结果表明,UV/H2O2对DMP的光降解过程符合一级反应动力学模型,不同水质条件对降解速率有不同程度的影响.酸性条件较碱性条件更有利于DMP降解; 水的浊度大于7 NTU时,光降解速率常数迅速下降; NO3-、Cl3-、HCO3-等阴离子对DMP降解有抑制作用,且随离子浓度增大,抑制作用增强,3种离子对DMP光降解的抑制程度顺序为HCO3-＞NO3-＞Cl3-.在5个30 W低压汞灯照射下,当H2O2的浓度为20 mg·L-1时,DMP在去离子水和自来水中光降解速率常数分别为0.042 8 min-1和0.031 5 min-1,自来水中的光降解速率常数较去离子水中的低,这可能是水中多种离子影响的结果.     

过氧化氢除藻及相关环境条件优化

采用室内培养的方式,通过正交试验研究了H_2O_2质量浓度、光照、pH值和温度4个因素复合作用对铜绿微囊藻去除的影响。结果表明,在所设置的各因素梯度范围内,对去除铜绿微囊藻影响最大的因素是H_2O_2质量浓度;光照和pH值对藻细胞数和叶绿素a的去除,以及H_2O_2残留量的影响各不相同;温度对藻细胞数的影响最小,对H_2O_2残留量的影响较小,对叶绿素a质量浓度的影响较大。除藻的最佳组合为A_1B_2C_3D_2,即光照为1 500 lx,H_2O_2质量浓度为50mg/L,pH值为8.5,温度为25℃。