非金属矿物粉尘表面电性及其生物学危害作用探讨

在前人对矿物粉尘在不同介质中其表面活性基团的特征（表面电性、生物活性）以及由此引起的生物学危害作用机理研究的基础上,对一些非金属矿物粉尘的表面电性特征及其变化进行了系统研究,结合生物化学及分子细胞生物学理论,对矿物粉尘表面电性特征引起的生物学危害作用（致病）机理进行了探讨．结果表明,在矿物粉尘致病总毒性原因构成上,除其纤维形态特征和持久性外,其表面电性特征是不可忽视的重要因素．     

工业矿物粉尘对肺泡巨噬细胞影响的体外研究

为了评价来自全国6个矿床的6种工业矿物粉尘的细胞毒性,采用细胞培养技术,观察6种纤维状粉尘对兔肺泡巨噬细胞膜受损的程度及方式、氧化与抗氧化系统、膜流动性的影响．结果表明,纤维状硅灰石、斜发沸石无细胞毒性;纤状海泡石、纤维状坡缕石、纤维状水镁石、纤维状蛇效石石棉则表现出不同程度的细胞毒性．矿物纤维粉尘的细胞毒性与其表面它能团OH^－及其数量有关．     

农业环境与呼吸系统疾病

近年来,随着现代农业生产的迅速发展,农业环境危害因素日渐增加。这些危害因素包括有机粉尘、无机粉尘,农药、有毒气体、化学致癌物以及生物因素等。接触上述危害因素,对呼吸系统可产生多方面的损伤,如鼻炎、气管支气管炎、哮喘、气道阻塞、化学性肺炎、肺水肿、过敏性肺炎、尘肺,甚至肺癌等。     

矿物纤维粉尘的环境健康效应研究

研究者运用表面化学，电化学和细胞培养等生化方法，以及IR，XRF，UV等谱学和电子微束手段，通过对主要6类不同形态矿物粉尘的特征，表面官能团和活性位分析以及电化学，溶解，毒性研究等，提出了表面介体的概念并初步验证了它的存在，从表面官能团，表面综合性状探讨了矿物纤维材料的表面化学活性一生物活性－生物持久性－生物毒性－环境安全性；提出界／膜体系来研究矿物生产生物毒性的过程和所依存的条件；对矿物粉尘在Gamble溶液，血清与生物大分子，人体有机酸，氨基酸，维生素中以及动物体内行为的研究，进一步阐明了在氨基酸／蛋白质／功能膜以及含有外露蛋白质的其它有机体单元中粉尘的溶解，反应，络合与破坏，粉尘中的硅成分在体内的残留，溶解，运移方式，选择性吸附体液中的脂－醇类物质，红细胞及其残片，粉尘与体内物质交换及免疫细胞的相互作用过程，提供了降低粉尘毒性的处理方式。     

腐殖酸对矿物结合汞植物活性的影响

以植物水培试验就腐殖酸（富里酸、棕色胡敏酸和灰色胡敏酸）对矿物结合汞（CaCO₃－Hg,Fe₂O₃-Hg,MnO₂-Hg,膨润土-Hg,高岭土-Hg）的植物活性的影响进行了探讨,并以土壤作印证试验.结果表明,溶解态无机汞是最有效的植物可吸收形态．腐殖酸对土壤、矿物结合汞的植物活性的影响,与其对矿物汞的络合溶解能力以及所形成的络合汞向无机汞转化的能力有关;矿物结合汞在不同环境条件下存在的稳定性及释放汞的潜力则是制约腐殖酸效应的内在因素.反应时间决定着二者作用进展的程度.     

矿物尘粒与人体正常细菌相互作用的机制

研究了4种天然及4种人工硅酸盐尘粒与人体的正常细菌大肠埃希菌及表皮葡萄球菌相互作用的机制.测定了矿物粉尘与大肠埃希菌及表皮葡萄球菌作用后的细菌数量、葡萄糖(GLU)消耗量及14种主要阳离子的浓度变化.结果表明,各种粉尘的主要化学组成各不相同,含钙的水泥尘粒以及含镁高的水镁石均能引起大肠埃希菌及表皮葡萄球菌的细菌数量、葡萄糖消耗量增加;各矿物粉尘均不能引起培养基Ti⁴⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、K+、Na+、Ba²⁺、P⁵⁺浓度的变化,而能引起Mn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Si⁴⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Ni³⁺浓度不同的变化;含Ca²⁺或Mg²⁺高的碱性矿物尘粒能促进细菌的生长代谢.     

土壤环境微界面过程与污染控制

土壤环境微界面是土壤组分(矿物和有机质)、植物根系、微生物等微界面的集合体和动态变化的连续体.土壤胶体微界面可理解为土壤固/液界面的双电层结构.这些动态变化的异质微界面,按其表面结构特点可分为硅氧烷型表面、水合氧化物型表面和有机物表面.环境污染物在土壤胶体微界面的迁移转化是污染物在土壤固-液界面反应的动态平衡过程,包括吸附/解吸、沉淀/溶解、络合/螯合、氧化/还原等反应.植物根际是植物与土壤组分和微生物相互作用的活跃区域,根际微界面决定着污染物向植物根系的运输、植物吸收及转运,为污染物经土壤向食物链传递的主要通道.根际微生物在重金属离子的吸附和氧化、还原、转化,以及有机污染物的降解和转化中起重要作用.这些异质微界面相互关联、相互作用,在土壤环境中构成微界面的连续体,决定着污染物在土壤环境中的赋存形态、生物有效性和向其它环境介质(如水体和植物)的迁移,因而在土壤污染控制和污染土壤修复中具有特别重要的意义.土壤环境微界面过程的研究已成为环境科学的研究前沿,值得引起土壤环境科学工作者的重视,并进行系统而深入的研究.     

有机污染物在海泡石矿物的界面吸附与降解研究进展

海泡石是一种典型的纤维状富镁硅酸盐粘土矿,广泛地应用于土壤污染治理、空气净化和水体污染物吸附等领域,然而海泡石表面Si-OH反应活性尤其是与有机污染物的反应机制尚未有清楚的认识。本文综述了海泡石对水体环境中有机污染物的界面吸附与降解研究进展,首先介绍了海泡石对有机染料、有机农药、药物和个人护理品等有机污染物的界面吸附情况,然后探讨了海泡石在深度氧化技术中通过界面吸附或者助催化协同作用提高了有机污染物去除效率的研究进展,最后指出了海泡石在有机污染物去除领域中未来的发展方向,特别是对海泡石Si-OH在深度氧化技术中的应用前景进行了分析。本文试图为海泡石矿物治理有机废水方面的拓展研究与应用提供指导。     

垃圾焚烧飞灰药剂稳定化矿物学特性

筛选出多种无机药剂和有机药剂对江苏某地生活垃圾焚烧飞灰进行稳定化处理,在考察不同药剂对飞灰中重金属固定效果的同时,重点关注了药剂处理后飞灰体系的矿物学特性,分析了飞灰中Pb、Cr、Cd等重金属在矿物相和非矿物相的分布特性.结果表明:无机药剂中磷酸可显著降低Pb浸出浓度,从97.55mg/L降到2.16mg/L;有机药剂中聚二硫代氨基甲酸盐等3种药剂在2%~3%的药剂添加量下,Pb、Zn等重金属浸出浓度显著降低.原灰中Pb和Cd主要分布在矿物相中,Cu、Cr和Zn主要分布在非矿物相中.无机药剂和有机药剂的添加会造成飞灰基体的溶解,可溶性离子移动和二次矿物的生成.螯合处理后,飞灰中非矿相含量从14.41%增加至21.52%,非矿物相中的Cr含量降低可能由于在螯合反应过程中转移至铬酸盐矿物相中,矿物中Cd含量显著增加可能由于螯合处理生成了含Cd沉淀矿物.螯合处理前后重金属在矿物中分布行为相似,Cr、Zn和Pb主要赋存于方解石中,Cr、Cu主要赋存于赤铁矿中.     

新型高效改性材料在重金属废水处理中的应用

使用原始吸附材料,如微生物、有机或无机材料等吸附废水中的重金属时,通常呈现较低的吸附性能,其吸附量通常都低于30mg/g。因此,研究者更多地关注提高各种吸附材料的吸附能力。国内外一些研究者采用新型、高效的物理或化学改性技术对吸附材料进行表面改造,如将高聚物接枝融合到菌体表面、表面分子印迹吸附剂、固定化微生物、酸改性处理有机或无机材料等,与常规材料相比,改性后材料对重金属的最大吸附容量一般可提高到100mg/g以上。随着各种改性技术的不断成熟,利用改性材料吸附重金属废水将成为今后研究重金属废水处理的主流方向。     

南黄海海水中各种形态磷的分布变化特征

利用 1998年 5月南黄海大面调查所得到的数据和相关的历史资料 ,对南黄海海水中P的现状及其分布变化规律进行了分析 :南黄海海水中P的含量底层略高于表层 ,且主要存在形式是DOP ;底层水中颗粒态磷和溶解态磷的形态间转化与表层不同 ,可能是通过DOP为煤介进行的 ;在南黄海海水中 ,溶解态磷酸盐的分布主要是受生物活动的影响 ,可以作为赤潮发生的一个预测因子 ;南黄海的大部分区域N、P供应充分 ,属于中等营养海区。     

Heterogeneous reaction of SO2 on CaCO3 particles: Different impacts of NO2 and acetic acid on the sulfite and sulfate formation

Despite the heterogeneous reaction of sulfur dioxide (SO₂) on mineral dust particles significantly affects the atmospheric environment, the effect of acidic gases on the formation of sulfite and sulfate from this reaction is not particularly clear. In this work, using the in-situ diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS) technique, we employed a mineral dust particle model (CaCO₃) combined with NO₂ and acetic acid to investigate their effects on the heterogeneous reaction of SO₂ on CaCO₃ particles. It was found that water vapor can promote the formation of sulfite and simulated radiation can facilitate the oxidation of sulfite to sulfate. The addition of NO₂ or acetic acid to the reaction system altered the production of sulfate and sulfite accordingly. There was a synergistic effect between NO₂ and SO₂ that promoted the oxidation of sulfite to sulfate, and a competitive effect between acetic acid and SO₂ that inhibited the formation of sulfite. Moreover, light and water vapor can also affect the heterogeneous reaction of SO₂ with the coexistence of multiple gases. These findings improve our understanding of the effects of organic and inorganic gases and environmental factors on the formation of sulfite and sulfate in heterogeneous reactions.     

不同施肥措施对土壤活性有机碳的影响

采用田间试验,研究了不同施肥措施下,华北冬小麦-夏玉米轮作体系中潮土土壤活性有机碳含量及组分的变化特征.结果表明,施肥显著增加土壤水溶性有机碳和易氧化有机碳含量,与不施肥相比,增加幅度分别为24.92～38.63 mg·kg-1和0.94～0.58 g·kg-1,其中单施有机肥对土壤水溶性有机碳含量增加作用大于配施化肥和化肥单施,单施有机肥或与化肥配施对土壤易氧化有机碳的提升效果优于单施化肥.有机肥或化肥单施对土壤微生物量碳没有显著促进作用,而有机肥与化肥配施土壤微生物量碳含量分别增加36.06%和20.69%;土壤易氧化有机碳、水溶性有机碳和微生物量碳占总有机碳的比例变化范围分别为8.41%～14.83%、0.47%～0.70%和0.89%～1.20%,施肥显著提高了土壤水溶性有机碳和易氧化有机碳比例,不同施肥措施对水溶性有机碳的提升效应没有显著差异.有机肥与化肥配施对易氧化有机碳的比例提升作用大于有机肥或化肥单施,同时显著增加土壤微生物量碳比例,但有机肥或化肥单施对土壤微生物量碳比例没有显著作用.可见,在试验地条件下,有机肥与化肥的适当配施对于增加土壤活性有机碳含量和有效调控其关键组分具有重要作用.     

不同环境因子对黑土胶体在饱和多孔介质中运移特性的影响

为评价不同环境条件下黑土胶体在地下水多孔介质中的运移,采用离心法对采自于黑龙江海伦黑土样品中的胶体颗粒进行提取. 通过胶体在石英砂填充柱中的淋溶试验研究了pH、离子强度和溶解性有机质等环境因子对胶体在多孔介质中运移特性的影响. 结果表明:当pH在4～9的范围内变化时,MR(回收率)和k(沉积速率系数)没有发生显著变化,即其对胶体运移能力影响不显著. 随着离子强度从0.001 mmol/L升至1 mmol/L,黑土胶体穿透曲线MR降低,k值升高,说明高无机离子强度使胶体易于沉积在石英砂表面,运移能力降低. 当溶液中含有溶解性有机质HA(胡敏酸)和FA(富里酸)时,MR降低,k值增加,表明胶体运移能力受到抑制,并且FA对胶体颗粒运移的抑制作用比HA强. 溶液离子强度、HA和FA含量对黑土胶体在饱和多孔介质中的运移过程影响较大,是影响地下水中胶体运移过程的关键环境因子.      

Dissolved organic sulfur in streams draining forested catchments in southern China

Dissolved organic sulfur (DOS) is an important fraction for sulfur mobilization in ecosystem. In this work stream waters were sampled in 25 forested sites in southern China to study the dissolved sulfur fractions. Dissolved sulfur was fractionated into dissolved organic sulfur (DOS) and inorganic sulfate (SO₄^2-) for 95 stream water samples. The results showed that the concentration of DOS ranged from 0 to 13.1 mg/L (average 1.3 mg/L) in all the streams. High concentrations of DOS in stream waters were found in the sites with high concentrations of sulfate. DOS constituted less than 60.1% of dissolved sulfur (average 17.9%). Statistical analysis showed that DOS concentration was correlated with SO₄^2- in streams waters and total sulfur in surface layer soils. The results also showed that DOS concentration in stream waters had a seasonal variation, but no trends were found with it. The implication was that the long term sulfur deposition had led the increase of the concentration and fraction of DOS in stream waters in acid rain prevailing regions     

重金属在灰尘及其水溶解相中的分布特征及其影响因素——以南昌市为例

以南昌市为例,分析了不同功能区和公交车站降尘及其水溶解相中重金属浓度的空间分布特征.同时结合多种分析技术,探究降尘及其水溶解相理化性质对降尘重金属在固-液相中分配行为的影响.结果表明:南昌市降尘及其水溶解相中总重金属浓度范围分别为310~4393μg/g和2.17~55.62μg/g.两相中重金属的空间分布可能受到车流量较大的交通干线和汽车轮胎零件磨损的影响,其高值区主要分布于南昌县政府、部分高校以及客运站、驾校附近.风险评价的结果表明,南昌市降尘重金属综合生态风险总体处于中等水平,且Cr和As具有一定的致癌风险.溶解态中重金属所占百分比(K值)的排序为:Ni>Mn>Cu>As>Cr>Zn>Pb,K值的空间分布高值区多分布于人口密集地区、交通道路以及汽车客运站附近.大部分降尘及其水溶解相的理化性质与Pb、As、Mn具有显著正相关关系,降尘溶解相中较高的溶解性有机碳和腐殖化程度对重金属向溶解相中的释放具有重要作用.     

春季中国南黄海与东海海水中溶解氨基酸的分布和组成

以2011年3月南黄海与东海部分海域为研究对象,对其中48个站位海水样品的总溶解氨基酸(THAA)、溶解结合氨基酸(DCAA)、溶解游离氨基酸(DFAA)的浓度分布和组成进行了研究。结果表明:表层海水中THAA的平均浓度为2.981.72 mol/L(1.27~8.54 mol/L),DCAA的平均浓度为2.761.63 mol/L(0.91~7.70 mol/L),DFAA的平均浓度为0.310.21 mol/L(0.11~1.14 mol/L)。溶解态氨基酸水平分布的趋势大致呈现出近岸高、远岸低的特点,其中,DCAA与THAA分布规律基本一致。溶解态氨基酸的垂直分布特点为次表层与海水底层出现了高值区。春季南黄海与东海表层海水中溶解氨基酸主要由天门冬氨酸、谷氨酸、丝氨酸、甘氨酸及丙氨酸构成。表层海水中个体氨基酸间的相关性矩阵显示DFAA中有5对氨基酸之间存在显著正相关。研究发现海水中溶解氨基酸与Chl a、DOC、DIN等环境因子均无显著相关性。     

Water extraction kinetics of metals, arsenic and dissolved organic carbon from industrial contaminated poplar leaves

In industrial areas, tree leaves contaminated by metals and metalloids could constitute a secondary source of pollutants. In the present study, water extraction kinetics of inorganic elements （IE： Pb, Zn, Cd, As, Fe and Mn）, dissolved organic carbon, pH and biological activity were studied for industrial contaminated poplar leaves. Moreover, the distribution of the IE through the size fractions of the associated top soil was measured. High quantities ofMn, Zn and As and polysaccharides were released in the solution from the strongly contaminated leaves. The kinetic of release varied with time and metal type. The solution pH decreased while dissolved organic contents increased with time after 30 days. Therefore, these contaminated leaves could constitute a source of more available organic metals and metalloids than the initial inorganic process particles. However, the distribution of the IE through the size fractions of the top soil suggested that a great part of the released IE was adsorbed, reducing in consequence their transfers and bioavailability. It＇s concluded that mobility/boioavailability and speciation of metals and metalloids released from the decomposition of polluted tree leaves depends on soil characteristics, pollutant type and litter composition, with consequences for environmental risk assessment.     

大气环境污染对文物古迹的影响

国内外多年的研究结果表明,大气环境污染是造成文物古迹损害的重要因素。其中影响最大的是降尘、酸雨、二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳和臭氧等。该文根据近年来关于大气环境污染的报导,着重论述了尘埃对文物损害的机理和现象,酸雨对文物的腐蚀过程和反应机理,以及SO₂,NO₂,CO₂和O3等气态污染物使无机质文物老化、生锈,有机质文物脱色、褪色的原因。