三种碳纳米材料对水生生物的毒性效应

为了评价碳纳米材料的水生态安全性,以斜生栅藻(Scenedesmus oblignus)和大型蚤(Daphnia magna)为受试生物,研究了单壁碳纳米管(SWCNTs)、多壁碳纳米管(MWCNTs)和富勒烯(C₆₀)3 种碳纳米材料水悬浮液对水生生物的毒性效应.结果发现,SWCNTs、MWCNTs 和C₆₀对斜生栅藻生长的 96 h EC₅₀ 值分别为22.6, 15.5, 13.1 mg/L;对大型蚤活动抑制的 48 h EC50 值分别为1.3, 8.7, 9.3 mg/L.3 种碳纳米材料水悬浮液对斜生栅藻的毒性大小无显著性差异(P >0.05); SWCNTs 对大型蚤的毒性大于MWCNTs 和C₆₀(P <0.05);2 种生物对碳纳米纳米材料的敏感性也不同.3 种碳纳米材料对2 种水生物的毒性大小与氯苯相似.     

背景溶液对纳米氧化铁吸附病毒的影响

以噬菌体X174为病毒替代,通过等温静态批量吸附实验,研究了4种纳米氧化铁(α-Fe2O3、γ-Fe2O3-B、γ-Fe2O3-N、Fe3O4)对病毒在不同背景溶液中的吸附行为及其影响因素.结果表明,在模拟地下水中,4种纳米氧化铁对病毒均具有较高的吸附比例,其中α-Fe2O3对病毒吸附比例最高,在病毒初始浓度比较低(约1E+03PFU.mL-1)时可达100%.经Langmuir和Freundlich吸附等温线方程对上述吸附结果进行拟合表示,纳米氧化铁对病毒的吸附均为有利吸附(favorable adsorption),并可能存在多层吸附,吸附比例均随着病毒初始浓度的增加而减少.纳米氧化铁对病毒的吸附比例随着背景溶液离子强度的增加而降低,表示其吸附行为以电性吸附为主.背景溶液中阴离子存在显著降低了病毒的吸附量,这可能与阴离子竞争病毒吸附位点有关,其中HPO24-比HCO3-表现得更为明显.结果同时显示背景溶液中多价阳离子的存在(比如Ca2+和Mg2+)比单价阳离子(比如Na+和K+)更有利于纳米氧化铁对病毒的吸附.综上可知,纳米氧化铁是一种潜在的病毒净化理想材料,应用时需考虑其环境因素的影响.     

三维花状结构α-FeOOH协同H2O2可见光催化降解双氯芬酸钠

采用油浴回流法,在常压回流反应条件下批量制备出三维花状结构的α-Fe OOH纳米材料,并利用XRD、FT-IR和SEM等仪器对其进行分析表征;以双氯芬酸钠为目标污染物,考察三维花状结构α-Fe OOH纳米材料,在模拟太阳光照射下,催化H2O2降解有机污染物的性能.结果表明,三维花状结构α-Fe OOH由纳米棒自组装形成,纳米棒的长度约400~500 nm,直径约40~60 nm.以模拟可见光为光源,三维花状结构α-Fe OOH与H2O2构成光助异相类Fenton体系,对双氯芬酸钠有良好的光催化降解效果,在90 min内对初始浓度为30 mg·L-1的双氯芬酸钠降解去除率达到99%以上,催化降解反应以羟基自由基氧化反应为主.     

不同腐蚀体系中低合金钢锈层的拉曼光谱研究

利用激光拉曼光谱法研究了舰船用镍铬系低合金钢在天然海水以及分别添加双氧水、高氯酸钾和过硫酸钠的NaCl（3.5％）溶液等4种体系中浸泡后腐蚀锈层的物相组成。结果表明：在含双氧水体系和天然海水体系中,钢样的内外锈层物相主要是α-Fe2O3、γ-FeOOH和Fe3O4。高氯酸钾和过硫酸钠腐蚀体系,其腐蚀锈层的外锈层除了含有α-Fe2O3和γ-FeOOH外还出现了γ-Fe2O3,内锈层只含有α-Fe2O3和γ-FeOOH,未发现Fe3O4。说明镍铬系低合金钢在含双氧水体系和天然海水体系中的腐蚀锈层物相组成差异最小。     

煅烧温度对γ-Fe_2O_3催化剂结构及其脱硝活性的影响

采用沉淀-微波热解法,以Fe SO4·7H2O为铁源制备环境友好的γ-Fe2O3催化剂,结合XRD(X射线衍射)、N2等温吸附-脱附、SEM(扫描电子显微镜)、EDS(能谱仪)等手段对催化剂样品的晶相、孔结构、表面形貌、表面元素组成等进行表征,并考察其NH3-SCR(选择性催化还原)脱硝性能,研究煅烧温度对γ-Fe2O3催化剂物性及NH3-SCR脱硝性能的影响规律.结果表明:300、350和450℃下煅烧制备的催化剂中生成的杂质α-Fe2O3对SCR反应不利,而400℃煅烧制备的γ-Fe2O3催化剂脱硝性能最优,NOx转化率最高可达95%以上,XRD结果表明其纯度高,并且在60~100 nm孔径区间具有发达的孔隙结构,有利于SCR反应进行;随着煅烧温度升高,γ-Fe2O3催化剂表面晶格氧逐渐增加,颗粒形貌经历了片状颗粒(300、350℃)→球状颗粒(400℃)→针状颗粒(450℃)的变化过程,均匀的球状颗粒形貌及其表面丰富的晶格氧是400℃煅烧制得催化剂具备最优脱硝性能的重要因素.     

纳米氧化物对斑马鱼胚胎孵化率的影响

为评价纳米氧化物的水生态毒理效应,以模式生物斑马鱼胚胎为研究对象,观察了纳米ZnO、纳米TiO2、纳米Fe2O3、纳米Fe3O4和纳米SiO2对其96h孵化率的影响.结果表明,纳米氧化物毒性与其成分有很大关系.纳米ZnO对斑马鱼胚胎孵化抑制作用明显,毒性较大,且其毒性与浓度之间存在一定的剂量-效应关系;在低浓度时,纳米ZnO抑制胚胎孵化的效应较等浓度Zn2+强,说明纳米ZnO特殊理化性质发挥了一定作用.纳米Fe2O3在低浓度下不影响胚胎孵化率,而在高浓度下抑制胚胎孵化.纳米TiO2、纳米Fe3O4、和纳米SiO2对斑马鱼胚胎96h孵化率没有明显影响.     

不同粒径纳米TiO2对大型溞的毒性效应及腐殖酸的调控作用

为评估纳米TiO₂在环境水体中的暴露风险,选用大型溞作为模式生物,研究了不同粒径纳米TiO₂（20、40、60和100 nm）对大型溞毒性效应的影响,并探究了腐殖酸对不同粒径纳米TiO₂毒性效应的调控作用.结果表明,粒径是影响纳米TiO₂颗粒毒性效应的重要因素,以大型溞半数致死时间（LT₅₀）为指标,不同粒径纳米TiO₂对大型溞的毒性作用强弱顺序依次为：20 nm颗粒 > 40 nm颗粒 > 60 nm颗粒 > 100 nm颗粒（p<0.05）.腐殖酸的存在可以显著降低纳米TiO₂颗粒对大型溞的毒性作用,腐殖酸对小尺寸纳米TiO₂颗粒的毒性抑制作用更为明显（p<0.05）.大型溞体内ROS水平与抗氧化系统相关酶活分析表明,纳米TiO₂导致大型溞体内活性氧自由基（ROS）浓度升高是其产生毒性作用的重要原因,腐殖酸的存在可以显著降低大型溞体内由于纳米TiO₂暴露而引起的ROS浓度上升（p<0.05）,进而减轻纳米TiO₂对大型溞的毒性作用.此外,腐殖酸可以减小不同粒径纳米TiO₂之间的毒性差异.本研究结果可为纳米TiO₂在环境水体中的暴露风险评估提供参考依据.     

低温磁性铁基SCR烟气脱硝的实验研究

在流化床反应器中,以磁性铁氧化物(Fe3O4、γ-Fe2O3)颗粒为床料,氨为还原剂,进行了中低温SCR烟气脱硝实验研究,然后对反应辅加磁场,初步研究磁场对磁性γ-Fe2O3催化剂SCR脱硝的影响,并对床料进行了XRD分析.结果表明,Fe3O4的SCR活性较差,γ-Fe2O3的SCR活性较佳,在250℃其催化脱硝效率能达到90%,但在250℃以上Fe2O3会对氨的氧化起作用,因而在250℃及以下的邻近温度区间是最佳催化温度区间.此外,在150~290℃,外加磁场能促进γ-Fe2O3对NO的吸附,提高脱硝效率,使250℃时的脱硝效率达到95%左右,但在290℃以上,则会降低脱硝效率.为了抑制氨的氧化,发挥磁场对γ-Fe2O3脱硝的作用,适合在200~250℃低温区间内采用γ-Fe2O3催化剂进行SCR脱硝.     

人工合成纳米TiO_2和MWCNTs对玉米生长及其抗氧化系统的影响

通过营养液培养试验,研究了纳米金红石相TiO2和多壁碳纳米管(multiwalled carbon nanotubes,MWCNTs)2种人工合成纳米材料悬浮液对玉米幼苗生物量、根系形态、抗氧化酶活性和脂质过氧化的影响.结果表明,在纳米材料悬浮液培养9d后,纳米金红石相TiO2对玉米生长有显著抑制作用(p0.05),50、100、200 mg/L浓度处理的植株根系干物质量分别比对照低40.31%、48.06%、62.02%;而MWCNTs对植物生长的抑制不明显.在2种纳米材料处理下,植物组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和过氧化物酶(POD)活性均显著升高(p0.05).纳米金红石相TiO2处理使玉米植株体内脂质过氧化产物MDA含量增多,而MWCNTs处理下MDA含量减少但无显著性变化.说明纳米金红石相TiO2的植物毒性比MWCNTs大,2种纳米材料都能引起植株产生氧化应激,仅纳米TiO2造成氧化损伤,这可能与2种纳米材料的化学组成和形状不同有关.     

不锈钢在西太平洋深海环境中腐蚀规律研究

目的 研究不锈钢在西太平洋海域深海环境中的腐蚀规律。方法 采用深海高效串型试验装置对304不锈钢和316L不锈钢在西太平洋深海环境中进行深海实海腐蚀试验,分析不锈钢的腐蚀形貌、腐蚀速率和点蚀深度规律等,研究2种不锈钢在500、800、1 200、2 000 m海深下的腐蚀规律。结果 304不锈钢与316L不锈钢腐蚀质量损失主要由缝隙腐蚀引起,316L不锈钢的腐蚀程度总体上低于304不锈钢,304不锈钢的腐蚀速率低于0.4 mm/a,316L不锈钢的腐蚀速率低于0.25 μm/a。深海环境中,304不锈钢的腐蚀产物主要是α-Fe2O3、γ-FeOOH、γ-Fe2O3,316L不锈钢的腐蚀产物主要是α-FeOOH、γ-FeOOH、γ-Fe2O3。结论304不锈钢和316L不锈钢在西太深海环境中使用过程中应避免缝隙的形成,降低其发生缝隙腐蚀和点蚀的概率。     

三唑酮对青鳉鱼和大型溞不同测试终点的毒性效应评价

以青鳉鱼和大型溞为代表性水生生物,研究三唑酮对其不同测试终点的慢性毒性效应.结果显示,以生存、生长、繁殖为测试终点,青鳉鱼的NOEC分别为76,60,5μg/L,基于大型溞蜕皮次数、生长和繁殖的NOEC分别为25,100,200μg/L.由此可见,青鳉鱼比大型溞对三唑酮的毒性更敏感.比较不同测试终点,青鳉鱼的繁殖类指标最敏感,其次是生长、生存;相比大型溞的繁殖以及幼溞的生长,其幼溞的蜕皮次数指标更为敏感.因此,低剂量长期暴露下三唑酮会对水生生物的繁殖能力造成一定的损伤,评价其水生态安全应全面考虑不同生物种群的不同测试终点,尤其是鱼类繁殖毒性效应.     

醋酸盐类城市道路抑尘剂的生态毒性及生物降解特性

醋酸盐类抑尘剂因其具有良好的抑尘效果和生态友好性,被越来越多地用于城市道路抑尘.为了揭示醋酸盐类抑尘剂的水生态效应,选取水环境中占据不同生态位的4种水生生物(发光细菌、羊角月牙藻、大型溞和青鳉鱼)进行急性毒性测试.结果表明:4种水生生物对醋酸盐类抑尘剂的敏感程度依次为羊角月牙藻>大型溞>青鳉鱼>发光细菌.确定了抑尘剂与大型溞、发光细菌、青鳉鱼的剂量-效应关系,抑尘剂对三者的EC₅₀/LC₅₀(半数效应浓度/半致死浓度)分别为1.29、37.6、32.7 g/L.抑尘剂对羊角月牙藻的急性毒性及其质量浓度之间没有呈现出明确的数量关系,但是可推断EC₅₀为mg/L量级.以此为基础,推断醋酸盐类抑尘剂的预测无效应浓度范围为21.8～177 μg/L.不同温度下抑尘剂在水中的生物降解速率结果显示,在5和25 ℃时,醋酸盐类抑尘剂均易被降解,主要是微生物和藻类的共同降解作用所致.研究显示,醋酸盐类抑尘剂易于生物降解且生态毒性较低,但在使用时应注意区域总量控制,以防止对水生生物造成潜在威胁.      

双酚AF对大型溞生殖、生长等生态行为的影响

为了明确双酚AF（BPAF）对水生生物行为的影响,考察了BPAF对大型溞的急性毒性和慢性毒性（生殖、生长、发育、生理等）影响.结果显示,BPAF对大型溞的24h和48h半致死浓度（LC₅₀）分别为9.70mg/L和5.02mg/L.根据化学品分类和标签规范,BPAF属于毒性Ⅱ级.BPAF对大型溞生殖、生长、发育和生理的毒性影响结果表明,高浓度BPAF（100 μg/L）导致大型溞性成熟时间明显延迟,并显著降低了大型溞产卵频次、产卵总数等生殖行为,且对大型溞的生长、发育产生显著抑制现象,同时造成种群繁衍能力显著受损.本文旨在为BPAF对水生生物的生态行为影响提供理论依据.     

离子液体[C8mim]PF6对水生生物的毒性作用

运用评价化学品对水生生物毒性的标准试验方法,探讨离子液体1-辛基-3-甲基-咪唑六氟磷酸盐([C8mim]PF6)对普通小球藻、大型蚤和斑马鱼的毒性影响.结果表明,[C8mim]PF6在实验浓度下,对普通小球藻的生长和叶绿素a的产生均有抑制作用,浓度越高抑制作用越明显,且对叶绿素a含量的影响更为显著.高浓度组(200mg/L)可致死部分小球藻细胞;[C8mim]PF6对大型蚤的48h LC50为4.47mg/L,属于高毒性;[C8mim]PF6对斑马鱼的96h LC50为126.08mg/L,属于低毒性.[C8mim]PF6对这3种水生生物的抑制率/致死率(EC50/LC50)随时间呈规律性变化.[C8mim]PF6与藻类的亲和性及其亲脂特性可能是其对水生生物存在潜在毒性的2个主要原因.     

海上石油生产水的水生生态毒性

采用水生生态毒理学常用的大型蚤(Daphnia magma)和斑马鱼(Brachydaniorerio)以及毒性单位(Tua)法对渤海海上油田的石油生产水进行生态毒性评价和分级.结果表明,这些石油生产水对大型蚤和斑马鱼均表现出一定的毒性效应.其中,水样1和水样3的毒性较大,对大型蚤的Tua分别为151.52和70.96.而对斑马鱼的Tua分别为2.41和2.12.水样3虽经处理,但其生态毒性并未得到明显的改善.水样2对大型蚤和斑马鱼都属于低毒等级,其Tua依次分别为4.39和1.97.可见,大型蚤和斑马鱼可以作为海上石油生产永生态毒性的监测指标,但在生态风险评价中大型蚤比斑马鱼更为灵敏.     

含氮杂环化合物对水生生物的毒性作用研究

研究了6种典型含氮杂环化合物对水生生物的急性毒性,获得了吲哚、吡啶、喹啉、异喹啉、2-甲基喹啉和8-羟基喹啉对小球藻的48 hEC50、对大型蚤的48 h LC50、对斑马鱼的96h LC50及对发光细菌的15min EC50值.6种物质对大型蚤、斑马鱼及发光细菌的毒性与其价分子连接性指数、辛醇/水分配系数显著相关.发光细菌毒性结果与大型蚤、斑马鱼的毒性结果显著相关,而与小球藻不相关.     

用水毒理学方法评价家用洗涤剂的潜在危害

用5种不同产地的常用类型的家用洗涤剂,用水毒理学方法研究它们对水生动物的毒性影响并由此判断对水生态系统的潜在危害.结果表明,在远低于日常使用量的浓度下,5种家用洗涤剂均对稀有 鲫(Grobiocypris rarus)鱼苗和大型溞(Daphnia magna,HB)有急性毒性,离体条件下对鲫鱼(Carassius auratusF)鳃ATP酶有较强的抑制作用;在无急性毒性浓度下暴露时对大型溞繁殖有明显影响;当暴露于家用洗涤剂对鱼24h半数致死浓度的5%时鲫鱼鳃ATP酶受到明显抑制;家用洗涤剂溶液存放一段时间后对稀有鲫鱼苗的急性毒性和对鲫鱼鳃ATP酶的抑制作用无明显降低.因此,含有大量家用洗涤剂的生活污水排放到自然水体中后将对水生动物产生持续的有害影响.     

水体BTEX污染对大型溞和霍普水丝蚓的毒性效应及水环境安全评价

以大型溞(daphnia magna)和霍普水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)为受试生物,研究了甲苯、乙苯和二甲苯等苯系物(BTEX)的水生生态毒性效应.结果表明,3种污染物对大型溞和霍普水丝蚓毒性影响呈明显的剂量-效应关系,且毒性作用随暴露时间延长而增加.水体中甲苯、乙苯和二甲苯污染对大型溞的24h EC50分别是172.1、50.1和63.6 mg·L-1,48h EC50分别是136.9、42.9和50.3 mg·L-1;对霍普水丝蚓的24hLC50分别是194.8、71.9和88.0 mg·L-1;48h LC50分别是185.2、46.8和75.6 mg·L-1;96h LC50分别是170.4、38.8和71.9 mg·L-1.根据3种污染物对2种受试生物的毒性试验结果,预测水体中甲苯、乙苯和二甲苯的安全浓度sc分别为13.7、3.9和5.0 mg·L-1,最大允许浓度MPC分别为1.4、0.4和0.5 mg·L-1.     

生活与工业污水混合处理系统中关键毒物追踪

以常州市城北污水处理厂的进水和A^2O出水为研究对象，采用毒性鉴别评价（T IE）程序，对关键毒物进行了追踪。结果表明，进水对大型蚤（Daphnia magna）具 有24h急性毒性，经过A^2O系统的处理，出水已不显示24h急性毒性；因曝气可去除废水毒性，C18固相提取亦可去除废水毒性，据此判断进水中存在的主要毒物 为挥发性非极性有机化合物。进出水的GC／MS图谱显示，处理前后有机物浓度大大降低，关键毒物基本去除。     

Toxicity of cypermethrin to Daphnia magna HB

The acute toxic effect of the pesticide cypermethrin to Daphnia magna HB was examined. D. magna HB was exposed to cypermethrin at concentrations of 0, 1, 3, 5, 7, and 9 mg/L for 24 h. Data showed that the 24 h-LG50 of cypermthrin on D. magna HB was 4.81 mg/L. In contrast, the 24 h-LC50 of K2Cr2O7 (the national standard toxicant) to Daphnia magna was 0.38 mg/L in the current study. Results indicated that the Daphnia magna was very sensitive to pesticides. In addition, the effects of the culture condition(such as hardness, temperature and DO etc. ) on Daphnia magna HB was also studied.