双信号细胞电化学法检测氯酚类的毒性

以多壁碳纳米管和离子液体复合修饰电极(MWCNTs-IL/GCE)为工作电极,运用线性扫描伏安法(LSV)研究了人乳腺癌(MCF-7)细胞的电化学行为,检测到了2个明显的氧化峰,其氧化峰电位分别为0.725 V和1.038 V.结合4种嘌呤碱基与模型细胞的电化学行为比较与高效液相色谱分析,确定细胞的电化学响应来源分别为细胞质中黄嘌呤与鸟嘌呤、次黄嘌呤与腺嘌呤的电化学氧化.基于2个响应信号峰电流的变化,研究了五氯酚(PCP)、2,4,6-三氯酚(TCP)和2,4-二氯酚(DCP)对MCF-7细胞的毒性效应,根据剂量-效应关系曲线计算半数抑制效应浓度(IC50)值,并与四甲基偶氮唑盐(MTT)比色法进行比较.结果发现,氯酚类污染物对MCF-7细胞活性有明显抑制作用,细胞电化学法与MTT法测得细胞毒性顺序均为:PCPTCPDCP,表明细胞电化学法可以快速、准确地评价氯酚类污染物的细胞毒性.该研究结果可从核苷酸代谢角度为危害化学品的安全无标记、准确客观的毒性评价方法建立提供新思路.     

施用堆腐有机肥对水稻土中六氯苯脱氯降解影响

采用水稻盆栽实验,供试土壤为红壤性水稻土和乌栅土,分别设定对照及添加1%和2%堆腐有机肥的处理,研究施用该有机肥对六氯苯(HCB)在种水稻土壤中还原脱氯降解的影响,并分析甲烷生成与HCB脱氯降解的关系.结果表明,18周之后,红壤性水稻土中HCB可提取态残留减少了28.6%～30.1%,乌栅土中HCB可提取态残留减少了47.3%～61.0%;水稻植株吸收的HCB及其降解产物量仅为土壤中HCB初始量的千分之几;HCB发生脱氯降解主要生成五氯苯(PeCB);由于乌栅土的pH和可溶性有机碳含量均高于红壤性水稻土,HCB在乌栅土中的脱氯降解效率较高;在红壤性水稻土中和乌栅土中,施用1%和2%堆腐有机肥分别在第6和第10周后显著抑制PeCB生成,且PeCB生成速率在有机肥的2个添加水平之间均无显著差异;产甲烷菌在脱氯降解中的作用因环境条件而异.     

铁铜催化剂非均相Fenton降解苯酚及机制研究

通过浸渍法制备了负载于活性炭(AC)上的金属催化剂Fe/AC、Cu/AC和Fe-Cu/AC,并通过X射线衍射(XRD)、物理吸附仪及X射线光电子能谱(XPS)对其进行了表征.研究了非均相Fenton反应催化H2O2降解苯酚废水的工艺参数,并通过中间产物分析和电子自旋共振谱(ESR)探讨了过程反应机制.实验表明,Cu/AC催化剂中铜主要以CuO形式存在,Fe/AC中铁以多价态形式存在,以无定形形态分散于活性炭中.Fe/AC、Cu/AC和Fe-Cu/AC催化过氧化氢降解苯酚60 min内降解率分别达到96.7%、77.5%和99%;Cu/AC和Fe-Cu/AC催化剂中活性组分铜和铁有一定溶出,而Fe/AC中活性组分铁溶出很少,苯酚降解主要是以非均相催化为主,同时在三轮循环实验后的苯酚降解率仍然高达93%以上,显示了良好的催化稳定性.在优化条件pH=3、T=303 K及初始H2O2为4.38 mmol.L-1下,Fe/AC催化过氧化氢对苯酚和TOC去除率分别达到97%和53%,没有催化剂时苯酚几乎不降解.ESR结果表明Fe/AC催化过氧化氢产生了羟基自由基,证明苯酚降解是以羟基自由基氧化为主;通过高效液相色谱(HPLC)检测苯酚降解中间产物主要有邻苯二酚、对苯二酚和对苯醌,推测苯酚降解途径主要为邻位和对位的羟基取代反应.     

给水管网中耐氯分枝杆菌的灭活特性及机制研究

近年来,在饮用水管网中检测到耐受消毒剂的微生物,对于饮用水安全造成威胁.课题组由南方某城市自来水管网中分离出1株耐氯的产黏液分枝杆菌(Mycobacteria mucogenicum),并对其灭活特性和耐氯机制进行了研究.使用自由氯、一氯胺和二氧化氯对其进行消毒实验,测定CT值.99.9%灭活产黏液分枝杆菌时,自由氯的CT值为(76.25±47.55)mg·min·L-1,一氯胺为(1 396±382)mg·min·L-1,二氧化氯为(13.5±4.9)mg·min·L-1.采用透射电镜对产黏液分枝杆菌的消毒过程进行观察,发现消毒后细菌结构疏松,细胞器层次变得不清晰,核心肿胀溶解.产黏液分枝杆菌具有较好的疏水性,测定其表面疏水率为37.2%,远高于其他细菌,使得亲水性消毒剂不易进入细菌内部,是其耐受含氯消毒剂的原因之一.     

CTAC改性膨润土吸附去除水体中高氯酸盐的离子交换性能研究

选用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)改性膨润土以提高膨润土对ClO4-的吸附能力.试验结果表明,CTAC改性能显著提高膨润土对ClO4-的吸附能力,在0.1～l mmol·L-1的C1O4-溶液中,6h内能迅速达到吸附平衡.有机膨润土对ClO4-的吸附最符合Langmuir等温吸附模型,其吸附容量可达0.48 mmol·g-1.pH值在4～10范围内变化对ClO-的吸附几乎没有影响.高的分配系数(Kd＞1.5×103cm3·g-1)表明有机膨润土对ClO4-有很高的选择性,各阴离子的分配系数从小到大的顺序为HPO42-＜ SO42-＜ NO3-＜ ClO4-,这与阴离子的自由水合能大小相一致.1 mol·L-1 HCl溶液对吸附剂的再生效率在96％左右,可直接使用,不用再改性.     

Sensitive voltammetric and amperometric responses of respiratory toxins at hemin-adsorbed carbon-felt

A hemin [iron-Fe(III) protoporphyrin IX chloride] was adsorbed onto a carbon-felt (CF), which is a microelectrode ensemble of micro carbon fiber (ca. 7 μm diameter). The resulting hemin-adsorbed-CF (hemin-CF) showed a well-defined redox wave based on the hemin-Fe(III)/Fe(II) redox process with the formal potential of -0.225 V vs. Ag/AgCl in deoxygenated phosphate/citrate buffer solution (0.1 mol/L, pH 5.0). The apparent heterogenous electron transfer rate constant was estimated to be 8.6 sec^-1. In air-saturated electrolyte solution, the hemin-CF exhibited an excellent electrocatalytic activity for the reduction of dioxygen (O₂). This activity was reversibly inhibited by respiratory toxins such as cyanide and azide, which bind sixth coordination position of iron active center of hemin. The electrocatalytic O₂ reduction current at the hemin-CF was modulated by the toxins in a concentration-depending manner. Based on the relationship between the inhibition and the toxin concentration, apparent inhibition constants of cyanide and azide were evaluated to be 4.52 and 1.98 μmol/L, respectively. When the hemin-CF was used as a working electrode unit of the CF-based electrochemical flow-through detector with air-saturated carrier, the injection of the azide induced peak-shape current responses, which allowed rapid and continuous flow-amperometric determination of azide with high sensitivity.     

BiOCl/MWCNTs复合催化剂对罗丹明B光催化降解研究

以B(iNO3)3.5H2O和NaCl为原料,多壁碳纳米管(MWCNTs)为载体,水解法合成碳纳米管负载氯氧化铋复合型光催化剂(BiOCl/MWCNTs)。通过TEM、XRD、UV-Vis对催化剂的微观形貌、主要成分和光学吸收进行了表征,并以500 W氙灯为可见光光源,研究了其对罗丹明B的光催化降解能力。TEM和XRD结果表明,复合催化剂中BiOCl成块状与MWCNTs结合,粒径小,分散好;UV-Vis则显示,BiOCl/MWCNTs对420⁷80 nm波长段的光的吸收强于BiOCl,有利于可见光催化。光照2.5 h后,BiOCl和BiOCl/MWCNTs对罗丹明B的降解率分别达到78%和96%。BiOCl/MWCNTs对罗丹明B光催化反应符合一级反应动力学特征,速率常数为1.23 h-1,相比BiOCl提高了98.2%。     

缺水重污染河流环境内分泌干扰物PCP水质基准研究

基于USEPA ECOTOX水生生物毒理学数据,文章采用物种敏感性分布曲线法(SSD)和自然对数-累积概率型分布拟合法对缺水重污染河流———渭河陕西段中的环境内分泌干扰物五氯苯酚(PCP)的水质基准(WQC)进行了研究。研究结果显示:渭河陕西段中的PCP基准最大浓度(CMC)为21.35μg/L,基准连续浓度(CCC)为4.27μg/L。文章还给出了渭河陕西段中PCP水质基准的累积正态分布函数与概率密度函数。文章对渭河陕西段中PCP的WQC进行了确定性分析,分析结果认为在相关假设前提下PCP的WQC具有较高的参考价值,其确定性概率介于73.68%¹00%之间。     

Ni-Fe/泡沫镍催化还原体系脱氯工艺参数的优化及表征

以泡沫镍做载体,采用电沉积法制备出镍/铁/泡沫镍双金属催化还原剂,并对目标污染物氯乙酸进行了脱氯研究,分析了催化还原剂在制备过程中沉积液浓度、电流密度对催化活性的影响,采用扫描电子显微镜对双金属体系表征以观察所制备的催化还原剂的表面形貌,可以观察到采用电沉积制备的Ni/Fe-泡沫镍双金属还原剂在基体泡沫镍上分布均匀、密集、呈针状结构,在一定电流密度下,沉积60 min的情况下无团聚现象。研究表明,本研究所制备的镍-铁/泡沫镍双金属催化还原剂对氯乙酸具有良好的脱氯效果。     

高原泥炭沼泽区高浓度溶解性铁的成因研究

以世界上最大的高原泥炭沼泽聚集区若尔盖泥炭沼泽区为研究对象,调查可溶性总铁浓度,并开展利用钙盐去除DOC的对照实验,研究泥炭沼泽区水体中对高含量溶解态铁的地球化学成因。结果表明:若尔盖地区水体呈碱性,其可溶性铁浓度远高于世界上其他非沼泽性河流和沼泽性河流。随着钙盐的加入,水样中有机质浓度显著下降(n=23,P=0.019 3<0.05)。水样中可溶性铁和水溶性总酚的浓度无显著下降(n=23,P铁=0.168>0.05,P酚=0.069 6>0.05)。结果证实,泥炭沼泽源酚类物质是水体中铁离子的主要有机配体。因此,若尔盖泥炭沼泽区碱性水体中高含量溶解性铁的地球化学成因与沼泽释放的大量酚类物质与铁离子的络合作用有关。