纳米与微米尺度氧化锌体外遗传毒作用特征的比较研究

为揭示纳米氧化锌(ZnO)遗传毒作用特征,以便为纳米材料的安全性评价提供科学依据,利用胞质分裂阻滞微核细胞组学实验和碱性彗星实验比较了纳米和微米尺度ZnO的遗传毒性.结果显示:①微米尺度ZnO在0.02～2.5 μg·mL-1剂量下对微核、核质桥、核芽和核分裂指数(nucleus divided index,NDI)均...     

纳米与微米级零价铁降解2,4,6-三氯酚动力学比较

研究了在反应表面积相近条件下,纳米与微米级零价铁(Fe0)降解水相中2,4,6-三氯酚(TCP)的动力学差异.结果表明,纳米与微米级Fe0降解TCP过程均符合准一级反应动力学,表观反应速率常数Kobs分别为0.0165h-1和0.0046h-1,其比值(3.6)接近纳米与微米级Fe0对TCP的初始吸附量比值(2.9).造成2种Fe0降解与吸附效率差异的主要原因在于颗粒表面点位单元活性不同.Fe0对TCP的作用可分为2个阶段:前一阶段非反应点位主导的吸附作用高于反应点位主导的降解作用,后一阶段刚好相反.反应过程中,纳米与微米级Fe0反应组体系pH值从初始的5.7分别升至10.5和8.2,体系pH值处于酸性范围时可提高TCP降解速率.纳米Fe0在反应过程中表面氧化不断增加,其中大部分铁氧化物沉积在颗粒表面,少量以离子态存在于水相中.     

纳米材料对生物体的毒性研究

运用Einstein第一扩散公式和沉降公式,半定量、定量地说明纳米粒子沉降速度大约是微米粒子的千万分之一,更易悬浮在大气和溶液中,被生物体通过呼吸系统和循环系统所吸收;运用范德华力引起的相互作用势能公式,半定量地说明纳米粒子比微米粒子更容易吸附和团聚,通过大气中粒子转化、水体及土壤中的迁移传播等途径,由食物链富集到生物体内。可见,纳米粒子要比微米粒子的毒性更加严重,更能影响生物体的健康。同时,从纳米材料毒性影响因素对生物体的作用上看,纳米粒子也是严重影响着生物体的健康,给生物体带来极大的危害,并根据纳米材料的毒性研究结果为今后纳米技术的良性发展提出了新的方向。     

北京道路交通环境亚微米颗粒物元素组成特征及来源分析

于2011年12月和2012年8月对北京北四环道路交通环境中亚微米颗粒物(PM1)进行了采样,并对PM1的质量浓度、元素组成及主要来源进行了分析.夏季非灰霾时段PM1日平均浓度为(52.5±29.9)μg·m-3,灰霾时段PM1浓度增加到(154.2±36.3)μg·m-3;冬季非灰霾时段PM1日均浓度为(59.6±32.5)μg·m-3.采用X射线荧光光谱法(XRF)对颗粒物中元素进行分析,共得到Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Ba和Pb等21种元素的质量浓度.其中S、Cl、K、Na、Si、Zn、Fe和Ca等8种元素含量较高,占测试元素质量浓度90%以上.污染元素浓度呈现显著的季节差异,夏季S元素浓度较高,冬季As、Cl、K、Pb、Mn、V、Cd和P等元素浓度较高.应用富集因子法发现,PM1相对PM2.5能够更好地反映人为源的元素污染特征.应用因子分析法分析出PM1的3个元素浓度贡献主成分因子:因子1反映燃煤、交通源排放和生物质燃烧,因子2反映道路及建筑扬尘贡献,因子3反映机动车排放和工业排放.因子1和因子3之和的夏季和冬季贡献比例分别高达46.8%和68.3%,表明来自机动车、燃煤、生物质燃烧等重要人为源对道路交通环境PM1浓度的贡献显著高于其他来源.灰霾期间S、As、Pb等污染元素浓度明显高于非灰霾期间,地壳元素在灰霾期间无明显浓度变化.     

微纳尺度SiO2对雄性大鼠生殖功能损伤的实验研究

为了探讨纳米与微米尺度SiO2对雄性大鼠的生殖毒性作用,选择不同剂量的纳米SiO2(20～40nm)与微米SiO2(1～10μm)采用气管滴注方式对雄性Wistar大鼠分组染毒.于染毒5周后处死大鼠,检查附睾精子形态,并检测睾丸组织和血清中睾丸功能标志酶活性变化以及性激素含量的变化.结果表明:1)高、低剂量的纳米和微米SiO2染毒均可使大鼠发生程度不同的精子数量减少、精子活动率降低、精子畸形率升高;2)纳米SiO2染毒可使大鼠睾丸组织SDH、LDH和血清中ACP活性显著降低,而微米SiO2染毒对这些指标的影响不显著;3)纳米SiO2和高剂量微米SiO2染毒可使大鼠血清T和睾丸匀浆T浓度显著降低,而对血清LH没有显著影响;4)与微米SiO2相比,纳米SiO2对大鼠生殖功能的损伤有更严重的趋势,但相同剂量下,纳米SiO2和微米SiO2相比,各指标均无显著性差异.以上结果表明,微米和纳米尺度SiO2染毒均可使大鼠生殖功能产生损伤,使部分生殖功能指标发生显著变化;与微米SiO2相比,纳米SiO2对大鼠生殖功能的损伤有更严重的趋势.     

CuO/γ-Al_2O_3的制备及其湿式催化氧化性能研究

针对常温常压的废水双氧水催化氧化,采用浸渍法制备CuO/γ-Al2O3催化剂,利用比表面积、XRD手段表征了制备工艺对催化剂的影响,以模拟苯酚废水为研究对象考察催化剂的催化性能.研究表明,焙烧温度和活性组分含量等显著影响催化剂的性能,催化剂对双氧水催化氧化苯酚溶液具有较高的催化活性.     

亚微米颗粒物和微米颗粒物中的铅在水稻叶片中的富集比较

叶片对大气颗粒物中铅的吸收富集会对水稻本身产生毒性效应,然而目前关于叶片对不同粒径颗粒物中铅富集能力的研究较少.因此,本研究采用叶片喷施等铅浓度飞灰颗粒物的方法,探讨水稻生长后期剑叶对亚微米颗粒物和微米颗粒物中铅的吸收作用,讨论不同粒径颗粒物中铅向叶片迁移的可能机制.结果表明,向水稻剑叶分别喷施等铅浓度的亚微米飞灰颗粒物和微米颗粒物后,亚微米颗粒物处理组的剑叶和稻米的铅含量均显著高于微米颗粒物处理组.亚微米颗粒物中的铅从叶片反面表皮向内扩散,富集在维管束中,并引起叶肉中铅含量的 显著升高.相比之下,微米颗粒物处理组的铅向植物叶片内迁移扩散趋势较弱.基于铅同位素分析,亚微米颗粒物组飞灰源对叶肉中铅含量的贡献为80%,而微米颗粒物组飞灰源的贡献仅为31%~42%.亚微米颗粒物组铅在细胞质中的含量比例升高,由此产生的毒性作用会更大. 因此,关注大气亚微米颗粒物中铅在水稻叶片的迁移富集具有一定的必要性.     

油墨含能NiCr桥电爆换能规律及间隙点火性能研究

目的 针对低功耗换能元点火能力不足的问题,采用油墨直写技术制备一种油墨含能NiCr桥换能元。方法 以Al/CuO为主体含能材料,完成含能油墨的制备,并将其集成到NiCr桥上,形成油墨含能NiCr桥。对油墨含能NiCr桥换能元进行电爆实验和间隙点火实验,验证油墨含能NiCr桥的非接触式点火能力。结果 在24 V/100 µF条件下,油墨装药量为2.9 mg时,油墨含能NiCr桥可以在5 mm间隙下点燃B/KNO3装药,在间隙为1 mm条件下,油墨含能NiCr桥能够成功引发装药为硝酸肼镍的雷管。结论 含能油墨的引入能够增强NiCr桥的点火起爆能力,有望在工程实践中进行应用。     

纳米CuO在水体环境中的转化行为及其对大型溞的毒性效应

为探究纳米CuO颗粒（CuO NP）在水体中的环境暴露风险,考察了腐殖酸（SRHA）和酸根离子对CuO NP转化行为的影响,探讨了CuO NP在不同条件下转化对大型溞的毒性效应差异.结果表明,与单独水体中CuO NP的转化行为相比,H₂PO₄^-显著促进了CuO NP释放Cu²⁺,Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-对CuO NP的转化行为没有显著影响,而CO₃^2-、HCO₃^-、PO₄^3-、HPO₄^2-抑制了CuO NP中Cu²⁺的释放;SRHA显著促进了CuO NP释放Cu²⁺,但HCO₃^-、PO₄^3-的存在可以明显抑制SRHA促进CuO NP中Cu²⁺释放的进程.CuO NP在单独水体中,以及在Cl^-、PO₄^3-和SRHA+PO₄^3-存在的水体中转化后对大型溞的致死中浓度为16~32 mg·L^-1,而在SRHA与SRHA+Cl^-存在的水体中转化后对大型溞的致死中浓度分别降到0.8和2.5 mg·L^-1,说明SRHA促进了CuO NP释放Cu²⁺,提高了CuO NP颗粒分散性,使其易于被大型溞体内细胞组织摄取,增加了CuO NP对大型溞的毒性效应,因此,环境转化对CuO NP的环境暴露风险有重要影响.