X射线荧光光谱分析法及其应用

由于X射线荧光光谱具有选择性高、干扰较小、分析样品不被破坏的特性,应用光谱分析是一种特效性、准确度和灵敏度都很好的一种定量分析方法,因此X射线荧光光谱被广泛应用于各大领域。主要介绍X射线荧光光谱的产生、基本原理和方法,以及在筛选电子电气设备中限制使用物质铅、汞、铬、镉和溴的应用,并对X射线荧光光谱发展进行展望。     

三维荧光光谱法研究四环素与活性污泥EPS的相互作用

用三维荧光光谱仪研究了活性污泥EPS(Extracellular polymeric substances)和四环素的相互作用。活性污泥EPS中发现2种类蛋白荧光峰A(Ex/Em=225/340)和B(Ex/Em=280/338),其荧光强度随着盐酸四环素的加入而显著降低,峰A和盐酸四环素结合生成了不发荧光的物质,而峰B和盐酸四环素结合生成的物质在Ex/Em=295/416 nm处发荧光。峰A和峰B与盐酸四环素的相互作用适合用修正后的Stern-Volmer和Hill模型拟合,盐酸四环素和峰A的结合点位数、结合常数分别为1.33、7.02,大于和峰B的结合点位数和结合常数,说明盐酸四环素和荧光峰A的结合比较稳定。猝灭速率常数kq远远大于最大扩散碰撞猝灭速率常数(2.0×1010L(/mol.s)),表明峰A和峰B和盐酸四环素相互作用的荧光猝灭主要是静态猝灭过程。因此土壤和水环境中大量存在EPS会影响盐酸四环素在环境中的迁移转化。     

Cu~(2+)离子与蛋白质混合体系相互作用机制研究

应用荧光光谱法研究Cu2+离子与血清蛋白质混合组份体系的结合反应机制,测定了反应体系的结合常数K、结合位点数n,探讨了荧光猝灭机理。同时探索了Cu2+与蛋白质混合组份体系及单一组份体系相互作用的差异。结果表明:混合组份体系中,牛血清白蛋白(Bovine serum albumin,BSA)与牛乳铁蛋白(Bovine lactoferrin,BLF)分子间也存在着相互作用,从而影响混合组份体系中BSA/BLF与Cu2+的相互作用,Cu2+与蛋白质混合组份体系相互作用并非蛋白质单组份体系作用之和。分析实验数据,首次发现当BSA/BLF达到临界比值时,金属离子与混合蛋白质组份相互作用过程中出现了蛋白质分子的"契合"现象。文章利用生物酶反应机制中的酶活性部位柔性假说合理解释了Cu2+与血清蛋白质混合组份体系相互作用中的"量敏效应"。     

儿茶酚抑制藻细胞活性过程中IOM的三维荧光特性

以天然水体中藻类为研究对象,研究了儿茶酚对藻类的抑制效应,并采用三维荧光法分析了抑藻过程中胞内有机物的释放及降解情况。水样A和水样B分别采自某护城河和一景观水体。结果显示,儿茶酚能够有效抑制实际水体中藻细胞活性,当儿茶酚终浓度为10 mg/L培养6 d后,水样A和水样B的抑藻率分别达90%和94%,且抑藻率随着投加浓度的增加、培养时间的延长相应增加。在投加儿茶酚后,水样类蛋白荧光峰强度显著增加,但随着培养时间的延长,峰强均有所降低,细胞释放的类蛋白物质发生降解。当投加儿茶酚浓度低于1 mg/L时,藻细胞活性受轻度抑制,会释放类富里酸物质,当儿茶酚投加浓度高于5 mg/L,藻细胞活性受到强烈抑制,不会释放类富里酸物质。投加儿茶酚会增大水样COD浓度,但对水样TN浓度没有影响。     

纳米TiO_2胶体分离富集水样中痕量镍研究

利用纳米二氧化钛胶体比表面积大,吸附能力强以及吸附离子沉积后又很容易转化为胶体的特点,提出用纳米二氧化钛胶体富集水样中痕量镍。系统研究了胶体纳米二氧化钛对N(iII)的吸附行为,考察了吸附时间、酸度以及共存离子对吸附行为的影响。研究结果表明:在优化条件下,纳米二氧化钛胶体对N(iII)的吸附率可达99%以上。建立了纳米二氧化钛胶体分离富集与火焰原子吸收光谱联用测定水样中痕量镍的方法。该法检出限(3σ)为4.17μg/L,相对标准偏差(RSD)为2.8%;并且由于纳米二氧化钛胶体吸附镍后不需要脱附,分析过程简便、快速;用于实际水样中痕量镍的测定,结果满意。     

气相色谱/串联质谱法分析水中痕量酞酸酯

采用C18固相萃取结合气相色谱/三重串联四极杆质谱联用仪建立了地表水中痕量酞酸酯(PAEs)类化合物的分析方法。使用串联质谱特有的多反应监测模式可以很好的去除基质的背景干扰,对列入美国环保局优先控制污染物名单的六种PAEs均实现基线分离,在50～1 000 ng/mL范围内线性良好,6种PAEs的相关系数均大于0.99,加标回收率在89.8%～103.4%之间,方法的精密度较好(RSD<10%)。应用于实际地表水样品中PAEs的分析表明,某市地表水中含有邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯,其中邻苯二甲酸二丁酯含量最高(均值为1.25μg/L),邻苯二甲酸丁基苄基酯和邻苯二甲酸二辛酯均未检出。     

间歇式气水联合反冲洗生物炭池的试验研究

为合理控制生物炭池的反冲洗过程,改善其整体运行性能,试验以反冲洗出水浊度、反冲洗前后有机物的去除率和炭池的生物量、生物活性的变化等为评价指标,比较分析3种不同的气水联合反冲洗方式对生物炭池运行效果的影响.结果表明,间歇式气水联合反冲洗更适合于生物炭池,反冲洗后生物活性明显升高,比反冲洗前增加了62.5%;而气+水的反冲洗方式和气水混合+水冲的反冲洗方式的生物活性增加率为55.6%、38.5%.间歇式反冲洗308h后,反应器能恢复运行性能,UV254去除率达60.0%.反冲洗出水的类富里酸荧光峰很弱,而以低激发波长类色氨酸(峰S)和高激发波长类色氨酸(峰T)为主,这来源于被冲刷下来的微生物残片.三维荧光光谱也表明,间歇式气水联合反冲洗容易将微生物残片冲刷干净.     

尼龙6纳米纤维膜富集/固相表面荧光法快速检测水体痕量多环芳烃研究

以静电纺丝法自制的尼龙6纳米纤维膜为吸附材料,建立了快速测定水体痕量多环芳烃(PAHs)的固相表面荧光光谱法(SSF)。将直径为5 cm的尼龙6纳米纤维膜作为滤膜用于抽滤菲、芘、荧蒽的水溶液,将膜自然晾干后置于可变角粉末样品池上,利用荧光分光光度计测量膜表面PAHs的三维固相表面荧光光谱特征,确定最佳激发发射波长,考察荧光强度随溶液初始质量浓度的线性变化关系。结果表明,菲、芘、荧蒽的最大激发发射荧光中心分别位于Ex/Em=255nm/368 nm、Ex/Em=340 nm/376 nm和Ex/Em=290 nm/437 nm处。当抽滤水样体积为500 m L时,菲、芘、荧蒽荧光强度与初始质量浓度之间的标准曲线分别为y=9432.4x+261.1,线性范围为5~500ng/m L;y=753480x+805.51,线性范围为0.2~10 ng/m L;y=9946.06x+603.48,线性范围为10~400 ng/m L,检出限分别为0.973 ng/m L、0.016 2 ng/m L和0.089 6 ng/m L。当质量浓度分别为100 ng/m L、10ng/m L和50 ng/m L时,7次测量的相对标准偏差(RSD)分别为7.1%、2.6%和5.1%,平均值相对误差分别为1%、2%和-0.2%。自来水低中高3个质量浓度的平均加标回收率分别为87.2%~98.2%、101%~120%、85.8%~92.3%。本方法具有简便、经济、灵敏度高等优点,适合于水体痕量PAHs的快速测定。     

东方香蒲对铜绿微囊藻多糖及亚显微结构的影响

采用东方香蒲(Typha orientalis Presl)和铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)共培养的试验方法研究了东方香蒲对铜绿微囊藻多糖及亚显微结构的影响。结果表明:在质量浓度为20 g/L和40 g/L的东方香蒲化感胁迫下,铜绿微囊藻总糖(TSP)、胞内多糖(IPS)及固着性胞外多糖(bEPS)含量呈现先增加后逐渐降低的趋势,溶解性胞外多糖(sEPS)含量在培养过程中呈现逐渐增加的趋势,表明东方香蒲化感胁迫在前期促进了铜绿微囊藻的多糖合成和分泌,但在培养后期抑制多糖合成,并进一步促进多糖分泌和溶解;在培养后期,藻细胞叶绿素荧光参数包括YⅡ(光系统Ⅱ有效量子产量)、ETR_(max)(线性最大电子传递速率)显著降低,表明东方香蒲对铜绿微囊藻的光合系统产生了明显的化感抑制,光合活性及光合效率明显下降;藻细胞亚显微结构显示,在培养后期,藻细胞类囊体片层分解断裂,表明经过持续地化感胁迫,东方香蒲诱导铜绿微囊藻产生氧化胁迫,藻的光合系统受到严重破坏。东方香蒲使用量越高,藻细胞结构损伤越严重。     

活性污泥中的腐殖酸对实时荧光定量PCR的影响

活性污泥基因组中的腐殖酸会影响实时荧光定量PCR检测的准确性.本研究采用抽提基因组前腐殖酸去除试剂盒、抽提基因组后腐殖酸去除试剂盒、抽提基因组前后共同去除试剂盒3种不同的方法,去除活性污泥基因组中的腐殖酸,经过PCR和实时荧光定量PCR方法的验证找出腐殖酸去除的最适方法;通过DNA酶Ⅰ消化基因组DNA保留杂质腐殖酸,向其中掺入已知浓度的总细菌质粒,5个浓度10倍梯度稀释10 ng·μL~(-1)的定量模板,探究腐殖酸和梯度稀释模板对活性污泥总细菌实时荧光定量PCR的影响.结果显示,在不同处理组中,通过反复洗脱的方式在基因组抽提前去除活性污泥中的腐殖酸,DNA的得率(162.46 ng·μL~(-1))最多,A260/230值为1.34,A260/280值为1.80,腐殖酸的残留最少;去除腐殖酸后外加内标质粒组,梯度稀释10 ng·μL~(-1)模板100倍及以上,腐殖酸的抑制效应显著降低后保持不变(p0.05),100倍以内变化不显著(p0.05);抽提前去除腐殖酸组进行实时荧光定量PCR的抑制效率为6.16%,显著低于对照组的72.68%(p0.05).研究表明,抽提前去除活性污泥腐殖酸,抽提后将基因组模板稀释100倍可显著降低活性污泥实时荧光定量PCR的抑制效率,提高定量结果的准确性.