高锰酸钾凝胶缓释剂的制备及其缓释去除水中三氯乙烯

本研究开发一种结合原位化学氧化和二氧化硅溶胶-凝胶的可控氧化剂释放技术,制备出一种高锰酸钾(KMnO₄)凝胶缓释剂(SRPG).优化SPRG的制备条件和探究影响其在水中缓释效率的因素,并考察其对不同氯代烃的降解效果.结果表明：二氧化硅溶胶的质量分数、KMnO₄的含量及pH对SRPG凝胶化过程有显著的影响;提高缓释剂中KMnO₄的含量和降低二氧化硅溶胶质量分数,可有效提高SRPG中KMnO₄的释放速率,当KMnO₄质量分数为6.51‰,二氧化硅溶胶质量分数为40%,KMnO₄的释放符合拟一阶动力学,释放速率k_obs=0.83 h-1(R²=0.9750),且12 h后KMnO₄释放率为82.7%;SRPG可有效降解水中氯代烃污染物,其中对三氯乙烯(TCE)的去除效果最佳,反应24 h可去除水中98%的TCE.因此,SRPG在原位化学氧化修复土壤和地下水中氯代烃的实际工程中具有良好的应用前景.     

Investigation of spark ignition processes of laminar strained premixed stoichiometric NH3-H2-air flames

A knowledge of the ignition properties of ammonia (NH${}_3$)/hydrogen (H${}_2$) mixtures is important because of their abundance in chemical engineering processes, and also because of their prospective role as fuels in future energy systems. In particular, the question arises if and how important characteristics like ignition limits and minimum ignition energies in NH${}_3$/H${}_2$ mixtures are related to the physical conditions. To address this question, this work studies ignition process in ammonia/hydrogen mixtures by numerical simulations. These track the evolution of ammonia/hydrogen mixtures during and after the deposition of a certain ignition energy, using a detailed treatment of chemical reactions and molecular transport. Studies on the influence of different system parameters on the minimally required ignition energy are performed. These are the strain rate, hydrogen content, pressure and initial (pre-ignition) temperature. Significant findings include a quasi-linear correlation between the transition strain rate, defined as the strain rate below which no external energy is required to initiate successful ignition (auto-ignition) and a characteristic reaction rate, defined as the inverse of ignition delay time in homogeneous, quiescent mixtures. Also, the relative decay of minimum ignition energy with increasing hydrogen content is less pronounced for higher pressures. Analysis of the results supports a knowledge-based approach towards fail-proof ignition devices and reliable prevention of hazards. The simulations are used for assessing the ignitability of ammonia and its mixtures with hydrogen.     

基于病毒宏基因组学鉴定水环境中噬菌体携带的新型耐药基因及其耐药特点分析

水环境作为耐药基因的存储库，为耐药基因的水平转移和新型耐药基因的产生提供重要场所.但到目前为止，对水环境中病毒携带耐药基因的特征及其功能还知之甚少.因此以南四湖和东平湖为研究对象，利用病毒宏基因组学结合体外实验的方法探讨水环境中病毒携带新型耐药基因的情况及其耐药特点.通过分析病毒基因组的片段（reads）和重叠群（contigs），鉴定出多种耐药基因，包括AAC（6’）、Qnr A、Van Y、Vat和β-内酰胺酶基因.值得关注的是，通过核心序列比对和进化分析，挖掘出两种噬菌体携带的新型β-内酰胺酶基因bla_NSDPV-1和bla_NSVM-1.最小抑菌浓度试验表明，这两种编码新型β-内酰胺酶的耐药基因对临床常用头孢类和碳青霉烯类抗生素具有一定的耐药性.综上所述，水环境中噬菌体很可能在新型耐药基因的产生和耐药基因散播中起着重要的作用.另外，病毒宏基因组学结合体外实验是发现噬菌体携带新型耐药基因的重要方法.     

额头皮脂-角质层中有机磷阻燃剂的垂直分布规律及健康风险评估

皮脂-角质层是有机磷阻燃剂（OPFRs）从环境进入人体皮肤的桥梁，揭示OPFRs在皮脂-角质层中浓度的垂直分布规律，对于准确评估OPFRs的皮肤暴露剂量有重要意义.本研究选取40名在校大学生为志愿者，基于胶带粘贴技术，分5层采集了志愿者额头皮脂-角质层样品，采用气相色谱-三重四极杆串联质谱仪测定其中9种OPFRs的浓度.结果显示，在校大学生额头5层皮脂-角质层中Σ₉OPFRs的总浓度为1320~3650 ng?m^-2，平均浓度为2550 ng?m^-2.其中TDCIPP含量最高（933 ng?m^-2），TPP最低（3.1 ng?m^-2）；除TPHP男性显著高于女性外（p<0.01），男女额头表面OPFRs负荷无显著性别差异.整体上，9种OPFRs均在表层皮脂中的浓度最高，且随深度增加逐步降低，Σ₉OPFRs在5层皮脂-角质层中的浓度变异系数为71%±22%.基于皮脂-角质层第1和第5层中OPFRs浓度估算其皮肤暴露剂量，分别为1.7×10^-4 ng?kg^-1?d^-1和2.3×10^-5 ng?kg^-1?d^-1，存在显著的差异.由此可知，OPFRs在皮脂-角质层中并非均匀分布，基于擦拭法获取皮肤表层皮脂中OPFRs的平均浓度并用于评估OPFRs皮肤暴露剂量，可能显著高估其生物学实际暴露水平.     

两种修复模式下CAHs污染地下水的原位对照

为探究氯代脂肪烃（CAHs）污染地下水原位修复的长效性及环境的长期响应，选择华北某废弃化工厂污染区，开展了生物刺激、零价铁（ZVI）-生物刺激耦合中试对照试验，系统对比了2种修复模式下CAHs的降解效率及地下水生物化学参数的动态变化规律.结果表明，修复后长达4~5a内总CAHs含量均降至50 μg/L以下，耦合修复策略提高了CAHs的整体降解效率且未出现浓度反弹，同时可更快速地改善地下环境，为潜在降解菌的生长提供有利条件.两种修复方式对地下水细菌多样性的长期影响基本一致，均有利于向脱硫菌门Desulfobacterota和绿弯菌门Chloroflexi演化.最终生物刺激区总细菌数量高于耦合修复区约1个数量级，但后者地下水中的脱卤球菌属Dehalococcoidia数量（2.1~35）×10³copies/mL反而高于前者（8.3~9.1）×10³copies/mL，这更有利于CAHs的彻底脱氯.