不同亲疏水性质纳米氧化铝存在下铜对斜生栅藻毒性效应的研究

纳米氧化铝是应用非常广泛的一类人工纳米材料。当它被释放到水环境中后,会与环境中原有的重金属发生相互作用并对其毒性产生影响。文章研究了不同亲疏水性质的纳米氧化铝存在下铜对斜生栅藻的毒性效应,测定了藻细胞的生长抑制、金属积累及超氧化物歧化酶、谷胱甘肽、丙二醛等生化指标的变化。结果表明,纳米氧化铝显著降低了铜离子对藻细胞的生长抑制,藻细胞内铜的积累量及氧化损伤降低。但不同亲疏水性质的纳米氧化铝之间并不存在显著差别。这可能是由于纳米氧化铝对水中的铜离子发生了吸附,间接降低了藻液中的不稳态铜的浓度,从而减轻了铜对藻细胞的毒害。而纳米氧化铝的不同亲疏水性质对吸附水中铜离子的能力没有显著的影响。     

气相臭氧深度氧化协同湿法吸收脱硝工艺的氮平衡研究:以某钢铁公司300 m2烧结烟气脱硫脱硝系统为例

目前,气相臭氧深度氧化协同湿法吸收脱硝技术已成功应用于多套大型烧结烟气超低排放治理工程。然而,有关氧化产物通过吸收系统时能否从气相高效传递至液相,能否实现氮平衡等问题尚未形成共识。为此,针对某钢铁公司300 m2烧结烟气气相臭氧深度氧化协同湿法吸收脱硫脱硝系统,建立了具有清晰的氮平衡边界和明确的氮输入、输出和累积项,并且尽可能减少动态变化参数的氮平衡研究方法。在此基础上开展了氮平衡研究,结果表明:脱硫脱硝系统的氮转化率为96.4%,表明烟气中的NO_x经臭氧深度氧化后可高效吸收。随着烟气进入和排出脱硫脱硝系统的气态NO_x,随着冲洗水进入和随着石膏排出脱硫脱硝系统的NO₃-,以及吸收塔、缓冲池中累积的NO₃-是最主要的氮输入、输出和累积项,也是针对实际工程开展氮平衡研究应重点考虑的氮组分项。     

利用活性碳毡构建流通式电容去离子器件及其电容脱盐性能研究

采用活性碳毡(ACF)作为电吸附材料,构建流通式(Flow-through)电容去离子(CDI)装置,以模拟盐水为对象,考察了电压、通量、进水初始浓度及盐离子种类等条件对ACF电吸附容量的影响,并与平板式(Flow-by)电容去离子装置对比.结果表明,在流通式运行模式下,ACF电吸附容量随着电压、进水盐浓度的增大而增大,吸盐量最终会达到极值(最大吸附量).ACF电吸附容量会随着进水通量的增大先增大后减小.在电压1.2 V、通量0.053 m L·min~(-1)·cm~(-2)、进水初始浓度1000 mg·L~(-1)的条件下,流通式CDI中ACF对硫酸钠的电吸附容量达到7.73 mg·g~(-1),而平板式CDI中ACF电吸附容量为5.42 mg·g~(-1).此外,还考察了在不同盐离子类型条件下的流通式CDI脱盐效果,结果表明,ACF电极对阳离子电吸附强弱顺序依次为K~+Na~+Ca~(2+),对阴离子电吸附强弱顺序为Cl~-NO_3~-SO_4~(2-).流通式CDI装置在12个周期内脱盐效果并无明显衰减,表明CDI具有较好的稳定性.     

历史传染病疫情的环境与气候特征初探及对新冠肺炎疫情的思考

新型冠状病毒肺炎（COVID-19,简称“新冠肺炎”）疫情的暴发与流行对人类社会安全造成严重危害,同时也考验着世界各国公共卫生系统应对大型突发性传染病的防控能力.对历史传染病疫情暴发和流行的环境与气候特征进行总结,对于新冠肺炎疫情的科学研究及防控具有重要的参考价值.结果表明:①历史上人际传播的冠状病毒科、正粘病毒科传染病多暴发于北半球亚热带季风气候地区及冬春季节,而黄病毒科传染病多暴发在热带地区及高温多雨的夏秋季节.②全球变暖和极端天气催生影响传染病的暴发及传播.③人类对生态系统平衡的影响,迫使病毒宿主栖息地迁移和不同病毒宿主聚集,增加病毒变异概率和传染病暴发风险.在此基础上,提出了对新冠肺炎疫情的思考,认为适宜的气候因素可能利于疫情的暴发与流行,而热带国家疫情的暴发则说明需要重新审视气候、环境条件及生态因素对新型冠状病毒的影响.研究结果将为新冠肺炎疫情的防控和未来传染病疫情的预测及阻断提供参考和借鉴.      

甲型流感的流行与防控分析及其对新冠肺炎疫情的启示

目前新型冠状病毒肺炎（COVID-19）疫情在全球流行,对人类生命健康造成威胁.对甲型流感这一常见传染病进行流行特征、影响因素和防控措施分析,回顾总结全球为防控甲型流感做出的努力及相关科学研究成果,为新型冠状病毒肺炎疫情提供防控经验和研究思路.结果表明:①甲型流感呈季节性流行,受气候、社会、政治和文化等多因素影响,在低温低湿、人口密集的环境中表现出强流行性.②甲型流感防控研究工作主要包括季节性流感病毒监测、流感病毒的生态学研究、广谱中和抗体及通用疫苗的研究、应对流感大流行的病原学风险评估四方面,其中季节性流感病毒监测是制定公共卫生政策及后续研究的核心防控措施.③与甲型流感类似,新型冠状病毒肺炎疫情流行受温度等气候因素影响,同时社会、政治、文化等因素也影响其传播,亟需借鉴较成熟的甲型流感的防控经验、技术和平台.建议在加强病毒监测的同时,深入开展病毒生态学研究、病原学风险评估和药物开发,对完善疫情防控工作和预警预测未来可能出现的二次暴发及传播至关重要.研究结果将为新型冠状病毒肺炎疫情和未来传染病疫情的防控及预测预警提供参考和研究思路.      

立方体和八面体微/纳米氧化亚铜对大型水蚤(Daphnia magna)的氧化胁迫和生理损伤

为了实现特定的功能和应用,越来越多不同结构特性的纳米材料逐渐被人们精确合成。一些研究指出纳米材料的物理化学特性能够显著影响纳米材料对水生生物的毒性作用,但是对于不同特性的纳米氧化亚铜的毒性研究依然比较缺乏。本研究制备了2种不同形貌和结构的微/纳米氧化亚铜(micro/nano-Cu_2O)晶体,通过对大型水蚤(Daphnia magna)进行72 h的急性暴露实验,测定了大型水蚤体内还原型谷胱甘肽(GSH)的含量以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和钠/钾腺苷三磷酸酶(Na+/K+-ATPase)的活性变化。结果表明在2种不同特性的微/纳米氧化亚铜暴露体系中,大型水蚤体内Cu的积累量差别不大,但是不同结构的micro/nano-Cu_2O对大型水蚤抗氧化酶活性和钠/钾腺苷三磷酸酶活性影响存在差别。与立方体相比,八面体micro/nano-Cu_2O能够暴露更多的{111}面,并且其原子排列使其具有较高的表面能量,因此更容易在大型水蚤肠道内诱导产生活性氧(ROS)及溶出更多Cu2+,对大型水蚤产生更强的氧化胁迫和膜损伤。     

不同价态无机砷对罗非鱼肝脏砷积累及GSH/GST解毒代谢的影响

低剂量中长期暴露下的氧化胁迫是砷对水生生物致毒的重要机制之一。本文通过对罗非鱼进行32 d的食物相砷暴露,测定不同时间点罗非鱼肝脏中谷胱甘肽(glutathione,GSH)含量和谷胱甘肽巯基转移酶(glutathione S-transferase,GST)活性,揭示不同价态无机砷对罗非鱼肝脏中GSH/GST的影响机制。经三价砷(As(III))暴露后,砷含量在2 d内显著增加而在随后的30 d内无显著性差异; 0～2 d内GSH含量显著增加,后降低,13 d后GSH含量均低于空白组; 0～6 d GST活性均大于空白组,6～8 d GST活性降低,8 d后活性高于空白组,且32 d达到最大值。经五价砷(As(V))暴露后,罗非鱼肝脏中砷含量逐渐增加,在20 d时达到最大值而后无显著性差异; 0～2 d时GSH含量降低,随后逐渐增加,在16 d达到最大值,16 d后GSH含量均低于空白组; 0～8 d时GST被大量诱导合成,8～20 d时GST合成被抑制,20 d后活性增加,在32 d达到最大值。As(III)和As(V)对罗非鱼GSH/GST的不同影响与其在罗非鱼体内的积累量有关。As(III)暴露后各时间点罗非鱼肝脏中的砷含量与GSH含量呈统计学正相关,而As(V)暴露无明显相关性。这是因为As(V)进入罗非鱼肝脏后会还原为As(III),进而GSH作为可提供巯基的还原剂而被大量消耗。另外,As(III)暴露后各时间点罗非鱼肝脏中的砷含量与GST活性呈显著负相关,而As(V)暴露却呈现出很强的滞后性,这是由于进入生物体内的As(V)需转化为As(III)后,才可直接作用于酶系统。可见,不同形态砷对水生生物的致毒机制需进一步深入研究。     

海南东寨港红树林湿地污染监测与评价研究

近年来海南东寨港红树林湿地生态环境受到严重污染,加之从2012年来以有孔团水虱为主的海洋污损动物在保护区内大面积爆发,使红树林遭受严重破坏。因此对海南东寨港红树林湿地进行污染监测、污染源分析及生态系统健康诊断、评估、预警是非常必要的。本文在对东寨港红树林湿地连续5 a监测和污染调查的基础上,采用单因子污染指数法、内梅罗指数法和综合营养状态指数法评价海南东寨港红树林自然保护区的污染状况和变化特征,探究其主要污染因子及其成因,并根据评价结果对红树林湿地生态系统的恢复提出相应对策与建议。研究结果显示在近5 a的时间里海南东寨港红树林湿地经历了从2013年—2015年污染程度逐渐减轻,到2016年—2017年污染情况再次严重的过程。根据三种污染评价方法得出近两年塔市、山尾村、三江镇区域水质污染和富营养化情况最严重,水体污染以有机质和氮污染为主。相关管理部门应加强监管并采取相应措施,控制高位池养虾数量,实施退塘还林及虾塘养殖废水处理等措施,尽快使海南东寨港红树林生态系统得以恢复。     

热扩散管的设计与性能测试

为研究挥发性组分对气溶胶特性的影响,设计加工了一种热扩散管（Thermal Denuder,以下简称TD）,由解析管和吸附管组成,调节温度范围为50~350℃;与文献中已有设计相比,本设计改进了测量TD管内部温度的位置,使得测温、控温更加准确;采用两段加热的方式使得温度分布更为稳定,延长有效停留时间.TD管性能测试表明：TD管内温度分布较均匀,可有效去除挥发性组分;当颗粒物的粒径大于60 nm时,颗粒物在不同温度的TD管内的传输效率变化很小,可近似看作是一个常数.