城市内河强还原性沉积物耗氧及相关因素研究

2009年7—8月间选择浙江省宁波市4条污染程度不同的内河,采集沉积物和水质样品. 采用自制的多管、多电极沉积物耗氧研究装置测得沉积物耗氧(SOD)值高达13.8～9.4×104 mg/(m2·h),其中张桂河路林市场段(ST2站)SOD为87.0 mg/(kg·h);同时测定了各站水质、沉积物理化指标. 结果表明:水体水温和沉积物w(氨氮)与SOD有较高的相关性,而有机质、底层ρ(DO)和ρ(COD_Cr)与SOD的相关性较差.表观污染严重的站位其沉积物表现出强烈的“瞬时耗氧”现象,这很可能是造成水体缺氧的主要原因之一.      

强还原处理和生物炭对设施蔬菜土壤DOM数量和光谱特征的影响

土壤强还原处理（Reductive Soil Disinfestation,RSD）可以有效地修复设施蔬菜土壤的连作障碍,但实施过程中亦会引起可溶性有机质（Dissolved Organic Matter,DOM）数量和质量的变化.本研究通过培养实验,设置未修复对照（CK）、RSD修复（RSD）、生物炭修复（BC）及RSD与生物炭联合修复（RSD+BC）4个处理,对比研究不同修复处理对土壤DOM含量和光谱特征的影响.结果表明,与CK相比,RSD、BC和RSD+BC修复后土壤的DOC含量分别增加了142.9%、24.6%和127.0%;相较于RSD处理,RSD+BC处理的DOC含量显著降低（p<0.05）.土壤DOM组分以类富里酸和类腐殖酸物质为主,RSD处理增加了类腐殖酸组分,而RSD+BC处理更有利于类富里酸物质的增加.RSD、BC及二者联合修复显著增强了土壤DOM的芳香化和腐殖化程度.结构方程模型分析表明,土壤pH对DOC含量和腐殖化指数（HIX_em）产生直接正效应,土壤氧化还原电位（E_h）对DOC含量具有直接负效应,pH亦可通过影响DOC含量间接影响微生物量碳（MBC）和荧光指数（FI）.     

五氯酚在土壤胶体界面的还原转化

提取玄武岩发育的红壤胶体,用恒温厌氧平衡动力学方法,研究土壤胶体界面五氯酚的降解效果,以及外加Fe2+和草酸对五氯酚还原转化的影响. 结果表明,厌氧条件下玄武岩发育赤红壤和砖红壤胶体对五氯酚均具有一定的降解能力,其表观降解速率常数分别为(0.032±0.002)和(0.057±0.003) d-1. 草酸或Fe2+对土壤表面五氯酚的降解均有显著的促进作用. 在探讨土壤胶体对五氯酚的降解能力与其理化性质关系的基础上,说明利用铁氧化物可进行复杂土壤体系中有机氯类污染物的修复.      

氯苯类化合物的生物降解

氯苯类生物降解机制可分为三类:氧化脱氯、还原脱氯和共代谢.氯苯类的氯化脱氯机制基本遵循一个相似的降解途径,即首先在双氯化酶攻击下形成二醇,此二醇脱氢形成氯代邻二酚.邻二酚开环产物是相应的氯化粘康酸,脱氯过程发生在此粘康酸内酯化过程中和内酯开环后;还原脱氯需要多种微生物共同参与,脱氯途径很不一样,这与不同微生物种群和不同的环境条件有关;共代谢作用降低了氯苯类化合物的生物毒性,使其更易为别的微生物同化.     

硫化纳米零价铁对PCB153的降解研究

硫化纳米零价铁(S-nZVI)是近年来兴起的一种纳米零价铁改性材料,已有研究发现其在重金属污染物去除方面具有较好的效果,而有关其对多氯联苯(PCBs)的反应活性目前尚未见报道.因此,本研究对比了采用前置硫化合成法制备的S-nZVI(S/Fe=0.103)、纳米零价铁(nZVI)和羧甲基纤维素稳定纳米零价铁(CMC-nZVI)3种纳米零价铁材料降解六氯联苯PCB153的反应动力学,研究了pH值、阴离子、腐殖酸(HA)等因素对该反应的影响,分析了反应前后材料表面性质的变化,探讨了脱氯路径和反应机理.结果表明,3种纳米零价铁材料对PCB153的降解反应符合准一级动力学,降解机理相似,降解效果依次为CMC-nZVInZVIS-nZVI.硫化改性降低了nZVI去除PCB153的反应活性,S-nZVI表面的硫铁化物并未直接参与PCB153降解反应,S-nZVI反应活性低的原因可能是硫铁化物的形成损耗了一部分Fe~0的还原能力.此外,与CMC-nZVI、nZVI不同,高pH更有利于S-nZVI对PCB153的降解,阴离子和HA对3种纳米零价铁活性的影响规律相似.研究结果可为S-nZVI在持久性有机污染物降解中的应用提供理论依据和技术支持.     

2种水稻土胶体界面五氯酚的还原脱氯转化

研究了紫泥田和浅脚紫泥田2种水稻土胶体界面五氯酚(PCP)的还原转化效果,以及添加Fe2+或草酸对五氯酚还原转化效果的影响.采用表观一级反应动力学描述土壤胶体界面五氯酚的转化过程.结果表明,紫泥田和浅脚紫泥田土壤胶体界面五氯酚的还原转化动力学常数分别为0.0375d-1和0.0430d-1,半衰期分别为18.5d和16.1d;厌氧条件下水稻土胶体中铁氧化物还原溶解产生的吸附态Fe2+对五氯酚具有一定的还原转化能力.添加1.0mmol·L-1Fe2+或1.0mmol·L-1草酸均能显著促进土壤胶体界面五氯酚的还原转化和氯离子的产生,紫泥田土壤胶体界面五氯酚的还原转化半衰期分别减少到9.6d和6.0d,浅脚紫泥田土壤胶体界面五氯酚的转化半衰期分别减少到7.9d和3.0d.草酸促进作用更加显著的原因是铁-草酸配合物的生成.土壤胶体界面五氯酚的还原转化、脱氯效率与土壤胶体的比表面积、吸附态亚铁离子浓度有一定的正相关关系.促进土壤中吸附态亚铁离子和草酸等低分子量有机酸的产生能显著促进有机氯的还原转化.     

Synthesis and antifungal activity of 2H-1,4-benzoxazin-3(4H)-one derivatives

A series of 2-alkyl-2H-1,4-benzoxazin-3(4H)-ones (4a-l) was easily synthesized by two-step process involving O-alkylation of 2-nitrophenols with methyl 2-bromoalkanoates and next “green” catalytic reductive cyclization of the obtained 2-nitro ester intermediates (3a-l). Further, 6,7-dibromo (5a-c) and N-acetyl (6) derivatives were prepared by bromination and acetylation of unsubstituted 2-alkyl-2H-1,4-benzoxazin-3(4H)-ones (4a-c). The novel compounds (3a-l, 4d-l, 5a-c and 6) were fully characterized by spectroscopic methods (MS, ¹H and ¹³C NMR). 2-Alkyl-2H-1,4-benzoxazin-3(4H)-ones (4a-l, 5a-c and 6) were screened for antifungal activity. Preliminary assays were performed using two methods: in vitro against seven phytopathogenic fungi—Botrytis cinerea, Phythophtora cactorum, Rhizoctonia solani, Phoma betae, Fusarium culmorum, Fusarium oxysporum and Alternaria alternata—and in vivo against barley powdery mildew Blumeria graminis. The tested compounds displayed moderate to good antifungal activity at high concentration (200 mg L^?1). The most potent compounds were 2-ethyl-2H-1,4-benzoxazin-3(4H)-one (4a), 2-ethyl-7-fluoro-2H-1,4-benzoxazin-3(4H)-one (4g) and 4-acetyl-2-ethyl-2H-1,4-benzoxazin-3(4H)-one (6), which completely inhibited the mycelial growth of seven agricultural fungi at the concentration of 200 mg L^?1 in the in vitro tests. Moreover, 2-ethyl-2H-1,4-benzoxazin-3(4H)-one (4a) and 4-acetyl-2-ethyl-2H-1,4-benzoxazin-3(4H)-one (6) were also screened for antifungal activity at concentrations of 100 mg L^?1 and 20 mg L^?1. In the concentration of 100 mg L^?1, the N-acetyl derivative (6) completely inhibited the growth of three strains of fungi (F. culmorum, P. cactorum and R. solani), while 2-ethyl-2H-1,4-benzoxazin-3(4H)-one (4a) completely inhibited only R. solani strain. At the concentration of 20 mg L^?1, compound 6 showed good activity only against P. cactorum strain (72%).     

不同电子供体下三氯苯酚的还原脱氯机制研究

研究了葡萄糖、乳酸钠、丙酮酸钠、乙酸钠这4种电子供体条件下,2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-trichlorophenol,2,4,6-TCP)的降解效果及其还原脱氯途径.结果表明,与葡萄糖的作用相比,乳酸钠、丙酮酸钠、乙酸钠均可有效提高2,4,6-TCP的脱氯效果,其中乳酸钠能作为一类缓释氢物质持续供给2,4,6-TCP还原脱氯所需电子.外加电子供体可提高微生物体内基质代谢脱氢酶活性,反应240 h后,4种电子供体体系中脱氢酶活性增长依次为21.49%、25.78%、136.85%和139.3%.2,4,6-TCP还原脱氯的主要产物包括2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,2,4-DCP)、4-氯苯酚(4-chlorophenol,4-CP)和苯酚,其中乙酸钠作为电子供体时,4-CP为其主要降解产物,转化率达到22%以上.     

纳米级Pd/Fe@SiO2复合颗粒对2,4-DCP的还原脱氯研究

为有效抑制纳米级Pd/Fe颗粒的团聚和钝化及改善其表面特性,将纳米SiO_2包覆在Pd/Fe颗粒表面,超声波辐照下液相还原法制备纳米级Pd/Fe@SiO_2复合颗粒,采用TEM、SEM、XRD、EDX及BET表征其物性,以2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)为目标污染物,探究其对2,4-DCP的还原脱氯影响因素、降解机理和动力学,结果表明:制备的纳米级颗粒粒径均匀、分散性好,比表面积大;体系中纳米级Pd/Fe投加量、钯化率、TEOS投加量、反应温度及溶液初始pH均会对2,4-DCP的降解效果产生明显影响;并推测出纳米级Pd/Fe@SiO_2复合颗粒对2,4-DCP的降解机理即快速吸附—逐步脱氯—最终脱附释放,其降解符合拟一级动力学关系.     

针铁矿对硫酸盐还原菌分解铅矾的影响

铅矾(PbSO_4)是工业生产中释放进入环境的重要含Pb物相,具有潜在的环境风险.采用硫酸盐还原菌(SRB)在厌氧条件下将重金属沉淀形成低溶度积的硫化物是有效固定重金属的方法之一.本研究重点考察了SRB作用下铅矾的转化过程及针铁矿对铅矾分解的影响.结果表明,反应体系中溶液p H和ORP均有所降低;SO_4~(2-)在SRB生长停滞期上升,随后保持稳定;酸可挥发性S浓度随SRB的生长逐渐升高,并最后保持稳定;实验结束后铅矾大部分转化为白铅矿(PbCO_3)和方铅矿.对结果的分析表明,在SRB作用下,铅矾分解转化的机制为:首先转化为白铅矿,其次硫酸盐被还原产生S~(2-),进一步促进铅矾的分解和白铅矿的形成,最后S~(2-)同溶液及新生白铅矿中的Pb~(2+)反应生成溶度积更低的方铅矿;针铁矿的主要作用为:固定溶液中的S~(2-),降低铅矾SRB分解的环境污染风险;通过作为SRB生长的电子受体和降低S~(2-)的生物毒害作用,提高体系中SRB的生物活性.