纳米羟基磷灰石对镉的吸附解吸及对镉污染土壤修复研究

镉是我国土壤的首位污染元素,镉钝化修复技术是解决当前我国耕地面积减少、镉污染面广问题的有效手段。通过吸附解吸及盆栽试验,研究了纳米羟基磷灰石(nHAP)对镉的固定行为及油菜吸收的影响。结果表明:nHAP对镉的吸附符合二级动力学模型,且促进土壤对Cd~(2+)的吸附,在pH为5.6和7的解吸溶液下,Cd~(2+)的解吸率分别为3.3%和0.3%。同时,nHAP施加可改善土壤性质,促进植物生长。油菜收获后,施加0.2%、0.5%、1%的nHAP处理,油菜株高分别比对照组增加85.5%、99.1%和76.8%,土壤过氧化氢酶活性可分别提高0.86,1.19,1.54倍。添加1%nHAP土壤的pH值提高13.1%,有利于土壤镉向稳定态转换,降低了镉的生物毒性,表明nHAP对镉具有较好的稳定性,在促进植物生长、改善土壤生物质量、降低镉植物毒害方面有较好的应用前景。     

磁性共价有机框架的制备方法研究

磁性共价有机框架（magnetic covalent organic framework,MCOFs）是一种新型多孔结晶有机框架材料,由于其结合了磁性纳米颗粒和共价有机框架（covalent organic frameworks,COFs）的优点,具有比表面积大、热稳定性和化学稳定性良好、饱和磁化强度高等特点,能够快速实现污染物与溶液的分离,弥补了COFs难以分离和回收的缺点,因此在磁性固相萃取、生物检测、传感等方面具有巨大的潜在应用.然而关于MCOFs制备方法的文章鲜见报道,其制备方法根据磁性纳米颗粒与COFs不同的连接形式而不尽相同,根据2011—2019年关于MCOFs的重要文献,综述了目前MCOFs的制备方法,包括包覆法、单体聚合法及原位合成法等,指出了不同制备方法的优缺点,同时探讨了MCOFs今后的发展方向和潜在应用,希望能够为MCOFs研究提供理论依据.包覆法制备条件较温和,保存了磁性纳米颗粒的完整性,是最为广泛应用的一种策略方法;单体聚合法操作简单,但制备条件苛刻,可控性不强;原位合成法制备MCOFs更多依赖于单体聚合法制备的共价三嗪骨架,需要不断开发基于其他类型COFs的MCOFs制备条件.今后MCOFs的制备方法应从材料设计多样性、应用广泛性等方面进行考虑,并向有望实现大规模工业应用方面发展.      

水体硬度对铅水质基准值的影响及校正方法探究

水体硬度对铅的水生生物毒性具有显著影响,但我国当前关于铅水质基准的研究中还缺乏针对硬度影响的关注.本文选用"集合斜率"和"标准斜率"2种典型的硬度校正法对搜集筛选后的毒性数据做校正处理,通过物种敏感度分布法推导铅的淡水水质基准.结果表明,在水体硬度为100 mg·L-1(以CaCO3计)水平下,2种校正法所得铅的短期水质基准分别为90.7μg·L-1和89.8μg·L-1,长期基准分别为2.7μg·L-1和3.9μg·L-1;在急性毒性数据充足条件下,2种校正法所得基准值极为相近;而在慢性数据量较少情况下,2种方法所获得的长期基准值在较高硬度水平下表现出明显差异,对比之下,"标准斜率"法为更优选择;与未校正硬度的结果比较发现,水体硬度参数会对铅的水质基准值产生显著影响.该结论对我国其他同类水溶态金属(如镍、镉和铬(Ⅲ)等)的水质基准研究具有一定借鉴意义.     

OsZEP2基因沉默对2,2',5-三氯联苯胁迫下水稻抗氧化反应的影响

载脂蛋白基因OsZEP2沉默突变株(mutation type, MT)和野生型(wide type, WT)的水稻愈伤组织被暴露于10、50、100μg·mL~(-1)的2,2′,5-三氯联苯(PCB18)的培养基3 d后,通过比较两种水稻愈伤组织的生长、PCB18积累和抗氧化反应的变化情况,来探究水稻在多氯联苯胁迫下OsZEP2基因对水稻解毒响应机制的影响.实验发现,PCB18可以抑制WT和MT的生长,但PCB18的中浓度胁迫对两种愈伤组织生长的促进作用十分明显,即有"hormesis"效应.PCB18对MT生长的抑制高于WT,低浓度CB18(10μg·mL~(-1))胁迫抑制MT生长(4.5%),中浓度PCB18(50μg·mL~(-1))促进MT生长(8.3%),高浓度PCB18(100μg·mL~(-1))抑制MT生长(9.9%).OsZEP2基因沉默后促进了PCB18在愈伤组织的积累,并导致培养基中的PCB18去除效率提高.OsZEP2基因沉默降低类胡萝卜素含量,导致MT本身的氧化胁迫增强;并且在不同浓度PCB18胁迫下,MT的类胡萝卜素含量稳定,MT的抗氧化反应活性低与WT.在PCB18胁迫下,MT体内的SOD和CAT酶的活性都明显低于WT,这可能是导致膜脂过氧化程度显著升高的重要原因之一.另外,两种嫩弱的愈伤组织中的POD酶抗氧化活性较弱,但OsZEP2沉默可以促进POD酶活性升高.因此,OsZEP2基因沉默导致植物体内的PCB18积累增多,抗氧化反应减弱,不利于植物对PCB18毒性的抵抗.     

北京清河水体中有机磷酸酯的污染特征与生态风险评估

为了探究城市地表水中有机磷酸酯(OPEs)污染水平和生态风险,采用超高效液相色谱-质谱联用仪(UPLC-MS/MS)分析测定了北京清河地表水中10种OPEs的浓度水平和成分组成,使用相关性分析和主成分分析对地表水中OPEs进行源解析,并评估生态风险.结果表明：北京清河地表水中∑₁₀OPEs浓度范围为439.61～1 053.06 ng/L,浓度中位值为768.85 ng/L,平均值为761.77 ng/L,其中磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCIPP)以及磷酸三(1-氯-2-丙基)酯(TCEP)是主要污染物.∑₁₀OPEs浓度沿河流方向呈先稳定后降低再缓慢升高的特征.源解析结果表明,污水处理厂、道路交通、建筑装饰材料及汽车维修可能是北京清河地表水中OPEs的主要来源.风险熵评估结果表明,水体中TCEP等10种OPEs的生态风险相对较低,但其引起的联合效应值得进一步关注.研究显示,北京清河地表水中OPEs污染水平相对较高,受人为活动影响较大,造成的生态风险可以忽略.     

负载纳米零价铁的铁碳材料制备及其降解抗生素性能研究

近年来,基于纳米零价铁(nano zero-valent iron,nZVI)的非均相Fenton氧化技术成为了抗生素废水研究领域的热点,但是nZVI易迁移和易团聚的缺点限制了其进一步应用. 为了解决该问题,本文选择含氮有机物乙二胺四乙酸(EDTA)和三聚氰胺(MA)作为配体,含有机碳的醋酸亚铁作为铁源,采用机械球磨法-高温裂解相结合的方法制备了负载nZVI的铁碳材料,并以磺胺噻唑(sulfathiazole,STZ)为目标污染物,探讨了Fe@EDTA (醋酸亚铁@乙二胺四乙酸)和Fe@MA (醋酸亚铁@三聚氰胺)2种铁碳复合材料激发过氧化氢(H₂O₂)的非均相Fenton催化体系(Fe@C-H₂O₂体系)的影响因素及其作用机制. 结果表明:①Fe@EDTA材料中纳米铁粒子的直径约为4 nm,在碳层中均匀分布,这种结构使得其具有较强的催化能力,而Fe@MA材料中的nZVI则聚集成直径约为400 nm的大颗粒,被100 nm碳层包覆. ②Fe@EDTA材料的最佳铁碳比(醋酸亚铁与有机配体的质量比)为2∶1,Fe@MA材料的最佳铁碳比为3∶1,2种铁碳复合材料的最佳试验条件均为初始pH =3、H₂O₂投加量25 mmol/L、铁碳复合材料投加量0.2 g/L、STZ初始浓度20 mg/L. 在最优条件下,2种铁碳复合材料的Fe@C-H₂O₂体系均可在30 min内完全降解STZ. ③STZ的降解以及羟基自由基(?OH)的产生均符合伪一级动力学模型. ④连续运行300 min后,Fe@EDTA-H₂O₂体系对STZ的降解率仍高达82%,而Fe@MA-H₂O₂体系对STZ的降解率约为48%. ⑤基于?OH猝灭试验,推测铁碳复合材料与H₂O₂的非均相Fenton催化体系的机理是nZVI诱导的非均相Fenton氧化,其中?OH和超氧自由基(?O₂?)在氧化降解有机污染物过程中起到关键作用. 研究显示,nZVI颗粒粒径更小的Fe@EDTA材料具有更加优异的催化性能以及更好的重复利用性和稳定性,能够高效降解水中的STZ.      

环境因素对病毒在水体中生存与传播的影响

目前,新型冠状病毒（2019-nCoV）在全球范围内广泛传播.2019-nCoV在粪便和污水中的检出揭示了病毒介水传播的可能性.了解各类环境因素对水源性病毒生存与传播的影响对介水传染病的防控及病毒风险评估具有重要意义.通过对国内外相关研究的文献调研,探究了影响病毒在水体中生存与传播的主要环境因素.研究表明,致病病毒在水环境中的存活和传播潜力与紫外线照射、水体温度、pH、盐度以及水体中存在的微生物和悬浮颗粒物等环境条件密切相关.即:①低温能够大幅延长病毒的存活时间,更有利于病毒在水体中的传播;高温能够加速病毒失活从而削弱病毒的传播潜力.②紫外线照射通过破坏病毒核酸能够有效去除和灭活病毒.③水体中的微生物能够产生对病毒颗粒不利的代谢物,或利用病毒衣壳作为营养来源,从而导致病毒失活.④各类水体中存在的大量悬浮颗粒物对病毒的吸附大大延长了病毒的存活时间,从而增强了病毒在水体中的潜在传播能力;此外,悬浮颗粒物能够促进或阻碍病毒在多孔介质中的传输与滞留.⑤pH通过改变病毒颗粒的表面电荷,影响病毒的团聚,从而影响病毒在水环境中的持久性.⑥无机离子通过影响病毒的团聚和吸附性能,从而改变其活性.环境因素对病毒存活的影响可能因不同的病毒特性而异,因此,应进一步探讨水环境中2019-nCoV存活能力的变异性,2019-nCoV在废水和饮用水处理过程中的赋存与归趋,并对废水、娱乐水域和饮用水中的2019-nCoV进行长期监测和定量风险评估.      

无组织源VOCs排放及臭氧生成潜势分析

选取汽车喷涂、加油站、垃圾填埋场和化产回收,分析了不同排放源的VOCs污染特征。研究表明:加油站地下储油罐附近VOCs浓度较高,平均为8 637.2μg/m~3,是汽车喷涂VOCs浓度的3.4倍,垃圾填埋场和化产回收的无组织VOCs排放浓度较低,分别为185.5,85.6μg/m~3。汽车喷涂工艺和化产回收车间VOCs排放主要以芳香烃为主,分别占总VOCs的87.6%和82.9%;不同采样时段加油站储油罐VOCs均以烷烃为主,垃圾填埋场VOCs无组织排放主要以芳香烃和烷烃为主。加油站的臭氧生成潜势最大(41 927.2μg/m~3),分别是汽车喷涂、垃圾填埋场和化产回收的3.1,48.8,150.8倍。     

影响病毒在物体表面和空气中生存的因素分析

新型冠状病毒肺炎（COVID-19）疫情严重危害人类生命安全和影响国家经济发展.截至目前,关于环境条件（湿度与温度）、空气污染及人为活动对2019-nCoV传播的文献鲜见报道.由于新型冠状病毒（2019-nCoV）采样困难,难以开展直接试验研究,因此通过对国内外其他类似病毒文献调研,探究影响病毒传播和生存的影响因素,以期为疫情防控和控制2019-nCoV传播提供指导.结果表明:①冠状病毒在低温低湿的环境中能够保持较长的存活时间与传播力,尤其在干燥物体表面停留时间更长,如冠状病毒能在温度为22~25℃、相对湿度（RH）为40%~45%的光滑物体表面存活5 d以上;②同时,冠状病毒气溶胶在低温低湿的条件下也具有高存活率,提示在密闭环境中2019-nCoV气溶胶可能在温度为20~25℃、相对湿度为30%~50%的条件下具有较高的存活率;③颗粒物浓度越高,2019-nCoV传播的风险可能随之增加;④感染者的行为活动也对2019-nCoV的传播起着不可忽视的作用,应避免在人群中打喷嚏、咳嗽,并且用手、手肘或其他物品加以防护,降低病毒传播的可能性.综上,提出几点疫情防控的相关建议,如改善室内微环境和开展2019-nCoV的检测、灭活、影响因素、传播规律等相关研究工作.