基于GLM模型和神经网络研究芳烃化合物对藻类毒性

工业的快速发展和溢油事故的频繁发生所产生的大量芳烃化合物正威胁海洋生态系统的健康,建立芳烃化合物物化性质与小球藻急性毒性间的非线性模型,是预测未知芳烃化合物对藻类毒性的主要手段之一.本研究以实验获取的25种芳烃化合物对小球藻96h的毒性数据为基础,采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6-311G**基组上全优化计算25种芳烃化合物结构参数和热力学参数,通过逐步广义线性回归(GLM)、小波神经网络(WNN)和T-S模糊神经网络(T-SFNN)等方法,对芳烃化合物物化性质和藻类抑制毒性的非线性关系进行拟合和逼近.F检验表明,逐步GLM方程是显著的(p<0.001).配对t检验表明,GLM、WNN、T-SFNN3种模型都是可信的;决定系数(R2>0.96)表明3个模型具有很高的精确性.上述结果证明本文建立的模型具有良好的拟合度和解释能力,可以预测未知芳烃化合物对小球藻的急性毒性.模型误差计算结果表明,WNN的精度最高(mse=0.0076,mae=0.0533),采用WNN方法进行建模,预测未知芳烃化合物对小球藻的急性毒性是最合适的.     

邻苯二甲酸酯类毒性及检测方法研究进展

邻苯二甲酸酯类(Phthalic Acid Esters, PAEs)是重要的工业添加剂之一,可作为塑料工业的增塑剂、软化剂以及化工业的增香剂、成膜剂等,其制品应用广泛.但因其为一类环境激素类持久性有机污染物,对生物个体发育、新陈代谢等产生不利影响,并可沿食物链传递,危害到生态系统乃至人类.本文通过总结邻苯二甲酸酯类物质的不同暴露途径、毒性危害及检测方法等方面的国内外研究进展,指出了现有研究的不足和未来研究趋势,以期为进一步研究邻苯二甲酸酯类对生态环境的影响提供参考.     

6种硝基苯化合物对海洋生物的急性毒性研究（Study on the Acute Toxicity of Six Nitrobenzenes to Marine Organisms）

为研究硝基苯化合物对海洋生物的毒性,选择了6种代表性硝基苯化合物对小球藻(Chlorella vulgaris)、黑鲷(Sparus macrocep)幼鱼和螠蛏(Siliqua minima)幼体进行了急性毒性实验,获得了这些化合物对这些生物体的急性毒性数据及环境安全浓度.实验结果表明:2,4-二硝基甲苯、2,4-二硝基氯苯、2,4-二氯硝基苯和邻二硝基苯对小球藻48h半数抑制浓度(EC50)分别为0.50、0.21、2.44和0.10mg·L-1,毒性顺序为邻二硝基苯(剧毒)>2,4-二硝基氯苯(剧毒)>2,4-二硝基甲苯(剧毒)>2,4-二氯硝基苯(高毒).2,4-二硝基氯苯、邻二硝基苯、2,4-二硝基甲苯、2,4-二氯硝基苯、对硝基苯胺和硝基苯对黑鲷幼鱼的96h半数致死浓度(LC50)分别为0.14、0.15、4.45、1.37、11.52和5.71mg·L-1,其安全浓度分别为:0.001、0.002、0.04、0.01、0.12、0.06mg·L-1,毒性顺序为2,4-二硝基氯苯(剧毒)>邻二硝基苯(剧毒)>2,4-二氯硝基苯(高毒)>2,4-二硝基甲苯(高毒)>硝基苯(高毒)>对硝基苯胺(中毒).2,4-二硝基氯苯、2,4-二硝基甲苯、2,4-二氯硝基苯、邻二硝基苯、硝基苯和对硝基苯胺对幼蛏的96h LC50分别为0.39、13.20、3.45、15.56、86.90和148.87mg·L-1,安全浓度分别为:0.004、0.13、0.03、0.16、0.87、1.49mg·L-1,毒性顺序为2,4-二硝基氯苯(剧毒)>2,4-二氯硝基苯(高毒)>2,4-二硝基甲苯(中毒)>邻二硝基苯(中毒)>硝基苯(中毒)>对硝基苯胺(低毒).     

介质阻挡气液两相放电灭活大肠杆菌

采用双向窄脉冲介质阻挡气液两相放电技术,对大肠杆菌灭活效果进行了试验.研究了曝气量、初始含菌量、处理时间、电场强度及电导率与大肠杆菌灭活率的关系.结果表明,菌体灭活率随初始含菌量、电场强度、处理时间的增加而增大,但随电导率的增加而减小.较佳的曝气量为0.75m³/h.     

填充床放电等离子体反应器对铜绿微囊藻的生长抑制

研究了放电等离子体反应器中气量和填加固体玻璃球介质对铜绿微囊藻生长抑制和过氧化氢产量、能量与pH对藻生长抑制,以及填充床反应器对藻叶绿素a和细胞数的影响.结果表明,气量的增加和玻璃球介质的填加虽然提高了放电等离子体反应器处理当天对藻生长抑制的效果,但作用不明显;而随着处理后放置培养时间的增加,藻的光密度先略微增加后显著下降,在气量为0.75 m3/h的填充床放电等离子体反应器中,处理40 min后的样品在放置培养到第5 d时,藻的光密度去除率达到了87.3%;过氧化氢产量也随气量的增加和玻璃球介质的填加而得到提高,尤其是固体玻璃球介质的填加使得放电40 min时(气量为0.75 m3/h),过氧化氢的浓度即从无添加玻璃球介质时的4.6μmol/L提高到了38.3μmol/L,进而提高系统在处理后放置培养过程中过氧化氢对藻的破坏作用;向填充床放电等离子体反应器注入的能量越大,藻生长抑制的效果越明显;弱碱性处理条件对藻生长抑制的作用比弱酸性明显,且酸性溶液在处理当天pH升高,碱性溶液降低,但在放置培养期间均趋于中性;该填充床反应器对藻叶绿素a浓度和细胞数的去除效果显著,在处理40 min后放置培养的第5 d,叶绿素a浓度和细胞数去除率全部达到100%.