不同pH值下对发光菌的毒性及QSAR研究

测定了11种苯酚类化合物在不同pH下对发光菌的急性毒性(15minEC50。)。应用两种理化参数logP和pKa对毒性数据进行了定量构效关系(QSARs)研究,并在此基础上初步探讨了苯酚类化合物的毒性机制。结果表明,苯酚类化合物对发光菌的毒性随pH的升高而减小,这与不同pH下苯酚类化合物的电离程度有关。相同pH下,苯酚类化合物的毒性随取代基团的种类、个数及取代位置而不同。苯酚类化合物属于极性麻醉(麻醉Ⅱ型)化合物,毒性可用logP和pKa来联合描述。     

pH值对酚类化合物生物毒性的影响

本文测定了8种取代苯酚类化合物在不同pH下对发光菌的毒性值15min-EC50.得出酚类对发光菌的毒性受pH的影响,毒性总的趋势是随pH值的升高而减小;在相同pH下酚类化合物的毒性随取代基的种类、数目和取代位置而改变.     

苯甲酸类化合物对发光菌的毒性及定量构效

测定了9种苯甲酸类化合物在pH=7时对发光菌的急性毒性(15min-EC50)。应用两种理化参数TSA和ELUMO对毒性数据进行了定量构效关系(QSARs)研究,并在此基础上初步探讨了苯甲酸类化合物的毒性机制。结果表明,苯甲酸类化合物对发光菌的毒性随取代基团的种类及取代位置不同而不同;苯甲酸类化合物对发光菌的致毒机制中可能有亲电作用发生,毒性可用TSA和ELUMO来联合描述。     

取代芳香族化合物对4种水生生物的毒性研究

建立了105种取代芳香族化合物对4种水生生物(发光菌、四膜虫、大型蚤和斑马鱼)的毒性QSAR模型.取代芳香族化合物对生物体的毒性主要是由2个过程引起,化合物首先穿透细胞膜,然后与机体发生反应.讨论了生物种的种间和种内差别,这种差别可能与生物的脂肪含量有关.化合物分成了3类,非极性麻醉型化合物、极性麻醉型化合物和反应型化合物,极性麻醉型化合物比非极性麻醉型化合物毒性要高,反应型化合物毒性最高.     

水中普萘洛尔的紫外光降解机制及其产物毒性

以高压汞灯为光源,研究了紫外光照条件下水中普萘洛尔(PRO)的光解行为、机制及安全性.PRO光解机制通过活性氧物种(ROS)猝灭实验来确定,光解产物安全性通过发光菌毒性实验来评价.结果表明,PRO的光解速率常数(k)随初始浓度的增加而下降,两者呈显著负相关关系(r2>0.95).随着溶液初始pH的升高,PRO的光解加快,pH 5~9的PRO溶液的k值为0.0953~0.267 min-1.ROS猝灭实验表明,PRO的紫外光解过程包括了激发三重态PRO(3PRO*)参与的直接光解,以及羟基自由基(·OH)和单线态氧(1O2)参与的自敏化光解,直接光解速率常数大于自敏化光解速率常数.采用FFA探针方法测定了不同实验条件下1O2的浓度,其总体变化规律与猝灭实验所得结论一致.发光菌毒性实验表明,PRO光解生成了比母体化合物毒性更强的中间产物.     

用电性拓扑态预测苯砜基乙酸酯对发光菌的毒性效应

应用电性拓扑态(Electrotopological State, E-state)指数模拟分析了a-取代苯砜基乙酸酯类化合物对发光菌的毒性(15min-EC50, mmol/L),构建了一个4变量QSAR模型.模型的相关系数(R²a_dj)和标准偏差(SD)分别为0.944和0.062,模型具有较高的预测能力和可靠性.模型分析表明,砜基和酯基是该类化合物的活性中心;化合物的疏水能力以及化合物与受体分子间的偶极/极化作用和氢键效应对化合物毒性起着重要影响.     

利用主动和被动采样技术和发光菌毒性测试评价水中有机污染物的毒性

提出利用能够模拟生物吸收过程的半渗透膜采样技术(SPMD)富集疏水性有机污染物,然后进行生物毒性测试．这一方法在原理上不同于传统主动富集．生物毒性测试技术体系,能够模拟生物富集和产生毒性的过程．用三油酸脂半渗透膜采样技术对洋河和北京市高碑店污水处理厂水样进行富集,并采用海洋发光菌P．phosphoreum T3和青海弧菌V．qinghainesis Q67发光菌对原水样和经过富集的水中有机污染物进行毒性测试．研究结果表明,洋河水中存在导致急性毒性的有机物,主要来自宣化工业区,以取代苯类化合物(如：硝基芳烃)为主,相比于此类物质,持久性有机污染物对急性毒性的贡献不大．对高碑店污水厂进行的实验表明,用发光菌方法直接测定污水,很难解释急性毒性变化规律．而采用SPMD技术富集水中有机污染物后进行毒性测试,结果和化学分析数据相当吻合．结合SPMD的优点,推荐用该方法作为环境有机有毒污染物毒性监测和生态风险评价的样品前处理手段．     

三丁基锡的生物富集与分配行为

测定了不同pH和盐度条件下三丁基锡（TBT）在罗非鱼（Tilapia）体内的生物富集系数（BCF）及其在正辛醇－水体系的分配系数（Kow）和人工合成生物膜－水体系的分配系数（Dmw），并对其相关关系进行了探讨。富集实验进行了168h，TBT在pH=8时的富集初始速率和168hBCF明显高于pH=6时，pH6和8时的BCF分别为754．9和1132．1。坜度对生物富集也存在较大影响，盐度为0‰、15.0‰和25．0‰时的BCF分别为1071．8、871．8和276．6。TBT的Kow和Dmw也表现为随pH升高而升高、随盐度升高而下降的趋势，但Dmw能更精确地预测TBT的BCF随环境条件的变化。     

天然水体中铜的形态及其对Q67淡水发光菌的毒性作用

通过铜加标实验,运用两步酸化阳极溶出伏安法(DAM-DPASV)得到官厅水库各水样对铜的络合容量,同时测定了水样在铜加标前后对Q67淡水发光菌的96h急性毒性.官厅水库各水样对铜的络合容量为26～128μg/L,与水样中DOC的含量成正比,络合容量随DOC含量的增加而升高.铜对Q67淡水发光菌的毒性随着水样对铜络合容量的增加而降低,相对于用总铜浓度表示的EC50而言,由电极有效态铜浓度(无机铜浓度)表示的EC50能够更好地预测天然水体中铜对Q67淡水发光菌的毒性.      

pH值和硬度对两种氯酚类化合物对大型溞急性毒性的影响

以大型溞为研究对象,系统研究了pH值和硬度对2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)和五氯酚(PCP)对大型溞急性毒性的影响.结果表明,pH值的影响非常显著.在实验pH值范围内(6~10),随pH值升高,两种氯酚对大型溞的急性毒性迅速降低,对不同pH值下两种氯酚在水中的形态分布与其毒性的相关性分析显示,pH值对毒性的影响机制与氯酚在水中的存在形态有密切关系,氯酚类物质的毒性主要由其分子态贡献,而pH值的升高促使分子态向离子态转化从而使其毒性降低.与pH值相比,硬度虽然对两种氯酚对大型溞急性毒性有一定的影响,但影响不显著.因此,在制定该类污染物的基准和标准时水体硬度的影响可以不作为关键因素考虑.     

垃圾焚烧飞灰浓度对黑曲霉生长及重金属生物淋滤效果的影响

采用黑曲霉生物淋滤飞灰中的重金属,探讨了不同飞灰浓度对菌体生长、pH值、产生的有机酸种类及金属溶出效果的影响,并比较了生物淋滤处理前后飞灰的浸出毒性.结果表明,黑曲霉在代谢生长过程中产出的有机酸使pH值下降,将重金属从固相的飞灰中溶出.呈碱性并含有毒重金属的飞灰使黑曲霉的生长出现了延迟期.当飞灰质量浓度为20 g/L时,菌体生长量在192 h达到最大值(28.61 g/L),淋滤结束后的最低pH值为3.85,重金属溶出效果最佳.其中,Cd的溶出率达93.06%,Mn、Pb和Zn的溶出率均在70%左右,Fe、Cr和Cu的溶出率分别为22%、33%和47%.经生物淋滤后的飞灰中7种重金属浸出浓度远低于国家控制标准.     

有机酸碱类污染物溶解度的测定及估算

采用反相高效液相色谱法和振荡法测定了四十二种有机酸、碱化合物的溶解度,建立了用分配系数、熔点估算溶解度的方程,测定和估算了有机酸、碱类污染物在不同pH条件下的溶解度。实验测定值、文献值和估算值三者吻合较好。     

类球红细菌利用混合底物光合产氢特性研究

研究了类球红细菌(Rhodobacter sphaeroides)利用有机酸和糖类作为混合底物的光合产氢特性。初步研究了6种有机酸和3种糖类的产氢活性,并选用具有最大底物转化效率的琥珀酸钠和最大平均产氢速率的葡萄糖混合进行光合产氢,对底物利用和pH变化对产氢影响进行了探索。结果表明,类球红细菌利用混合底物可提高平均产氢速率、底物转化效率和底物利用率,琥珀酸钠和葡萄糖按15/15(mmol/L)混合最大平均产氢速率达19.1mL/(L·h),底物转化效率和底物利用率分别提高了35.3%和13.3%。混合底物利用中的pH值调节和底物利用率提高是有利于类球红细菌的氢气产生提高的重要因素。     

低分子量有机酸对几种可变电荷土壤吸附氟的影响

用一次平衡法研究了四种低分子量有机酸对几种可变电荷土壤吸附氟的影响，结果表明，低分子量有机酸可以通过竞争吸附作用抑制土壤对氟的吸附，化学结构相对简单的草酸和丙二酸对氟吸附的抑制作用大于柠檬酸和苹果酸。有机酸对氟吸附的抑制作用随土壤氧化铁含量的增加而增加，并随体系pH的增加而增强。在低pH和氟加入量较高的情况下，有机酸通过与氟竞争可溶性铝而增加土壤对氟的吸附量，这在对铝溶解度较高的酸性土壤中尤为明显。     

苯胺类化合物在不同pH值下对大型蚤的急性毒性及QSAR研究

测定了13种苯胺类化合物在不同pH下（6．0，7．8，9．0）对大型蚤（Daphnia magna)的24h半数活动抑制浓度24h-1C50，应用三种理化参数logP,TSA和pKa，对毒性数据进行了定量构效关系（QSARs)研究，并在此基础上初步探讨了苯胺类化合物的毒性机制。     

pH对沉积物中五氯酚毒性的影响及其质量基准值推导

PCP（pentachlorophenol,五氯酚）是一种可电离有机化合物,pH会影响水体中PCP的毒性.为准确评估沉积物中PCP的生态风险,通过研究不同pH下沉积物中PCP对河蚬（Corbicula fluminea）、泥鳅（Misgurnus anguillicaudatus）、伸展摇蚊（Chironomus riparius）等底栖生物的毒性效应,探讨沉积物中PCP生物毒性与pH的关系.基于毒性试验结果和搜集筛选文献中报道的PCP生物毒性数据,利用物种敏感度分布法推导PCP沉积物质量基准,进而对我国淡水水体沉积物中PCP风险进行评估.结果表明:①沉积物中PCP对底栖生物的毒性均随pH的升高而降低,pH为6.5~8.5时,沉积物中PCP对河蚬、泥鳅、伸展摇蚊的96 h-LC₅₀值分别为2.99~7.64、8.05~8.76、10.50~22.30 μg/g;对泥鳅的30 d-LC₁₀值为0.26~0.80 μg/g,对伸展摇蚊的21 d-EC₁₀值为0.28~0.54 μg/g.②推导获得PCP依赖于pH的沉积物质量基准函数,即CMC_sed（急性基准值）=e0.204pH-2.96、CCC_sed（慢性基准值）=e0.204pH-5.85,当pH为7.0时,CMC_sed、CCC_sed分别为0.217、0.012 μg/g.③我国主要淡水河流、湖泊沉积物中99.0%的采样点w（PCP）低于该研究推导的CCC_sed,仅有1.0%的采样点w（PCP）介于CCC_sed与CMC_sed之间.研究显示,我国主要淡水水体沉积物中PCP总体风险较低,个别地区沉积物中PCP可能存在潜在的生态风险,需要引起重视.      

Removal natural organic matter in typical south-China source water during enhanced coagulation of a with IPF-PACl

Systematic investigation on enhancing removal of natural organic matter （NOM） using inorganic polymer flocculant （IPF）, polyaluminum chloride（PACI） and polyacrylamide（PAM） was performed in a typical south-China source water. Enhanced coagulation and applying polymer flocculant-aid were compared through jar tests and pilot tests. Raw water and settled water were characterized and fractionated by resin adsorption. The results show that DOC composes major part of TOC. The DOC distribution keeps relatively stable all around the year with typical high amounts of the hydrophilic matter around 50%. The distribution between HoB, HoA and HoN varies and undergoes fluctuation with the year round. During the summer season, the HoN becomes gradually the major part in hydrophobic parts. PACI with the species being tailor-made shows little pH effect during coagulation. The enhanced coagulation dosage for PACI could be 4.5 mg/L for the typical source water. The highest TOC removal achieved 31%. To be economically, 3 mg/L dose is the optimum dosage. Although hydrophilic fractions of NOM of both treatment strategies are removed about 30%, NOM causing UV254 absorbance were well removed（about 90%）. Hydrophobic bases and acids fractions are much more removed under enhanced conditions. The hydrophilic fraction could be better removed using PAM, the polymer coagulant aid.     

低分子量有机酸影响可变电荷土壤吸附铜的机制

采用平衡实验法研究了水杨酸和邻苯二甲酸对砖红壤吸附铜的影响,并通过吸附铜的解吸实验探讨了有机酸对铜吸附的影响机制.结果表明,有机酸可以增加土壤对铜的吸附量,与对照相比,有机酸体系中吸附的铜的解吸量高.有机酸对铜吸附的影响随体系pH值的增加而增大,约在pH4.3(水杨酸体系)或pH4.5(邻苯二甲酸体系)达最大,然后逐渐减小.土壤对有机酸的吸附量越高,有机酸对铜吸附的影响程度越大.有机酸可以通过形成表面三元络合物和改变土壤的表面电荷2种机制影响土壤对铜的吸附.水杨酸体系中铜的解吸增量与吸附增量的百分比在76%～89%之间,说明水杨酸主要是通过增加土壤表面的净负电荷量来增加铜的静电吸附量.