UV/H2O2对盐酸林可霉素的光催化降解及生物毒性分析

本文以盐酸林可霉素(LCM)为研究对象,探究其在UV/H₂O₂降解作用下的降解情况,探讨了H₂O₂浓度、初始pH值和有机物等影响因素对LCM的影响及机制.实验结果表明,当H₂O₂浓度为50 mg·L^-1,pH=7.3,LCM浓度为10 mg·L^-1,反应30 min后,LCM去除率达到98%,且反应过程遵循准一级动力学.利用高效液相色谱串联飞行时间质谱仪(LCMS-TOF 5600+)鉴别出其在UV/H₂O₂降解过程中主要产物的分子结构式,进而推导出可能的降解路径.利用TEST对降解过程中的产物进行毒性预测,结果表明,中间产物的毒性高于母体,对水质安全保障造成潜在风险.     

外源亚精胺对镉胁迫下黑麦草的生理调控效应

为解决植物修复重金属污染时遇到的耐性受损和低生长量等问题,研究了外源亚精胺(spermidine, Spd)对黑麦草镉(cadmium, Cd)胁迫的缓解效应。采用水培试验,在0、5和10 mg·L^-1 Cd处理的基础上,添加0.1 mmol·L^-1 Spd,定量考察分析了Spd对黑麦草生长发育、抗氧化能力和Cd积累特征的影响。结果显示,Cd处理显著抑制了黑麦草的生长和生理耐性。Cd浓度为10 mg·L^-1时,添加Spd使黑麦草生物量与耐性指数(tolerance index, TI)分别显著提高了20.90%和20.89%,叶绿素(a、b和a+b)含量显著提高了24.05%～46.11%。Spd还可抑制叶片内氧化产物丙二醛(malondialdehyde,MDA)和过氧化氢(hydrogen peroxide,H₂O₂)的积累,使其含量分别降低16.73%和16.45%;对抗氧化系统指标的影响则不一致,其中过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superox...     

臭氧浓度升高及暴露时间延长对樱桃萝卜生长及生理的影响

近地层臭氧(O₃)浓度升高对植物的不良影响随着暴露时间的延长如何变化？国内外研究还很少.选取樱桃萝卜(Raphanus sativus var. radculus)为对象,采用开顶式气室(OTC),设置4个O₃熏蒸浓度(NF：环境O₃浓度;NF40:NF+40 nmol/mol;NF80:NF+80 nmol/mol;NF120:NF+120 nmol/mol),通过建立O₃暴露剂量AOT40与各指标的剂量响应关系模型,研究O₃浓度升高和暴露时间延长对樱桃萝卜生长发育和生理生化指标的响应及变化规律.结果表明：(1)随着暴露时间的延长,高浓度O₃熏蒸下叶片褪绿和黄化程度加重.O₃浓度升高,受害叶片占比增大,叶面积减小.(2)O₃浓度升高,樱桃萝卜叶片内叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)及可溶性蛋白(SP)含量显著降低(P <0.01),丙二醛(MDA)、可溶性糖(SS)、还原型抗坏血酸(ASC)、还原型谷...     

臭氧催化氧化含AOX染料废水的效能与风险评估

针对染料废水生物处理效率低、容易经氧化处理生成可吸附有机卤素(AOX)使得出水毒性升高等问题,采用臭氧(催化)氧化工艺处理难降解染料废水生物处理出水,考察工艺对染料废水的处理效能,并通过蛋白核小球藻和青海弧菌Q67评估不同工艺出水生物毒性。结果发现,MnO_x-GAC/O₃/H₂O₂工艺对总有机碳(TOC)去除效果最佳,去除率可达67.6%,较O₃工艺提高了39.8%;向O₃和O₃/H₂O₂体系加入MnO_x-GAC不利于去除卤代有机物,而向O₃和MnO_x-GAC/O₃体系加入H₂O₂能增强对卤代有机物去除效果。通过对物质定性分析,发现MnO_x-GAC/O₃和MnO_x-GAC/O₃     

生物炭对设施土壤中聚氯乙烯微塑料植物毒性的影响研究

聚氯乙烯(polyvinyl chloride, PVC)微塑料广泛分布于设施土壤中,具有较强的植物毒性,对农作物生长发育构成严重威胁,因此,亟需采取措施降低土壤微塑料的植物毒性。生物炭具有较强的吸附能力,能有效钝化土壤污染物,被广泛应用于污染土壤修复。此外,生物炭在改土增产方面表现出巨大潜力。为了探究生物炭对土壤中PVC微塑料植物毒性的影响,对比分析了单一PVC微塑料暴露以及PVC微塑料和不同浓度生物炭复合暴露条件下生菜的生长指标和生理生化指标。结果表明,单一PVC微塑料暴露下生菜叶片叶绿素含量较对照组显著增加(P<0.01),然而,生菜地下部和地上部生物量却分别降低23.54%和12.04%。这可能是因为PVC微塑料附着在生菜根系表面,诱导根部过氧化氢(H₂O₂)积累并产生氧化损伤,从而影响根系的正常生理功能。向PVC微塑料污染土壤中添加质量分数w为0.5%～2.5%的生物炭,降低了生菜根部和叶片丙二醛(MDA)含量,并使得生菜生物量较单一PVC微塑料处理组有所增加。但是,高浓度(w=5.0%)生物炭加剧了生菜根部的氧化损伤,其对生...     

Oxygen vacancy defects engineering on Cu-doped Co3O4 for promoting effective COS hydrolysis

The activation of H₂O is a key step of the COS hydrolysis,which may be tuned by oxygen vacancy defects in the catalysts.Herein,we have introduced Cu into Co₃O₄ to regulate the oxygen vacancy defect content of the catalysts.In situ DRIFTS and XPS spectra reveal that COS and H₂O are adsorbed and activated by oxygen vacancy.The 10 at% Cu doped Co₃O₄ sample(10Cu-Co₃O₄) exhibits the optimal activity,100% of COS co...     

Direct production of hydrogen peroxide over bimetallic CoPd catalysts:Investigation of the effect of Co addition and calcination temperature

A series of CoPd/KIT-6 bimetallic catalysts with various Co:Pd molar ratios at different calcination temperatures were prepared and used for the direct synthesis of H₂O₂ from H₂ and O₂. These catalysts were characterized by nitrogen adsorption–desorption, low and wide-angle X-ray diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), transmission electron microscopy(TEM), scanning electron microscopy(SEM),elemental mapping and energy-dispersive X-ray...     

叶面喷施生物质碳点对玉米光合及产量的影响

与化石能源相比,生物质作为最常见的可再生能源,不仅污染小,还有助于缓解全球变暖。因此,合理有效的利用生物质对生态环境的可持续发展具有重要意义。以大豆(Glycine max)为生物质碳源,通过水热法合成了大豆生物质碳点(SoyCDs)。制备的Soy-CDs呈球形,平均粒径为2.9 nm,最佳激发波长为340 nm,最佳发射波长为440 nm,表面富含含氧官能团,表明Soy-CDs具有良好荧光特性及生物相容性,且最大产率可达50%。此外,进一步探究了叶施不同质量浓度的SoyCDs(0、5、10、25 mg·L^-1)对玉米(Zea mays)光合、生长及产量的影响。结果表明,10 mg·L^-1的Soy-CDs可显著提高玉米叶片的净光合速率(208.0%),其可能原因是Soy-CDs的光转换功能增加了玉米叶片对光能的吸收和利用效率,进而改善了玉米叶片的叶绿素荧光参数及电子传递过程。同时,玉米地上部的鲜质量和干质量分别增加53.9%和42.1%,玉米地下部的鲜质量和干质量分别增加84.9%和58.6%。玉米根长、根表面积及根尖数分别增加了83.0%、...     

唑啉草酯在液相中的光化学降解

以氙灯为光源,研究了唑啉草酯在不同条件下的光解特性。结果表明：唑啉草酯在甲醇、乙腈、丙酮和正己烷中的光降解均符合一级反应动力学,光解速率由大到小依次为乙腈、正己烷、甲醇和丙酮,光解半衰期分别为9.76、15.1、31.5和138 h。NH₄⁺和NO₃^-添加浓度为1 mg·L^-1显著提高唑啉草酯在水溶液中的光解速率,光解半衰期最短为3.17 h;随着添加浓度的增加,光敏化效应呈明显减弱趋势;Fe³⁺和Cu²⁺对唑啉草酯的光解均存在光淬灭效应,淬灭率最高为16.7%。H₂O₂和TiO₂对水溶液中唑啉草酯光解速率的影响均随着其添加浓度增加而加快。以p-亚硝基-N,N-二甲基苯胺(PNDA)为·OH探针性捕获剂证实H₂O₂和TiO₂均能促进产生·OH从而加快唑啉草酯的光解速率。     

杂原子掺杂碳材料用于电合成过氧化氢的研究进展

过氧化氢(H₂O₂)可广泛应用于市政饮用水、工业废水和城市污水的处理.然而,过氧化氢在储存和运输方面的风险(如腐蚀和爆炸)限制了其在分散式水处理中的应用.以二电子氧还原反应(2eORR)原位合成H₂O₂用于分散式水处理具有良好的应用前景.然而,未被催化的2e^-ORR动力学缓慢、选择性差,不能满足大规模生产的要求.相比之下,杂原子掺杂碳材料具有良好的2e^-ORR活性、选择性和稳定性.本文回顾了2e^-ORR的反应机理和催化剂的改性原理,进一步描述了杂原子N、O、F掺杂碳材料的作用机理,并总结了几种具有优秀2e^-ORR催化活性和选择性的掺杂结构.最后,对杂原子掺杂碳材料合成H₂O₂应用于水处理的未来发展进行了展望.     

Ce0.7Zr0.3O2纳米棒的制备及其对柴油车尾气碳颗粒的催化净化性能

本研究以硝酸铈、硝酸锆为原料使用溶剂热合成法,制备了CeO₂-ZrO₂纳米棒催化剂(Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)),并用于柴油车尾气碳颗粒催化净化.催化活性检测证实:Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)纳米棒催化剂可有效净化柴油车尾气碳烟颗粒.在Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)存在下,碳颗粒净化率为10%、50%和90%时,所需温度分别仅为375℃、414℃和455℃,比商用Ce_0.7Zr_0.3O₂和Ce0.3Zr0.7O2催化剂性能更优.采用氮吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)、H2程序升温还原(H₂-TPR)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等技术对催化剂进行表征.XRD和Raman结果证实,Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)主要由立方相CeO₂构成,并掺杂了少量四方相氧化锆.SEM和TEM结果则显示,Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)催化剂颗粒明显由纳米棒堆积而成,特定的纳米形貌会影响其对碳颗粒的催化氧化活性.XPS结果证明Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)催化剂主要具有晶格氧、化学氧和表面吸附氧等氧物种;晶格氧是碳颗粒氧化的活性氧物种,其溢流到催化剂表面可与碳颗粒接触从而提高反应活性;化学氧和表面吸附氧均为表面氧物种,极易与表面固体碳颗粒直接接触,从而可在较低温度下促进碳颗粒的净化.H₂-TPR结果进一步证实了XPS结果,Ce_0.7Zr_0.3O₂(NR)催化剂的低温还原温度比商用Ce_0.7Zr_0.3O₂催化剂更低,且含有更多的易还原氧物种,这些低温易还原氧物种可以在较低温度下参与催化反应,促进柴油车尾气颗粒物的低温催化净化.     

可见光/亚甲基蓝/抗坏血酸活化分子氧氧化水中的As(Ⅲ)

本文研究了可见光/亚甲基蓝(MB⁺)/抗坏血酸(H₂A)活化分子氧体系(可见光/MB⁺/H₂A体系)氧化水中三价砷(As(Ⅲ))的过程与机理.考察了光照、pH、H₂A浓度、MB⁺浓度、As(Ⅲ)初始浓度及水中常见阴离子和有机质的对As(Ⅲ)氧化效率的影响,通过自由基抑制实验和溶液光谱变化鉴定了体系中的活性物种及其生成机理.实验结果表明,光照对As(Ⅲ)的氧化有明显促进作用;在pH=8.0—9.5范围内,As(Ⅲ)的氧化随着pH的升高而加快;pH=9.5条件下,H₂A剂量的增加对As(Ⅲ)的氧化呈现先促进后趋于稳定的趋势,H₂A最佳投加量为300μmol·L^-1;MB⁺最佳投加量为5 mg·L^-1.机理研究表明,H₂A和分子氧之间的双电子反应产生的H₂O₂是可见光/MB⁺     

土壤外源甲基叔丁基醚胁迫对玉米幼苗生理生化特性的影响

以大宗作物玉米作为试验对象,通过盆栽试验,研究外源甲基叔丁基醚(MTBE)污染胁迫对玉米幼苗生长及几项生理生化指标的影响.结果表明,在0～500mg·kg-1范围内,玉米幼苗未产生明显的毒害作用.土壤中MTBE浓度≤5mg·kg-1,玉米幼苗生长未受影响,在高浓度下(50 mg·kg-1和500 mg·kg-1).生长受到不同程度的抑制,株高降低36.4%,根干重减少16.6%～34%,地七部分十重减少了46%～59%,根冠比增加,并达到显著水平.叶绿素总量、叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均呈现下降的趋势,叶绿素a/b值由对照组2.92降低到1.98,达到极显著水平(P<0.01).低浓度MTBE污染对玉米幼苗生理生化指标没有明显的抑制作用,随着土壤MTBE污染程度的加剧,玉米幼苗细胞膜透性逐渐增加,SOD活性逐渐提高.玉米幼苗MDA、CAT和POD对MTBE胁迫的响应表现出相似的规律,累积峰值出现在50 mg·kg-1MTBE污染水平下.低浓度MTBE污染,叶片中MDA、CAT和POD没有明显变化,高浓度的MTBE污染则诱导酶活性升高,表明氧化胁迫程度增加.但当MTBE浓度达到500 mg·kg-1,由于过多的H2O2或MTBE积累引起MDA、CAT和OPOD酶活性下降.综合生物量变化及抗氧化酶的响应结果,认为玉米幼苗具有一定的抵御MTBE伤害的应答防御系统.     

以NH2-MIL-53(Al)为前驱体制备多孔掺碳Al2O3吸附剂及其对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

铬是污染性金属元素,铬含量是水质污染控制的一项重要指标,其中Cr(Ⅵ)的毒性最大,且易被人体吸收.本研究以水中的Cr(Ⅵ)吸附传质分离为目标,利用以铝为金属源水热法合成的铝基MOFs为前驱体,600℃煅烧后制备了多孔掺碳Al₂O₃吸附材料,利用现代分析技术对其进行微观结构表征,探究了其吸附作用能力与机制.研究结果表明,XRD、SEM、BET等表征手段证明了NH₂-MIL-53(Al)与多孔掺碳Al₂O₃结构的成功合成.前驱体NH₂-MIL-53(Al)和煅烧后的衍生物多孔掺碳Al₂O₃,在形貌上相似,且多孔掺碳Al₂O₃材料(180.24 m²·g^-1)的比表面积要大于NH₂-MIL-53(Al)(116.73 m²·g^-1).多孔掺碳Al₂     

Cr和As及其交互作用对黑麦生长的毒性效应

研究土壤中Cr、As及其复合污染对植物生长发育的影响及毒性效应具有十分重要的理论意义.通过黑麦(Lolium perenne)盆栽试验,研究了Cr、As及其交互作用对黑麦出苗率、不同生长时期的株高及茎叶鲜质量的毒性效应,从而为检测土壤的污染程度,从生态学角度衡量土壤质量健康状况提供科学依据.结果表明:(1)单元素As对黑麦出苗率无影响,对株高有刺激作用.随着Cr质量分数的增大,出苗率和株高均下降,表现为毒害作用;交互处理中,Cr的加入掩盖了As的刺激作用而表现出对黑麦出苗率和株高的毒害作用.不同As水平下,黑麦出苗率和株高主要受Cr处理质量分数的影响.(2)随着单元素As质量分数增大,茎叶鲜质量有所下降,但各处理均大于对照.随着单元素Cr处理质量分数增大,茎叶鲜质量都较对照逐渐降低,但小于20 mg·kg-1的Cr处理较对照增加;交互处理中,同一Cr水平下,黑麦茎叶鲜质量随As质量分数的增大略有所降低,但随着Cr水平的增大抑制作用加强.同一As处理水平下,茎叶鲜质量随Cr质量分数的增大逐渐减低.(3)Cr、As交互作用对黑麦出苗率、株高、茎叶鲜质量产生的毒性效应表明Cr的影响比As大.     

3种纳米材料对水稻幼苗生理及根际细菌群落结构的影响

随着纳米技术的快速发展,评估人工纳米材料(ENMs)对植物-微生物系统的潜在危害至关重要。本研究通过盆栽试验,分析不同浓度(0、0.50、1.00和2.00 mg·g^-1)的纳米材料即纳米二氧化硅(nSiO₂)、纳米二氧化钛(nTiO₂)和纳米氧化锌(nZnO)对水稻幼苗生理和根际细菌群落结构的影响。研究结果显示,3种纳米材料处理后,水稻幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均显著增加(P<0.05,下同),可溶性蛋白(SP)含量仅在2.00 mg·g^-1nTiO₂和0.50 mg·g^-1 nZnO处理时显著降低;2.00 mg·g^-1nSiO₂处理及1.00 mg·g^-1和2.00 mg·g^-1nZnO处理均可显著降低水稻幼苗的株高(PH)、鲜质量(FW)和干质量(DW),nTiO₂处理则对其没有显著...     

CO2浓度升高下水稻株高、茎蘖与SPAD动态响应及其模拟

水稻是中国主要粮食作物,CO₂浓度升高直接影响水稻的生产。但在CO₂浓度升高条件下,水稻生长发育的动态特征及其模型模拟研究尚不足。为探究水稻株高、分蘖与SPAD(表征叶绿素相对含量)动态对CO₂浓度升高的响应特征,在2017年与2018年,以常规粳稻“南粳9108”为试验材料,利用开顶式气室(OTC),设置背景大气CO₂浓度与CO₂浓度升高(+200μmol·mol^-1)两个处理,并采用Logistic方程、Logistic修正方程和多项式回归方程分别对三者的动态曲线进行定量描述。结果表明：CO₂浓度升高对抽穗前的株高无影响,但当抽穗1周后的有效积温(GDD)大于720℃·d时,显著增加了最终株高,其增幅为7.1%(P<0.05)。因此,水稻生长的环境温度调控株高对CO₂浓度升高的响应。株高可用大于10℃的GDD和CO₂响应比建立的Logistic方程进行有效模拟(r²     

污泥和垃圾堆肥用作林木育苗基质的研究

通过容器栽培试验,用出苗率,苗木生长指标,形态质量指数,叶片叶绿素含量等４指标对污泥和垃圾堆肥替代泥炭用作林木育苗容器基质的可行性进行了研究。结果显示,污泥和垃圾堆肥可以部分替代灰,能明显促进苗木生长,苗木叶片中的叶绿素含量明显高于对照,且叶片的生长期较对照长。     

玉米接种丛枝菌根真菌后对土壤铅污染的耐受效应

重金属污染条件下植物的农艺性状及生理生化指标均会受到不同程度的影响。丛枝菌根因其独有的性质,在植物应对非生物胁迫过程中发挥着重要作用。为研究玉米与丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi, AMF)共生后对土壤铅的耐受效应,采用盆栽方法种植玉米,用外源施加Pb(NO₃)₂老化15 d后的土壤模拟农田铅污染环境,探讨不同铅含量(0、170、570、970 mg·kg^-1)下接种不同AMF[摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)Fm;幼套近明球囊霉(Claroideoglomus etunicatum,Ce)、地表球囊霉(Glomus versiforme,Gv)]和不接种AMF(NM)对玉米生长的影响,分析了接种AMF后玉米农艺性状、抗氧化能力及铅含量的变化。结果表明：铅污染下玉米菌根侵染率相比无铅污染处理高15.0%～36.0%;接菌玉米的株高增加11.8%～26.8%,叶绿素含量提高3.9%～7.5%,鲜重增加50%;玉米茎叶铅含量显著降低,根系铅含量显著增加,铅的转移...     

玉米幼苗根系形态对芘污染的响应

采用盆栽试验探讨了玉米（Zea mays L.）根系形态学参数（根质量长度、根质量面积、根质量体积、根平均直径及不同根直径等级分布）对不同浓度芘污染胁迫的响应。较低浓度芘可适当地刺激玉米的生长,高浓度芘处理抑制了玉米的生长,并且抑制作用随芘处理浓度的提高而增强;芘对玉米根系的影响要大于对茎叶的影响。不同浓度芘处理下玉米根系形态学参数发生了显著的变化,与对照相比,芘处理下根直径显著降低,根质量长度、根质量面积和根质量体积显著增大,且随芘处理浓度的提高其效应更显著。