密度泛函方法预测二英类化合物(PCDD/Fs)的正辛醇/水分配系数

在B3LYP/6-31G水平上全优化计算了多氯代二苯并一对-二(噁)英和多氯代二苯并呋喃(PCDD/Fs)系列物的分子结构;基于得到的分子结构描述符,依据修正的线性溶解能理论,分别建立了PCDDs和PCDFs的正辛醇/水分配系数的定量结构-性质关系模型(R2分别为0.985和0.966),并用交叉验证法对模型进行了验证(q2分别为0.983和0.936),用t-检验对各变量进行了检验.检验结果表明,模型的预测能力优于AM1法、单苯环氯取代指数法和拓扑量子方法得出的模型.     

二噁英结构与正辛醇-水分配系数相关性的密度泛函理论

为精确描述二噁英分子的电子结构及其定量结构/性质相关关系(QSPRs),运用密度泛函理论,在B3LYP/6-311G**水平上,分别对多氯二苯并对二噁英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)进行了优化计算.相应量子化学参数,即平均分子极化率(α),熵(S),极化率和四极矩的张量分量(αxx,αyy,αzz和Qxx,Qyy,Qzz)用于该类化合物辛醇-水分配系数的QSPR研究,构建了2个单变量和1个双变量模型,其决定系数R2分别为0.962、0.950和0.951;其显著性检验因子F分别为509.759、379.498和186.234.PCDD/Fs在辛醇相-水相间的分配性质主要与分子体积因素有关,而电性因素的影响较小;不同模型预测值间的差异与模型中预测变量本身性质和实验值的有限性有关.经比较,本研究中所建立的3个QSPRs模型尽管只有1个或2个变量,但其结果与复杂的偏最小二乘分析(PLS)相近.     

含氟取代苯类化合物lgK_(ow)和-lg1/EC_(50)的QSPR研究

采用Gaussian 98程序,在B3LYP/6-311G**和HF/6-311G**2种水平上全优化计算了24个含氟取代苯化合物的分子结构,基于得到的分子结构描述符,分别建立了用于预测含氟取代苯化合物正辛醇/水分配系数(lgKow)和毒性(-lg1/EC5)0的模型,预测lgKow的模型包含3个变量(偶极矩(μ),总能量(TE)和热能修正值(Et)h),预测-lgl/EC50的模型包含2个变量(分子中原子最负的电荷(q-)和零点振动能(ZPE))。用交叉验证法对模型的稳定性进行了验证(q分别为0.8480和0.9154),并用t-检验和变异膨胀因子(VIF)对2个模型中各变量的显著性和自相关性进行了检验。预测-lg1/EC50的模型的预测能力优于溶剂化能参数得出的模型。     

PCDFs的Ah受体结合能力的定量结构效应关系

应用单苯环氯取代方法取G₁～G₁₀10个分子结构描述符,通过正向逐步线性回归方法构建对于Ah受体结合能力的定量结构-性质相关(QSAR)模型.与有关文献相比,此模型能更好地预测多氯代二苯并呋喃(PCDFs)竞争结合Ah受体logEC₅₀值,各自变量间不存在共线性.模型可以较好地反映PCDFs分子Ah受体结合能力与其分子氯取代位点之间的关系.     

环境化学

X1312田202618单苯环氯取代指数法预测二恶英类化合物PCDFs的正辛醇/水分配系数/黄俊…(清华大学环境科学与工程系,环境模拟与污染控制国家重点实验室)//环境科学研究/中国环科院一2(X)2,15(2).一1一5环图X一6 采用单苯环氯取代指数作为二恶英类化合物多氯代二苯并吠喃(PCDFs)的分子结构描述符,通过正向逐步线性回归方法建立了PCDf’s的正辛醇/水分配系数(l沙端,)与分子结构描述符之间的定量关系模型。与有关文献报道的模型相比,该模型不仅具有显著的相关性(n二sllhaj=0.571,SE二0.173抖,在a二0.仍时,F=38.翻7,p二0.戊C),而且对于分…     

质谱/质谱法快速检出国产五氯酚中的痕量剧毒杂质—四氯二苯并呋喃

多氯二苯并二(口恶)(口英)(PCDD)及多氯二苯并呋喃(PCDF)是化学结构相象的二组剧毒化合物.1976年意大利的Seveso发生污染事件后,它们对人体的伤害及生态环境的影响受到了世界上环境学家和生态学家的广泛重视.PCDD和PCDF各有75个和135个异构体,其毒性差别可达1000—10000倍,其中的十个异构体(包括2,3,7,8-四氯二苯并二(口恶)(口英),TCDD)已被列入对动物具有最大毒性的一批天然和人为毒物之内,它们会引起肝损伤、氯痤疮、神经系统损伤及致突变、致畸、致癌.急性皮肤毒性的LD_(50)值为1—100μg/kg,对猴子的LD_(50)值,TCDD是30—70μg/kg,TCDF是1000μg/kg,Kara-sek建议人体(50kg体重)对TCDD和TCDF的允许暴露水平是2 pg/day(致癌性).这类化合物具有脂溶性,易被土壤吸附,在自然环境中代谢降解速度缓慢,从而增加了环境     

基于DFT的二英脂-水分配系数QSPR研究

基于密度泛函理论,利用多氯二苯并对二(噁)英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)几何构型全优化而得的量子化学和延伸计算参数:前线轨道能、熵、无迹四极矩、分子绝对硬度、电负性和亲电指数等,对两类化合物在(虹鳉)脂-水间的平衡分配性质进行了定量化模型研究,并由多元线性回归分析(MLR)建立了二次函数型的定量结构-性质相关关系(QSPR):lgKbw=5.343-0.001(S-125.480)2-0.355(ω-3.239)2 0.006(Qzz-2.950)2-22.728(η-2.365)2.结果表明,模型具有较高的拟合优度与稳健性,其决定系数和交叉验证相关系数分别为0.943和0.908,且模型的内外部预测性能理想,总体质量明显优于SOFA(solubility parameter for fate analysis)计算结果,可用于未知脂-水分配性质的预测; PCDD/Fs脂-水平衡分配(系数)主要与分子体积以及由电荷分布决定的芳烃分子间相互作用有关,也受潜在的生物转化和分子反应性的影响.     

鸭儿湖地区多氯代二苯并二/呋喃(PCDD/F)的污染状况及其来源归宿的初步研究

对鸭儿湖地区的底泥和土壤样品中的多氯代二苯并二( )/呋喃(PCDD/F)的污染状况进行了研究.结果表明,鸭儿湖部分地区已被PCDD/F严重污染,该类污染物来源于附近某化工厂排放的化工废水,其中,PCDD/F主要以高氯取代的HpCDDs和OCDD为主,总结我们的已有实验结果,鸭儿湖1号氧化塘中高残留的PCDD/F如果控制不当将会转移扩散,可能造成对周围环境的进一步污染.     

青岛近海PCDD/Fs的沉积通量、毒性当量及来源

用高分辨率气相色谱-质谱方法对青岛胶州湾内外表层沉积物、柱状岩心及贻贝样品中的17种毒性多氯代二苯并二 /呋喃(PCDD/Fs)进行了分析和讨论.表层沉积物的SP_4-8CDD/Fs含量范围在11.6～369pg/g dw,主要以P_4-8CDFs为主.S2,3,7,8-PCDD/Fs含量范围4.1～232.4pg/g dw.在环流作用下沉积物中形成了明显的东-西分布格局.除河口处外,PCDD/F同系物分布基本上相同,即低氯代PCDD/Fs占主导.SP_4-8CDD/Fs沉积通量从1951年起逐渐增大,STEQ沉积通量从1980年显著增大.青岛近海PCDD/Fs的来源相对恒定,推测为城市污水污泥和大气沉降.贝肉中S2,3,7,8-PCDD/Fs为2.9～5.1pg/g dw. TEQ的主要来源为2,3,4,7,8-PeCDF(35%)、2,3,7,8-TCDF(30%)、2,3,7,8,-TCDD(30%).     

部分酯类化合物结构与毒性关系研究

该文在化合物二维结构基础上,对48个酯类化合物结构进行了表征,进而建立了化合物结构与水生毒性关系模型,模型的相关系数(R~2)分别为0.926 6和0.917 4,标准偏差(SD)分别为0.257 6和0.255 8。采用留一法交互检验评价了模型的稳定性,得到模型交互检验的相关系数(RCV~2)分别为0.885 6和0.799 2,标准偏差(SD_(CV))分别为0.255 8和0.294 5。运用外部样本检验了模型的预测能力,得到外部预测的相关系数(Rtest2)分别为0.991 0和0.952 3,标准偏差(SD_(test))分别为0.079 3和0.182 9。分子结构描述符能较好地表现化合物结构特征,所建模型拟合效果好、稳定性强、预测准确性高。对于环境中有毒化合物的结构-毒性关系研究具有较好的参考价值。     

Construction of MoS2 nanoarrays and MoO3 nanobelts: Two efficient adsorbents for removal of Pb（Ⅱ）, Au（Ⅲ） and Methylene Blue

Toxic heavy metal ions, valuable noble metal ions and organic dyes are significant concerns in wastewater treatment. In this work, MoO₃ nanobelts（MoO₃ NBs） prepared by solvothermal method and MoS₂ nanoarrays（Mo S₂ NAs） constructed using MoO₃NBs precursor were proposed to effectively remove heavy/noble metal ions and organic dyes, such as Pb^（Ⅱ）, Au^（Ⅲ）and Methylene Blue（MB）. The two adsorbents exhibited the excellent adso...     

紫外活化甲酸产二氧化碳阴离子自由基还原Cr (VI)的研究

研究高效还原技术是去除废水中Cr（VI）的有效手段,本研究提出了一种新颖有前景的基于紫外（UV）活化甲酸（HCOOH）产还原性二氧化碳阴离子自由基（CO₂^•;-）去除Cr（VI）的方法.通过对比UV、HCOOH、UV/HCOOH三种体系对Cr（VI）还原效率和电子自旋共振（EPR）对体系中自由基的检测研究了其活化原理和还原机制.结果表明UV能显著活化HCOOH产生CO₂^•-（α_H=19.08G,α_N=15.86G,g=2.0036）.此外,试验考察了主要影响因素对Cr（VI）去除效果的影响,包括初始Cr（VI）浓度、甲酸投加量、初始pH值、反应温度、有机污染物以及水中常见阴离子.结果显示当甲酸浓度为40mmol/L,Cr（VI）初始浓度为10mg/L,反应时间在60min内,UV/HCOOH体系对Cr（VI）的去除率能达到100%.在酸性条件下（pH≤3.5）能显著促进Cr（VI）的还原,且Cr（VI）去除效率随着初始HCOOH浓度和反应温度升高而增加.进一步研究表明,该体系下NO₃^-对Cr（VI）的还原有着显著的促进作用,而Cl^-、HCO₃^-和对硝基苯酚（pNP）则有抑制作用.不同温度下Cr（VI）去除率与时间关系的拟合结果表明,当反应时间t³;40min,UV/HCOOH体系去除Cr（VI）过程遵循准一级反应动力学,根据不同温度下对应的反应速率常数k,结合阿伦尼乌斯方程,计算求得准一级反应的活化能为15.9kJ/mol.     

温度和DO对MBBR系统硝化和反硝化的影响

在缺氧/好氧/好氧串联运行的移动床生物膜反应器（MBBR）系统中考察了温度和好氧反应器中溶解氧（DO）水平对生物膜硝化和反硝化过程氮素去除的影响,并通过高通量测序技术探究温度和DO的变化造成的MBBR系统中脱氮功能菌群结构的差异,从而在微观水平解释硝化和反硝化受温度和DO影响的生物学机理.结果表明,系统温度的升高可以同时强化生物膜硝化和反硝化过程,且好氧反应器中DO水平的提高对硝化过程有利,从而提高系统的脱氮效果.本研究中,在系统连续运行阶段,当系统温度和好氧O₁反应器的DO浓度为本研究范围内的最高水平时（即温度=20~22℃、DO=5~8mg O₂/L）,比硝化负荷可达1.60g NH₄⁺-N/（m²·d）以上,而相同温度范围内比反硝化负荷可高达2.84g NO₃^--N/（m²·d）,从而使MBBR系统在该工况条件下获得了最佳的NH₄⁺-N和TN去除率（分别达到了98.7%和85.7%）.温度和DO影响硝化和反硝化的根本原因是温度和DO变化引起了脱氮功能菌群数量和群落结构的改变：当好氧反应器的DO水平下降时,硝化功能细菌的OTUs比例显著降低,尤其是异养硝化细菌的生长受到了严重的抑制;而温度的变化对反硝化细菌的影响主要体现在群落结构的变化.     

硝基苯类化合物对斜生栅藻毒性的HQSAR分析

利用分子全息定量结构-活性相关关系(HQSAR)技术研究了25种硝基苯类化合物对斜生栅藻的急性毒性与其结构之间的相关关系.应用偏最小二乘回归技术(PLS)建立了定量模型.在碎片长度为1~7、碎片区分参数为原子类型、化学键类型和连接性条件下,得到最佳模型(Q2=0.921,R2=0.992).为检验模型的预测能力,将数据集分成训练集和预测集.模型对预测集的预测结果与实测值吻合较好,表明模型的预测能力良好.最后利用色码图对模型中不同原子的贡献进行了解释.     

以TEOS为硅源的聚硅氯化铝中铝及硅形态分布

以正硅酸乙酯 (TEOS)为硅源 ,合成了新型的聚硅氯化铝 (PASC) ,利用Al Ferron逐时络合比色法和Si Mo逐时络合比色法分别研究了其Al形态及Si形态分布 ,并与常规方法 (以硅酸钠为硅源 )合成的聚硅氯化铝做了比较 .实验结果表明 ,新方法合成的PASC具有铝硅分布均匀 ,分子量较大 ,产品重现性好的优点 .两种方法合成的PASC具有相同的Al形态分布规律 ,即高分子量Al形态含量随B值 (碱化度 )和Si Al摩尔比的增大而增加 ,Al形态随Si Al摩尔比的变化程度随B值的增大而增大 .另外通过新方法发现 ,Si形态分布也具有规律性并和Al形态具有相似的分布特征 ,但Si形态随Si Al摩尔比的变化程度随B值的增大而减小 .     

智能化控制SBBR处理不同C/N城市污水脱氮除磷性能研究

采用自主研发的智能化控制系统,以智能化控制的运行方式使序批式生物膜反应器(SBBR)形成交替运行的好氧-缺氧环境,对不同C/N人工模拟城市污水进行了脱氮磷实验研究.该实验中控制反应器内水温为25℃±1℃,曝气量为150 L/h,进水COD浓度为300 mg/L、TP浓度为5 mg/L,以TN浓度为30、60、90 mg...