有机质官能团及微孔特性对疏水性有机污染物吸附的影响机制

作为重要的地质吸附剂,土壤/沉积物中的有机质是环境中疏水性有机污染物主要的汇.由于有机质的结构异质性,疏水性有机污染物一旦进入其中,会被吸附在不同的位点上,反应活性和生态风险进而会发生变化.对疏水性有机污染物在有机质上的吸附进行研究有助于了解其在环境中的分布,传输及生物有效性.本文就疏水性有机污染物在土壤/沉积物中的有机质上吸附的国内外研究进展进行了综述,讨论了重要有机质组分(腐殖质和碳黑)的结构和吸附作用差异性,重点分析了有机质的微孔特性和官能团对吸附的影响机制.     

The influences of different organic fractions in refuse on the sorption and bioavailability of dibutyl phthalate

The structure and composition of the organic matter in landfilled refuse might have an influence on the migration and transformation of dibutyl phthalate (DBP). Humic acid (HA) and humin (HU) were separated from aged-refuse to determine the influences of different organic fractions in the refuse on the sorption and bioavailability of DBP. The sorption kinetics and isotherms for the sorption of DBP to HA, HU, and whole refuse were determined. The results showed that the sorption constants (K) and nonlinearities decreased in the order HU?>?whole refuse?>?HA. The HA had lower K values than did the other refuse fractions, and it retarded the biodegradation of DBP over a short degradation period (48?h). Increasing the amount of HA present caused the amount of DBP that was biodegraded to decrease significantly, 81.3% of the DBP sorbed to HA being degraded in the original experiments after 48?h but 21.8% of the DBP being degraded when three times as much HA was used. Similar results were not observed when the amount of HU used was changed. These findings suggest that HA plays an important role in the biodegradation of DBP adsorbed by refuse.     

不同生态类型富营养化湖泊沉积物中有机质赋存形态

以藻型湖泊(太湖)、草藻型湖泊(南四湖)、草型湖泊(白洋淀)湖泊沉积物为研究对象,采集了11个表层沉积物样品,测定沉积物中总氮(TN)和总磷(TP)含量并利用物理分组方法,研究了3种不同生态型湖及同一湖泊不同区域沉积物中总有机质(OM)、轻组有机质(LFOM)和重组有机质(HFOM)的赋存特征.结果表明,南四湖沉积物中总氮、总磷和总有机质含量显著高于太湖和白洋淀;尽管太湖、南四湖和白洋淀沉积物中总有机质含量较高,但是轻组有机质(LFOM)含量较低,分别占总有机质的0.95%—1.08%、0.21%—1.37%和1.4%—1.78%;重组有机质(HFOM)含量较高,分别占总有机质的83.83%—87.4%、94%—98.98%和88.2%—98.3%,表明3种不同生态型湖泊沉积物中所含有机质绝大部分为难分解的重组有机质,轻组有机质基本矿化分解.相关性分析表明,轻组有机质(LFOM)、重组有机质(HFOM)与总有机质(OM)之间均呈现显著正相关关系.     

电化学DNA生物传感器在检测环境有机污染物中的应用

电化学DNA生物传感器是一种以DNA为生物识别元件并通过电化学信号转换器将目标物的存在转变为可检测的电信号的传感装置.因具有灵敏性高、选择性好、制备成本低、操作简单、携带方便、抗干扰性强等优点而被广泛用于环境分析领域.本文简要阐述了电化学DNA生物传感器的检测原理及DNA在电极表面的固定化方法,重点讨论了电化学DNA生物传感器在检测环境有机污染物中的应用,最后对电化学DNA生物传感器的发展方向进行了展望.     

Fluorescence spectroscopic studies of the effect of granular activated carbon adsorption on structural properties of dissolved organic matter fractions

This work investigated the effect of granular activated carbon adsorption (GACA) on fluorescence characteristics of dissolved organic matter (DOM) in secondary effluent, by means of excitation–emission matrix (EEM) spectra, the fluorescence regional integration (FRI) method, synchronous spectra, the fluorescence index defined as the ratio of fluorescence emission intensity at wavelength 450 nm to that at 500 nm at excitation (λ_ex)=370 nm, and the wavelength that corresponds to the position of the normalized emission band at its half intensity (λ_0.5). DOM in the secondary effluent from the North Wastewater Treatment Plant (Shenyang, China) was fractionated using XAD resins into 5 fractions: hydrophobic acid (HPO–A), hydrophobic neutral (HPO–N), transphilic acid (TPI–A), transphilic neutral (TPI–N) and hydrophilic fraction (HPI). Results showed that fluorescent materials in HPO–N and TPI–N were less readily removed than those in the other fractions by GACA. The relative content of fluorescent materials in HPO–A, TPI–A and HPI decreased whereas that in HPO–N and TPI–N increased as a consequence of GACA. Polycyclic aromatics in all DOM fractions were preferentially absorbed by GACA, in comparison with bulk DOM expressed as DOC. On the other hand, the adsorption of aromatic amino acids and humic acid-like fluorophores exhibiting fluorescence peaks in synchronous spectra by GACA seemed to be dependent on the acid/neutral properties of DOM fractions. All five fractions had decreased fluorescence indices as a result of GACA. GACA led to a decreased λ_0.5 value for HPO–A, increased λ_0.5 values for HPO–N, TPI–A and HPI, and a consistent λ_0.5 value for TPI–N.     

河流有机质生物地球化学研究进展

探讨了近年来河流中有机质的生物地球化学研究状况。大多数河流有机质的来源主要是外源即流域侵蚀而来的,经过河流的新陈代谢过程,把河流中的悬浮物分解为不同类型的有机质。在有机质分解过程中由于外部条件的差异,形成粒径大小不同的颗粒物和溶解有机质、无机质等。河流水体中的溶解有机碳(DOC)在全球不同纬度、不同区域,其含量差异较大,但目前对其生物地球化学控制的量级缺乏足够的理解和认识。另外碳氮同位素及其比值在当前的河流有机质生物地球化学研究中仍起着非常重要的示踪作用。     

不同有机物料在潮棕壤中有机碳分解进程

用尼龙网袋法研究了特定年度中，不同月份间有机物料在潮棕壤旱田、水田中有机碳分解速率及C／N变化。结果表明，4种物料(玉米秸和玉米根，水稻秸和水稻根)在潮棕壤地区温度、湿度适宜的前3个月(1999年7—月)迅速分解，之后进入缓慢分解阶段，其中根的分解残留率始终高于秸秆。经计算约有2／3的玉米根和稻根腐解产物残留在土壤里；分解至试验结束。所有物料的C/N比都趋于一致，约在10—13之间，与土壤腐殖质的洲比非常相近，说明这些物料已基本完成其腐殖化过程，而成为较稳定的有机组分、这对增加土壤有机质、培肥土壤非常重要。     

可溶性有机物对土壤中主要有机污染物环境行为的影响

概括了环境中可溶性有机物的特点，并系统总结了当前国内外关于可溶性有机物对土壤中主要污染物环境行为的影响的研究进展。阐述了可溶性有机物对农药、多环芳烃在土壤中的吸附、解吸及分配等环境行为所起的作用。最后指出了该方面研究存在的问题及今后应加强的方向。     

渭河水中有机物在几种土壤中的吸附特性

通过批量实验研究了渭河水中有机物在几种土壤中的吸附行为，测得吸附常数，给出吸附等温线。对吸附等温线进行分析，发现已经吸附的有机物分子会影响土壤的吸附性质。同时数据的拟合表明，有机物在不同土样中的吸附行为均可用Freundlich方程描述。吸附常数和固相一水分配系数表明4种土样中河沙的吸附能力最强，进一步的实验发现这是由于河沙中已经吸附的有机物最少，吸附位相对多，造成吸附能力强。     

Effect Of pH on the complexation of U(II) with organic matter dissolved in resh waters

In the present work we study the effect of pH on the complexation of copper with organic matter dissolved in fresh surface waters. Samples collected in rivers of Galicia (NW of Spain) were titrated with copper solution at pH values in the range 5.5–7.5. Copper concentration was measured by DPASV technique. The complexation parameters were obtained from the simple model of 1 : 1 complex formation. The obtained values show a linear increase of the logarithm of the conditional stability constant as the pH increases.     

滇池沉积物有机磷形态分级特征

考察沉积物磷对湖泊富营养化贡献时,大量研究涉足无机磷,对有机磷的研究十分薄弱.针对滇池的33个沉积物样品,采用有机磷分级提取方法,将沉积物有机磷分为活性磷、中等活性磷、非活性磷等三种具有不同稳定性的有机磷.结果表明:排除滇池西北部外源污染严重的样品后,沉积物有机磷与总磷有自北向南逐渐降低的变化趋势,有机质与总磷、活性有机磷、中等活性有机磷以及非活性有机磷都表现出了显著相关关系.沉积物活性有机磷和中等活性有机磷与NaHCO3提取无机磷均显著相关,说明二者具有潜在的生物有效性.     

设施土壤pH值与有机质演变特征研究

设施土壤的pH、有机质与土壤环境质量及设施栽培作物生产水平密切相关。文章对云南不同区域、不同大棚种植年限、不同轮作制度的设施土壤pH与有机质的演变特征进行研究,结果表明:大棚种植年限长的地区,土壤pH、有机质变化明显;随着大棚种植年限的增长,土壤pH呈下降趋势,有机质含量则呈上升趋势;随着土壤层次的加深,大棚土壤pH逐渐升高,而有机质则逐渐降低;不同轮作方式,花-菜轮作比菜-菜轮作有利于增加有机肥对设施土壤pH的缓冲性。     

潜流人工湿地中有机污染物降解机理研究综述

人工湿地是一种完整的生态系统,它是利用系统中发生的物理、化学和生物等多重协同作用实现对污水的净化功能.开展潜流人工湿地中废水处理的机理、湿地内部有机污染物的迁移转化、湿地工艺设计及其水力学、动力学参数的研究,对环境废水中有机污染物的去除及生态安全具有重要意义.文章主要从化学、生物、设计参数等方面论述了人工湿地废水处理中有机污染物的降解及其机理研究进展.化学因素主要包括溶解性有机质(DOM)对有机污染物的迁移转化、氧化还原环境(Redox)及废水中电子受体的存在对有机质的分解状况、不同溶解氧(DO)水平为厌氧、好氧细菌对有机物的生物降解及湿地内反应动力学模型建立等因素对废水中有机污染物降解的作用及影响;生物因素主要涉及植物和微生物的作用,湿地中的生物降解是有机污染物的主要去除方式;在工艺参数方面,主要就水流特性、孔隙度、停留时间(HRT)、水力负荷(HLR)和水位等因素对湿地中有机污染物去除的影响进行了探讨.     

大气中持久性有机污染物在气相和颗粒相中的分配特征研究进展

大气中持久性有机污染物(POPs)的气(气相)-粒(颗粒相)分配是影响POPs在大气中分布、迁移和转化的一个重要因素,研究POPs的气-粒分配特征有助于提高POPs环境归趋预测的准确性,对区域范围内的大气POPs污染防治具有重要意义.本文简要介绍了两种经典的POPs气-粒分配理论及模型,总结了有关大气中几类典型POPs在气相和颗粒相中的分配特征研究的最新进展,讨论了不同种类POPs气-粒分配的一些差异性特征和可能的影响因素,并提出了大气中新型POPs气-粒分配特征研究中亟待解决的问题.     

土壤溶解性有机质的生态环境效应

土壤生态环境是一个复杂的多介质多界面体系。现有的研究表明，DOM作为环境中重要的天然配位体和吸着载体，是一种非常活跃的化学物质，它将土壤中的矿物质、有机质与生物成分联系在一起，通过物理或化学作用改变金属与外源性化合物的环境行为，促进温室气体的排放，调节土壤养分流失，指示土壤质量，并对成土过程、微生物的生长代谢过程、土壤有机质分解和转化过程有着重要作用，已经成为土壤科学、生态科学和环境科学交叉领域的研究热点。文章系统地评述了DOM的组成特点及其环境效应，同时介绍了未来的研究方向及一些有待于进一步研究的问题。     

锰氧化物对有机污染物的转化机制研究进展

以土壤/沉积物中普遍存在且具有较强氧化活性的锰氧化物为研究对象,探讨了水-锰氧化物体系对医药品和个人护理用品等典型环境污染物的转化行为,并从污染物的分子结构出发,分别综述了锰氧化物对酚类、胺类、氮杂环、氮杂环N-氧化物、酸类等典型环境污染物的分子转化机制.为该类污染物环境行为及其潜在风险的科学评价、有效控制奠定理论基础.     

Photodegradation of chromophoric dissolved organic matters in the water of Lake Dianchi,China

Water samples were taken from Lake Dianchi, on the Yungui Plateau of southwest China, and experiments were conducted to simulate the photochemical degradation characteristic of chromophoric dissolved organic matter (CDOM) in the lake water. Three groups of experiments under different light conditions: ultraviolet (UV) light, visible light, and dark, were done and variations of fluorescence properties, UV absorbance, and dissolved organic carbon (DOC) concentrations during the experiments were analyzed to study the photodegradation process of CDOM with time. The result showed that light irradiation led to significant photochemical degradation of CDOM, resulting in changes in florescent properties, absorbance losses, decreases in aromaticity and average molecular weight, as well as decline in DOC concentration in the water. It was also observed that UV irradiation had greater effect than visible light did. However, various fluorophores had different sensitivities to the same irradiation condition, that is, protein-like fluorophore at the low excitation wavelengths is more sensitive to UV irradiation than the other fluorophores, and is more readily to undergo photo-degradation. In addition, visible light irradiation did not have significant impact on DOC in the water, with DOC concentration decrease by 5.57% –59.9% during the experiment time. These results may provide new knowledge on the environment behavior of CDOM in the water of Lake Dianchi.     

印染废水生化出水中有机污染物特性及在硫酸镁混凝过程中的去除行为

以某印染废水二级生化出水为研究对象,考察了生化出水中有机污染物中各组分含量、分子量分布特点等特性,以及各类有机物在硫酸镁混凝处理过程中的去除行为.实验结果表明,该印染废水的生化出水溶解性有机物的主要成分是疏水性物质,以溶解性有机碳（DOC）表征时占总DOC的78%,其中非酸疏水物质约占46%,而以UV254表征时约占总55%,以美国染料生产协会色度值（ADMI7.6）表征时为97%,其中以非酸疏水物质的贡献最大,达到66%,并且非酸疏水物质中不饱和双键或芳香环有机物的含量较高.生化出水中的DOC主要集中在小于1000 D的有机物上,占37%.在硫酸镁的最佳混凝条件下,可以有效地去除由大分子量的非酸疏水物质引起的色度,而对小分子量的有机物也有一定的去除效果.     

石墨烯在环境有机污染物分析中的应用进展

石墨烯是一种全部由碳六元环构成的新型二维碳纳米材料.从2004年发现至今,其在能源、电子、复合材料、生物医学等领域中的应用都取得了重大研究进展.近年来,石墨烯在分析化学领域也表现出了巨大的应用潜力,尤其是在环境有机污染物分析方面,涌现了大量相关报道.本文简要回顾了近期石墨烯在环境有机污染物分析中的应用情况,涵盖了样品前处理、色谱、传感器、质谱等不同的技术方向,并对石墨烯在环境分析中的应用前景进行了展望.     

城市污染河道沉积物有机质的氧化稳定性

为了研究城市河道沉积物有机质的氧化稳定性,以氧化稳定系数(Kos)和腐殖化程度(HA/FA)作为评价指标,在用H2O2处理沉积物的基础上,探讨城市污染河道有机质含量、有机质组成等对氧化稳定性的影响.结果显示,污染河道沉积物有机质含量明显高于自然水生态系统沉积物有机质含量;富里酸(FA)、胡敏酸(HA)、胡敏素(HM)是污染河道沉积物有机质主要赋存形式,其中胡敏素是主体,占全部有机质的65%以上;易氧化有机质(OMr)和难氧化有机质(OMd)与总有机质含量均显著正相关(P0.05);OMd的含量可以更直观地反映河道污染程度;重污染河道沉积物有机质去除量较高;随着有机质的去除,沉积物Kos在总体上有上升的趋势;不同形态有机组分其Kos差异性明显(P0.05),以HM为主的紧结态腐殖质的Kos值最高;用HA/FA和OMr可从大体上表征沉积物的氧化稳定性;HA、FA是影响城市河道沉积物氧化稳定性的主要因素.