漆酶/ABTS介体系统对吲哚的降解研究

采用纯漆酶与介体2,2-连氮-双-(3-乙基苯并噻吡咯啉-6-磺酸)(简称ABTS)组成的漆酶/ABTS介体系统对低浓度吲哚进行降解实验。综合考虑,选取降解条件为pH 3、ABTS 0.5 mmol/L,漆酶添加量1 U/mL时,对低浓度吲哚溶液的降解效果最佳,降解率达到80%以上。介体ABTS的加入对降解率的提高发挥了重要作用。体系中决定吲哚降解率高低的重要因素为pH和介体浓度,漆酶添加量影响较小。在HPLC谱图2.4 min和2.7 min出现的新物质可能是氧化吲哚和靛红。     

有机肥源磺胺类抗生素在土壤中的降解规律及影响因素分析

运用室内模拟降解法,研究了有机肥源磺胺类抗生素(磺胺嘧啶、磺胺甲嘧啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺二甲氧嘧啶和磺胺甲恶唑)在光照或避光条件下、不同类型土壤中的降解能力.结果表明,5种磺胺类药物在土壤-粪便混合基质中的降解规律均呈"L"型;不同磺胺在土壤中的降解性与药物自身性质相关,江西红壤中降解半衰期长短顺序为:磺胺甲恶唑磺胺二甲嘧啶磺胺嘧啶磺胺甲嘧啶磺胺二甲氧嘧啶;土壤中有机质含量越高,磺胺类药物在土壤中降解性越强,其降解速率大小为:东北黑土≈太湖水稻土江西红壤;磺胺类药物在土壤-粪便混合基质中的降解速率显著大于单一土壤,粪便的加入对磺胺类抗生素的降解性有较大促进作用,光照作用则相对影响较小.     

5种磺胺类抗生素在土壤中的吸附和淋溶特性

分别利用振荡平衡法和柱淋溶法研究了5种磺胺类抗生素(磺胺嘧啶,磺胺甲嘧啶,磺胺二甲嘧啶,磺胺二甲氧嘧啶,磺胺甲恶唑)在5种不同土壤中的吸附和淋溶特性及其影响因素.结果表明,磺胺类抗生素在5种供试土壤上的吸附等温线较好地符合Freundlich方程,吸附常数K_d为 0.10~4.39 μg^1-1/n (cm³)^1/n g ^-1;5种磺胺类抗生素在供试土壤中吸附性大致排列顺序为:东北黑土≈无锡水稻土>江西红壤>南京黄棕壤≈陕西潮土.吸附的主要影响因素为土壤pH值和有机质含量:土壤pH值增高,磺胺类抗生素大量转变为阴离子态,吸附减弱;土壤有机质含量增加,吸附增强.5种磺胺抗生素在5种供试土壤中的吸附自由能为 -12.5~-5.3 kJ·mol^-1,表明吸附机理主要是物理吸附.磺胺类抗生素在土壤中具有较强的淋溶性, 淋溶性能从大到小依次为:陕西潮土>南京黄棕壤>江西红壤>无锡水稻土>东北黑土,与吸附试验结果相一致.畜禽养殖使用磺胺类抗生素对地下水污染具有潜在风险,应该引起足够重视.     

杏鲍菇漆酶的诱导及其对苯并[a]芘的降解研究

杏鲍菇(Pleurotus eryngii)是一种常见的白腐真菌,具有产漆酶的能力。本研究采用液态方式培养杏鲍菇,考察了杏鲍菇的产漆酶性能和杏鲍菇培养液对苯并[a]芘的降解能力。研究结果发现铜离子对杏鲍菇产漆酶有明显的诱导作用,在液体培养基中添加1.0mmol/L铜离子,培养8天后漆酶活性提高8.3倍。杏鲍菇培养液对苯并[a]芘有较好的降解能力,培养7天后液体培养基中苯并[a]芘降解率达到89%。表明杏鲍菇在产漆酶和污染物降解方面具有良好的应用前景。     

漆酶降解阴离子型聚丙烯酰胺/聚丙烯酸酯活性的理性设计

为探究漆酶降解聚丙烯酸酯（PAA）/阴离子型聚丙烯酰胺（HPAM）的微观机理,采用对接模拟了其结构模型与枯草芽孢杆菌漆酶（B. subtilis laccase）的结合.根据-CDOCKER_Energy score打分最高的原则,对获得的最佳结合构象进行分析.然后基于亲和力虚拟氨基酸突变进行丙氨酸（ALA）扫描和饱和突变.结合模式分析表明,HPAM比PAA可更深地埋入活性口袋,B. subtilis laccase对HPAM的亲和力和结合能皆高于PAA.相互作用分析表明,疏水相互作用可能对B. subtilis laccase与底物的结合起到促进作用,而氢键作用会阻碍该酶与底物的结合.通过ALA扫描进一步得知,ARG487、GLY486和TYR133是B. subtilis laccase降解HPAM的关键氨基酸残基,而ASP113和TYR133是B. subtilis laccase降解PAA的关键氨基酸残基.通过饱和突变表明,ASP113>ARG可以提高B. subtilis laccase降解PAA的活性,这些数据为理性设计增强活性的B. subtilis laccase突变体提供了理论参考.     

静电纺丝纤维膜固定化漆酶对水中双酚A的降解性能

采用乳液静电纺丝技术原位固定漆酶,利用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦扫描显微镜(LCSM)对载漆酶电纺纤维膜的形貌结构进行表征.载酶电纺纤维呈壳-核结构,平均直径为(650±30)nm,表面有许多纳米级孔道;漆酶被成功包埋固定于纤维内部,且保留了79.8%的酶催化活性.以双酚A(Bisphenol A,BPA)为目标污染物,对比电纺纤维膜固定化漆酶和游离漆酶对BPA的降解性能,考察p H值和温度等因素对BPA降解效率的影响.研究结果表明:在优化条件下,电纺纤维膜固定化漆酶对BPA的降解率达80%左右;与游离漆酶相比,固定化漆酶对p H值和温度均表现出更好的耐受性.这主要是因为漆酶被包埋在纤维内部,纤维的聚合物外壳结构可以保护漆酶,减少外界环境对漆酶的影响,而纤维表面的多孔结构可以为漆酶与BPA的接触反应提供通道.     

超临界水氧化降解有机物的定量构效关系研究

研究了邻苯二甲酸氢钾、辛基酚、硝基苯等20种有机物在超临界水氧化中的降解效果,探究了温度(325~525℃)和停留时间(30~360s)对超临界水氧化降解有机物的影响,并分析了20种有机物降解速率常数与量子化学参数之间的关系.结果表明,超临界水氧化法能够有效降解有机物,TOC去除率最高可达99%以上.随着反应温度的升高、停留时间的延长,TOC的去除率也随之提高,并且降解规律符合一级动力学.采用密度泛函理论,通过计算得到目标物的量子化学参数,再结合有机物降解的动力学常数进行相关性分析,结果发现,q(H+)、f(-)_(min)和f(0)_(min)与目标物降解率显著相关.     

抗生素环丙沙星(CIP)在两种红树林湿地中的残留及迁移特征

沿海地区水产养殖废水直排导致滨海红树林内抗生素富集.本研究在广东省湛江市高桥红树林自然保护区展开,采用高效液相色谱法对两种优势红树植物群落—红海榄(Rhizophorastylosa)、白骨壤(Avicennia marina)根际沉积物及植物根、枝、叶中环丙沙星(Ciprofloxacin,CIP)的残留进行定量分析,同时分析红树植物根系含脂率(Lipid ratio,LR)与根系中CIP累积的相关性.结果表明,红海榄、白骨壤根际沉积物中CIP残留无显著差异(p0.05),含量分别为(69.0±5.9)、(63.0±6.2)μg·kg~(-1),高于国内外其它湿地沉积物中CIP残留水平;植物体内CIP累积表现为白骨壤((1306.3±234.8)μg·kg~(-1))红海榄((366.6±52.0)μg·kg~(-1))(p0.05),且均呈现地上部(枝、叶)根部的特征,转移因子(Transfer Factors,TF)分别为3.5±1.7、1.4±0.5.两种红树植物对环境中CIP均具有净化潜力,其中,以白骨壤净化能力更强.研究同时发现,含脂率不是影响根系吸收累积CIP的关键因子.本研究对抗生素在红树林湿地内的迁移和吸附特征研究具有借鉴意义.     

梅江流域沉积物中四环素类抗生素的空间分布特征及其迁移转化规律

为研究养殖业中四环素类(TCs)抗生素的使用对河流生态环境的影响,选取养殖业发达的江西省梅江流域作为研究区域,进行了养猪场规模及用药情况调查、水样采集与流域范围的沉积物样品采集.同时,利用固相萃取和超高效液相色谱-质谱联用测定了样品中11种TCs的浓度.结果显示,养猪场水样中TCs浓度在μg·L-1级,流域沉积物中TCs含量在μg·kg-1级.各子流域沉积物中大部分TCs含量与相应的养殖密度呈正相关关系.大多数TCs在小溪沉积物中的最大含量高于干流沉积物,说明TCs是从养猪场进入小溪流再逐渐迁移到干流中.3条支流(会同河、固厚河和琴江)的汇入都使得梅江干流沉积物中TCs含量增加,而梅江干流在没有支流汇入的区段从上游至下游TCs浓度呈衰减态势.四环素(Tetracycline,TC)和土霉素(Oxytetracycline,OTC)在迁移过程中主要的降解产物分别为差向四环素(4-Epitetracycline,ETC)和差向土霉素(4-Epioxytetracycline,EOTC),后两者同为差向异构化降解产物.尽管TCs在迁移过程中发生一定程度降解,但由于环境中养猪场的持续输入,使得TCs对河流生态系统仍然存在一定威胁.4-差向脱水四环素(4-Epianhydrotetracycline,EATC)等降解产物的浓度虽然低于其母体,但由于其环境毒性较大,因此,存在的生态风险不容忽视.     

Catalytic degradation of methylene blue by Fenton like system: model to the environmental reaction

To develop more efficient chemical methods for the demineralization of organic pollutants from water bodies, which one was also mimic to the nature, a degradation of methylene blue by Fe( Ⅲ ) and H2O2 in the absence of light instead of Fe( Ⅱ ) and H2O2 was studied. Results showed that use of Fe ( Ⅲ ) is more promising than Fe( Ⅱ ). The present study reflects that Fenton reaction is more efficient, in the presence of a small amount of salicylic acid is added which is a one of the priority pollutant.     

臭氧氧化降解水中三氯乙烯的效能研究

卤代烃是地下水污染中常见的有机污染物,三氯乙烯(Trichloroethylene,TCE)作为一种典型的卤代烃,具有高检出率、易挥发、致癌性等特征,而对地下水中TCE的治理一直是研究的热点.因此,本文以TCE为目标污染物,采用臭氧氧化技术对其进行降解效能分析,重点考察了不同臭氧投加量、初始p H、温度、初始TCE浓度对臭氧氧化降解水中TCE的影响,并对反应产物及可能的臭氧氧化机理进行了推测.结果表明,溶液的初始p H、臭氧投加量、初始TCE浓度均会对TCE的降解效率和降解速率产生一定的影响.在优化的实验条件下(p H=9、臭氧投加量5mg·L~(-1)、TCE初始浓度1 mg·L~(-1)、温度30℃),TCE在2 h的降解率可以达到100%,反应结束后TCE脱氯率为71.1%.动力学实验表明,臭氧氧化TCE的反应符合伪一级动力学.热力学研究表明,臭氧氧化TCE的焓变(ΔH)为15.53 k J·mol~(-1),熵变(ΔS)为-226.5 J·mol~(-1)·K~(-1),活化能E_a为18.05 k J·mol~(-1),表明臭氧氧化TCE的反应易于进行.机理研究表明,臭氧氧化降解TCE主要是由臭氧分解所形成的羟基自由基进行的.     

一种新型电化学体系降解苯酚的机理研究

通过使用自制的碳聚四氟乙烯(CPTFE)气体扩散电极作为阴极,TiIrO2RuO2材料为阳极,研究了隔膜电解槽中电化学降解苯酚的机理.结果表明,在阴极室,CPTFE气体扩散阴极通过外界曝气提供的O2在阴极还原产生H2O2,电解80min后H2O2的稳定浓度达到8.3mg·L-1.采用电子自旋共振法(ESR)在阴极室中检测到羟自由基(HO·)的存在.采用高效液相色谱(HPLC)在阴极室检测到羟基加合物对苯二酚,证明HO·参与了苯酚的降解过程.在该电化学体系中苯酚的降解是在阳极直接、间接氧化及阴极产生的H2O2、HO·的氧化共同作用下完成的.阴极室检测到了对苯二酚、苯醌等苯环化合物和顺丁烯二酸、反丁烯二酸、丙烯酸、丙二酸、草酸、乙酸、甲酸等短链羧酸,据此提出了苯酚降解的可能历程,并对阴、阳极室中苯酚降解途径之间的差异进行了初步比较.     

典型抗生素类药物在城市污水处理厂中的含量水平及其行为特征

采用固相萃取、液相色谱/串联质谱（LC-MS/MS）法研究了8种常用抗生素（包括喹诺酮类、磺胺类、大环内酯类和氯霉素）在城市污水处理厂中的含量水平、去除特点及其行为特征.结果显示,药物的检出率和含量水平均高于美国及欧洲等国家.氧氟沙星、诺氟沙星、红霉素（脱水）、罗红霉素和磺胺甲唑5种抗生素在4家污水厂(香港2家,广州2家)中都有检出,进水和出水中的含量范围分别在16～1 987 ng·L^-1和16～2 054 ng·L^-1之间.其它3种抗生素仅在某些污水厂中有检出.抗生素在污水处理厂中不能被完全去除,最高去除率为81％.5种高检出率药物在污水厂中每日的环境排放量（包括污水和污泥中含量）在0.5～828 g·d^-1之间.计算结果表明,广州和香港地区的每人日消费量有较大差异,广州地区要明显高于香港地区,特别是大环内酯类药物.     

一个硫酸盐还原细菌富集物对丁草胺的厌氧降解

通过多次富集培养，得到一个能有效厌氧降解丁草胺的硫酸盐还原细菌(SRB)富集物，并对该富集物的生长动力学以及生长的最适丁草胺浓度、最适pH和最适温度作了探讨.