Crystalline mesoporous transition metal oxides: hard-templating synthesis and application in environmental catalysis

Mesoporous silicas such as MCM-41 and SBA-15 possess high surface areas, ordered nanopores, and excellent thermal stability, and have been often used as catalyst supports. Although mesoporous metal oxides have lower surface areas compared to mesoporous silicas, they generally have more diversified functionalities. Mesoporous metal oxides can be synthesized via a soft-templating or hard-templating approach, and these materials have recently found some applications in environmental catalysis, such as CO oxidation, N₂O decomposition, and elimination of organic pollutants. In this review, we summarize the synthesis of mesoporous transition metal oxides using mesoporous silicas as hard templates, highlight the application of these materials in environmental catalysis, and furnish some prospects for future development.     

中空纤维膜辅助离子液体液相微萃取-高效液相色谱法测定环境水体中的水杨酸

分别以l-辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸离子液体([C8MIM][PF6])和三辛基氧化膦(TOPO)作为萃取剂与辅助萃取剂,建立了中空纤维膜辅助的两相液液微萃取-高效液相色谱测定环境水体中水杨酸(Salicylicacid,SA)的新方法.通过对中空纤维膜种类、萃取剂、供体相体积、供体相pH、离子强度和萃取时间相关参数进行优化,获得了较高的富集倍数(1653倍).方法的检出限为0.1μg.L-1,线性范围为0.5—1000μg.L-1.方法对实际样品的加标回收率为89.6%—102.4%,可应用于环境水体中痕量SA的测定.     

改性柚子皮吸附剂对模拟废水中Pb^2＋的吸附性能

以废柚子皮为原料,经ZnCl2浸泡一加热的化学改性手段制备改性柚子皮生物吸附剂,并通过模拟试验研究该吸附剂对废水中Pb^2＋的去除。考察了模拟废水的pH、吸附时间、吸附剂用量和Pb^2＋初始浓度、温度等因素对柚子皮吸附剂去除Pb^2＋的影响,并研究柚子皮吸附剂对Pb^2＋的吸附动力学及吸附特征。结果表明,模拟废水的pH、吸附时间、吸附剂用量和Pb^2＋初始浓度、温度等因素对柚子皮吸附剂吸附废水中Pb^2＋均有显著影响。适宜的吸附条件为pH5．3-6．5,吸附时间1．5h,吸附剂用量10g·L^-1,Pb^2＋初始质量浓度100mg·L^-1,温度30℃。在该条件下,废水中Pb^2＋去除率在90％以上。柚子皮吸附剂对废水中Pb^2＋的吸附符合动力学二级反应方程,等温吸附规律可用Langmuir、Freundlich和Temkin模型进行较好的描述。     

杂合抗菌肽LPCB在毕赤酵母中的表达条件优化

为获取能表达具有天然活性的杂合抗菌肽的重组酵母菌,确定其最佳表达条件,将构建好的重组酵母表达载体pPICZα-A-CecropinB(1～10)-Magainin2(1～12)(简称pPICZα-A-CBMA)和pPICZα-A-Lfcin-Pro-CecropinB(简称pPICZα-A-LPCB)经SacⅠ线性化处理,分别电转入巴斯德毕赤酵母Pichia pastoris X-33,利用抗生素Zeocin筛选阳性克隆,PCR扩增验证,甲醇诱导表达.采用抑菌圈法初步测定产物活性,优化杂合肽LPCB诱导时间、诱导剂浓度、诱导温度、培养基pH等表达条件,传代检测其质粒稳定性.结果显示,基因工程菌P.pastoris X-33/pPICZα-A-CBMA和P.pastoris X-33/pPICZα-A-LPCB成功构建.表达产物前者抑菌活性微弱,后者抑菌活性良好.杂合肽LPCB的最佳表达条件为:25℃,pH中性培养,每24 h添加0.5%(V/V,φ)甲醇,诱导表达72 h.重组酵母菌pPICZα-A-LPCB在培养超过100代后,未发生质粒丢失.     

1,4-二氯苯在褐土中的残留量变化及对几种土壤酶活性的影响

1,4-二氯苯(1,4-DCB)作为农药和化工产品生产的原料和中间体,在环境中的含量越来越多.采用气相色谱法对不同浓度1,4-DCB处理后土壤中药物残留量进行了测定;对1,4-DCB处理后褐土土壤中几种重要的氧化还原酶(多酚氧化酶、过氧化氢酶、脱氢酶)和脲酶活性进行测定,用其改变来反应1,4-DCB残留对土壤生态系统的影响.结果发现:在1,4-DCB处理30 d后,土壤中1,4-DCB残留保持在44%~50%;1,4-DCB处理后土壤中多酚氧化酶活性呈现先升高后降低的现象,酶活性峰值因作用时间和作用浓度不同而不同.与多酚氧化酶活性改变趋势不同,1,4-DCB处理后土壤脱氢酶活性降低.两种酶活性与1,4-DCB处理浓度之间均具有一定的浓度-效应和时间-效应关系.与多酚氧化酶和脱氢酶活性变化结果不同,1,4-DCB处理后土壤脲酶和过氧化氢酶的活性则随着处理浓度升高和处理时间延长而升高.因此,土壤中不同酶活性对1,4-DCB污染产生了不同的响应.     

两相分配生物反应器治理高浓度有机污染研究进展

高浓度有机污染物难以进行生物降解的主要原因之一是其会对微生物产生较大毒害作用而抑制微生物生长以及降解过程,而两相分配生物反应器(Two-phase partitioning bioreactor,TPPB)可以有效解决污染物毒性的问题,因而在高浓度有机污染治理中具有较大的应用潜力.本文系统介绍了TPPB类型以及各自的工作原理,即TPPB通过非水相的引入可以溶解系统内大部分有机污染物,减少水相中污染物的浓度,降低其对微生物的毒性,并通过微生物的代谢活动实现污染物的降解,随着降解过程的进行污染物在两相间的分配平衡不断被打破,污染物又不断从非水相进入到水相之中,使得微生物的降解过程持续进行.同时分析了反应过程中的各种影响因素,如传质速率、微生物影响等,进而阐述了该技术在水体、土壤、大气污染治理中的应用,最后根据目前的研究进展,对TPPB技术的工程应用前景进行了展望.     

Urban fractionation of polycyclic aromatic hydrocarbons from Dalian soils

This report evidences the fractionation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) from urban to rural areas, and a higher contribution of coal and wood combustion in rural areas. PAHs are persistent semi-volatile organic pollutants in the environment. PAHs originate from the incompleted combustion of fossil fuel and biomass. Cities are usually considered as primary sources of PAHs. Due to different types and loads of fuel consumption in various functional areas of a city, the levels and composition profiles of PAHs are expected to be different. We, therefore, studied the mechanisms ruling PAH distributions in soils from a major Chinese city. Seventeen soil samples were collected in urban traffic areas, residential and park areas, suburban areas and rural areas of Dalian, northeastern China. PAHs were analyzed using a high-performance liquid chromatography. The composition profiles and seasonal variation of PAHs were investigated. Results show that the proportions of low-weight molecular PAHs to total PAHs increased with urban-suburban-rural gradient. This trend is explained by the “urban fractionation” of PAHs. Furthermore, the spring/autumn ratios of PAH concentrations were higher than 1. Specifically, the spring/autumn ratio was 1.79 for two ring PAHs, 1.42 for three ring PAHs, and lower than 1.20 for five and six ring PAHs. The spring/autumn ratios of phenanthrene were higher than 1 and increased with increasing distance from the urban areas. The results imply that the contribution of coal and wood combustion PAHs increases with the urban-suburban-rural gradient.     

珠三角工业城市污染物入河量空间特征分析

以东莞市第一次全国污染源普查成果为数据基础,调查估算2010年东莞市33个镇街和25个水功能区的COD、氨氮入河量,并应用GIS技术及相关分析法分析污染物入河量空间分布特征及其影响因素。研究发现：①东莞市各镇街及水功能区的污染物入河量呈明显不均匀分布,人口、GDP是影响污染物入河量空间分布的主要因素。②河网区、非河网区镇街的工业污染物入河量与GDP均呈较好的正相关关系,但非河网区单位污染物入河量GDP产出拟合曲线斜率是河网区的31倍,显示河网区镇街每增长单位污染物入河量所产生的GDP远远小于非河网区,河网区镇街往往付出巨大的污染代价而经济增长却非常有限。     

粤北2座饮用水源地水库的富营养化与浮游植物群落动态

粤北地区的水库以山地型水库为主,其中有不少担负着饮用水源的功能。为了解粤北地区水源地水库的富营养化状态与浮游植物种群的动态变化,于2011年的枯水期（2―3月）和丰水期（6―7月）对花山和白水礤2座中型水库进行了采样调查,对水库的营养盐和浮游植物种群进行了分析。结果表明：2座水库均为贫营养型;浮游植物在枯水期和丰水期的种类变化不大,共鉴定出的浮游植物6门37种（属）,以硅藻为主要优势种群,优势种为小环藻（Cyclotella sp.）和颗粒直链藻（Melosira granulata）。同时,枯水期和丰水期2座水库浮游植物的丰度和生物量都比较低,其值分别为0.65×106～1.95×106cells.L-1、0.11 mg.L-1和0.73×106～8.9×106cells.L-1、0.05～0.50 mg.L-1。在浮游植物种群动态中,2座水库浮游植物丰度和生物量的季节变化主要表现为硅藻丰度和生物量的变化,低浓度的氮、磷营养盐限制是影响这2座贫营养水库浮游植物动态变化主要因素。     

膨润土对镉胁迫下水稻幼苗生理生化特性的影响

为了探讨膨润土钝化修复镉(Cd)污染土壤对水稻幼苗生理生化特性的响应,通过盆栽试验研究了膨润土对Cd胁迫下水稻幼苗地上部生物量,叶片叶绿素含量,SOD、POD活性以及MDA含量的影响.结果表明,膨润土在不同程度上提高了水稻幼苗叶片叶绿素含量,促进了水稻幼苗的生长和发育,地上部生物量随膨润土投加量的增加而增大.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片SOD活性变化不明显,而幼苗根系SOD活性随Cd浓度的增加而显著降低(P＜0.05),投加膨润土后整体上提高了根系SOD活性.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片和根系POD活性随Cd浓度的增加而均呈现先应激性升高然后降低的变化趋势,投加膨润土后叶片POD活性有所降低,而5 ～50 g·kg-1膨润土处理显著提高根系POD活性(P＜0.05),比未投加膨润土处理分别增加13.2％ ～22.4％、4.9％ ～9.5％、44.8％～80.6％和6.9％～49.6％.单一Cd污染土壤中,水稻幼苗叶片和根系MDA含量随着Cd浓度的升高而升高,与无Cd胁迫对照相比,分别增加139.0％和158.1％;投加膨润土处理水稻幼苗MDA含量显著降低,膜脂过氧化作用明显减弱.因此,膨润土能有效缓解Cd胁迫对水稻幼苗的毒害作用,可用于Cd污染土壤的钝化修复.