g-C3N4基材料光催化产H2O2研究进展

开发节能环保的新型H₂O₂合成技术对解决蒽醌法存在的能耗高、污染重等问题具有重要意义,而基于半导体材料光催化水和氧气反应生成H₂O₂的方式被视为实现这一目标的潜在途径。本文从光催化产H₂O₂的基本原理出发,系统介绍了影响光催化材料产H₂O₂效率的因素及评价产H₂O₂性能的指标,并以g-C₃N₄为例重点解析了构建异质结、修饰基团、空间结构调控、掺杂元素以及制造缺陷等对提升光催化材料氧化还原产H₂O₂性能的积极影响,阐释了相关的作用机制并对g-C₃N₄基材料在光催化产H₂O₂领域的发展进行了总结和展望,旨在揭示光催化产H₂O₂领域的机遇与挑战,从而为推动该技术的发展提供理论和技术依据。     

小球藻(Chlorella vulgaris)耐受短期模拟酸雨及紫外辐射的光合生理特性研究

为了解新安江流域优势藻类对短期模拟酸雨及紫外辐射的光合生理响应,选取流域分离的一株绿藻门小球藻(Chlorella vulgaris)为对象,通过模拟酸雨引起的水体pH值降低(5.65和4.50),研究了短期(24 h)酸胁迫下该种在低光(60 μmol·m^-2·s^-1)与高光(150 μmol·m^-2·s^-1)培养时生长及光合活性的响应,并探讨了上述条件下该种对短期紫外辐射(UVR)的敏感性。结果表明,相较于对照组(pH值7.10),仅较低的pH值(4.50)显著抑制了小球藻生长并改变了其细胞形态(高光下细胞粒径显著降低)。高光培养而非低pH胁迫显著降低藻体光合色素含量(叶绿素a、叶绿素b);光保护色素(类胡萝卜素、三苯甲咪唑类氨基酸(MAAs)整体上未受光强或pH值影响。高光培养的藻体有效光化学效率(Yield)在低pH值下显著降低,而低光处理下各pH值处理间无显著差别。低光下培养的藻,经阳光模拟器下辐射处理后(可见光(P)：87.5 W·m^-2、紫外线A(UVA)：33.5 W·m^-2、紫外线B(UVB)：1.91 W·m^-2),Yield在低pH值(5.65、4.50)下整体低于高光处理组,且UVR对Yield、最大相对电子传递速率(rETR_max)、光能利用效率(α)的抑制率在低pH值、低光下更为显著。研究结果表明,藻细胞经历的光环境(高、低光强)可显著影响其对水体酸化与UVR耦合效应响应。     

抗坏血酸改性纳米硫化亚铁对水体Cr（Ⅵ）的还原特性及机制

为提高纳米硫化亚铁的稳定性及其对水体Cr(Ⅵ)的还原特征,本文通过化学共沉淀法制备抗坏血酸改性纳米硫化亚铁(VC-nFeS)并阐明其对水体Cr(Ⅵ)的还原特性与机制.实验结果表明,VC-nFeS对水中的Cr(Ⅵ)具有优良的还原效果,当pH为7.0,温度为25℃,材料中还原成分FeS与废水中Cr(Ⅵ)的物质的量比为1.5∶1时,还原率可达到99%以上.VC-nFeS投加量、反应温度、初始pH值等因素都会影响Cr(Ⅵ)还原,增加投加量和提高反应温度都能够提高还原速率,酸性和中性环境更有利于Cr(Ⅵ)的还原.VC-nFeS还原Cr(Ⅵ)的过程符合伪二级动力学反应模型,主要以化学吸附为主.等温吸附实验结果表明,两者之间的反应过程用Langmuir模型拟合程度较好,该材料在25℃条件下的最大吸附容量为595.24 mg·g^-1.扫描电镜(SEM)和Zeta电位测定结果表明,加入抗坏血酸改性能够有效分散纳米硫化亚铁.X射线衍射图谱(XRD)和红外光谱图(FTIR)结果显示,抗坏血酸改性处理能够提高纳米硫化亚铁的稳定性,并减少材料表面氧化.另外,产物表征结合水体实验结果表明反应...     

大数据挖掘和机器学习在毒理学中的应用

随着高通量筛选技术的快速发展,化学品的毒性相关信息与日俱增。现今快速发展的数据挖掘技术和机器学习等计算机方法为化学品的毒性预测和风险防控提供了新途径。有害结局路径(adverse outcome pathway,AOP)将化合物的结构、分子启动事件和生物的有害结局建立关联,为污染物的毒性测试、预测和评估提供了新的模式,最终实现风险评估并应用于管理决策。定量结构-活性关系(QSAR)建模、分子模拟以及多组学技术在AOP的各个方面发挥了重要作用。基于此,本综述主要介绍数据挖掘与机器学习在毒理学中的应用方法,涉及QSAR建模、分子模拟及组学等方面,并结合实例分析系统阐述了当前研究的重点与方向,以更好地适应当前大数据时代的研究背景。     

稳定型纳米零价铁去除地下水中2,4-二氯苯酚

为改善纳米零价铁(NZVI)在水溶液中容易发生团聚和易被氧化的缺点.本文研究利用廉价易得的环境友好型材料羧甲基淀粉钠(CMS)对NZVI进行包覆改性,利用空间位阻效应提高其分散悬浮性.利用透射电镜和X射线衍射研究了改性后的纳米铁微观结构及物相组成,通过化学实验研究其对2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的去除效果.结果表明,改性后的NZVI直径大约在80~100 nm,呈链状或分散颗粒分布,主要物质组成为零价铁,具有强还原性.当CMS的比例为80.00%时,悬浮性最佳;经过CMS包覆改性后,NZVI还保留原有的活性,在不同包覆比例对于2,4-DCP的去除效果的实验中发现,同样CMS比例为80%时去除效果最好,达到83.69%,且有明显的脱氯降解过程.     

金盆水库表层沉积物中营养盐分布特征与污染评价

为探究西安黑河金盆水库表层沉积物中营养盐的分布特征及其污染状况,本研究测定了表层沉积物中总氮（TN）、总磷（TP）和有机质（OM）的含量,并与其它湖库进行比较,分析了TN、TP和OM的相关性,并探究了表层沉积物中营养元素的来源及其污染状况.结果表明,TN平均含量为1132 mg·kg-1,TP平均含量为1131 mg·kg-1,OM平均含量为7.02%,三者空间变化趋势基本一致,从上游至库区,含量先减小后增加.与其它湖库相比,金盆水库表层沉积物中TN含量相对较小,TP和OM含量均处于中等水平.TOC/TN值表明,水库表层沉积物中OM均来源于高等陆生植物.TOC与TN、TP均存在显著的相关性,且与TN相关性更高,表明金盆水库表层沉积物有机质的矿化过程与氮、磷,尤其是氮的物质来源和沉积变化过程关系更为密切.根据沉积物质量评价指南,TN、TP和TOC含量均达到最低级别,说明金盆水库已受到一定程度的污染.     

基于多元线性模型、支持向量机(SVM)模型和地统计方法的地表水溶解性总固体(TDS)估算及其精度对比——以艾比湖流域为例

地表水溶解性总固体（TDS）是地表水各组分浓度的总指标,是地表水水化学特性长期演变的最终结果,也是表征水文地球化学作用过程的重要参数,TDS的高低直接影响地表水的含盐量.本研究以艾比湖流域为研究对象,结合实测地表水TDS数据;选用准同步的Landsat OLI数据,首先,利用光谱诊断指数选取与地表水TDS相关性较高的波段,其次,利用地统计方法、多元线性回归模型和支持向量机（SVM）模型对TDS进行预测,并对其结果进行精度比较.结果表明,SVM模型为最优估测模型,拟合决定系数R2为0.97,均方误差（RMSE）为50.59;多元线性回归模型的精度与SVM模型精度较为接近,拟合决定系数R2为0.9,RMSE为66.55;地统计克里格插值法预测精度最低,拟合决定系数R2为0.87,RMSE为95.73.遥感估测SVM模型预测值在大区域能较好地反映出艾比湖流域TDS的总体特征.该模型在水质遥感领域的应用中具有良好的可行性和有效性,其预测结果也与艾比湖流域水体TDS的实际分布相吻合,因此遥感估测SVM模型在水质估测中具有一定的应用潜力.     

聚二甲基硅氧烷被动加标法在水毒性测试中的应用:现状与进展

被动加标（Passive dosing）可维持水中疏水性化合物的恒定浓度,利于准确测定化合物的溶解度、分配系数和毒性效应.相对于传统的主动加标,被动加标可及时补充由于壁吸附、挥发、光解、水解、生物吸收等因素引起的受试化合物损失,维持测试体系中化合物浓度的稳定,增强数据的准确性.聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane, PDMS）是最常用的加标介质,有良好的生物兼容性,已成功用于多种化合物的细胞和生物个体毒性测试,然而在被动加标的发展中也遇到系列瓶颈问题.PDMS被动加标的应用局限于中等疏水性的化合物（lg KOW=3-6）,如多环芳烃（PAHs）和部分多氯联苯（PCBs）,却极少用于高疏水性化合物（lg KOW > 6）;主要用于小体系、短时间实验,而与环境更相关的大体系、长时间暴露的应用尚待研究;缺乏定量方法,难以估算测试体系中PDMS对化合物损失的补偿能力;被动加标方法缺乏标准化.因此,未来发展需加强研究化合物从PDMS释放与水体浓度补充的关联,在理论研究基础上完善被动加标技术规范,发展适用于大体系、长时间暴露的被动加标方法.此外,通过被动加标方法有效地结合原位采样与实验室毒性测试,利于在生态风险评价中综合考虑污染物生物可利用性的影响.