Diffusive gradients in thin films using molecularly imprinted polymer binding gels for in situ measurements of antibiotics in urban wastewaters

• Selective molecularly imprinted polymer (MIP) binding gel was prepared. • MIP-DGT showed excellent uptake performance for antibiotics. • In situ measurement of antibiotics in wastewaters via MIP-DGT was developed. • The MIP-DGT method was robust, reliable, and highly sensitive. Urban wastewater is one of main sources for the introduction of antibiotics into the environment. Monitoring the concentrations of antibiotics in wastewater is necessary for estimating the amount of antibiotics discharged into the environment through urban wastewater treatment systems. In this study, we report a novel diffusive gradient in thin films (DGT) method based on molecularly imprinted polymers (MIPs) for in situ measurement of two typical antibiotics, fluoroquinolones (FQs) and sulfonamides (SAs) in urban wastewater. MIPs show specific adsorption toward their templates and their structural analogs, resulting in the selective uptake of the two target antibiotics during MIP-DGT deployment. The uptake performance of the MIP-DGTs was evaluated in the laboratory and was relatively independent of solution pH (4.0–9.0), ionic strength (1–750 mmol/L), and dissolved organic matter (DOM, 0–20 mg/L). MIP-DGT samplers were tested in the effluent of an urban wastewater treatment plant for field trials, where three SA (sulfamethoxazole, sulfapyridine, and trimethoprim) and one FQ (ofloxacin) antibiotics were detected, with concentrations ranging from 25.50 to 117.58 ng/L, which are consistent with the results measured by grab sampling. The total removal efficiency of the antibiotics was 80.1% by the treatment plant. This study demonstrates that MIP-DGT is an effective tool for in situ monitoring of trace antibiotics in complex urban wastewaters.     

饱和粉末活性炭电化学再生研究

采用电化学再生法对吸附处理染料废水产生的饱和粉末活性炭(PAC)进行再生,以NaCl为电解质,考察了电源类型、pH、再生时间、电压和NaCl浓度对活性炭再生率的影响,并对活性炭表面酸性含氧官能团进行测定。结果表明:(1)在pH=1、直流电压为6V、NaCl为6g/L、再生90min的最佳条件下,采用单室反应器,饱和PAC再生率达到59.09%。(2)电极循环伏安曲线结果表明,饱和PAC电极表面发生氧化反应,与主电极直接和间接氧化共同作用,使活性炭表面吸附的污染物降解。活性炭表面酸性含氧官能团滴定和红外光谱测试结果进一步表明,电化学再生法使活性炭表面基团得到恢复。     

面向县域尺度SDG 15.1.2的生物多样性重要区域遥感识别和量化评估——以德清县为例

联合国2030年可持续发展目标(SDG)中指标15.1.2由于元数据的尺度和可用性的问题,无法有效应用于县域尺度的评估。针对这一问题,利用遥感的数据及相关模型,基于县域尺度指标计算的考虑,从生物多样性的内涵出发,构建了一套生物多样性遥感评估指标体系,成功识别了案例区域生物多样性重要场地,实现了县域尺度SDG 15.1.2的量化计算。结果表明,研究区德清县在SDG 15.1.2实施情况良好,构造的生物多样性指数能够有效地监测县域尺度生物多样性状况及其变化。研究为SDG 15.1.2的评估提供了一种可操作的有效方法,为基层行政区域实现可持续发展的规划提供精准的参考信息。     

喀斯特生态环境治理下土壤保持功能对石漠化的响应机制

喀斯特地区土壤保持功能是衡量石漠化生态治理成效的重要手段之一,基于InVEST模型,利用"3S"技术对2005、2010、2015年的关岭-贞丰花江示范区的石漠化进行解译,研究石漠化与土壤保持量两者的响应机制。结果表明:(1)2005～2015年石漠化程度总体减缓,面积由3 773.56 hm~2减少至3 474.23 hm~2,土壤保持总量相继上升,从29.29万t提高至37.29万t,2005～2010年单位面积土壤保持增量集中在6～30 t·hm~(-2)·a~(-1),后五年增量在0～6 t·hm~(-2)·a~(-1)。(2)由于土地利用方式、坡度、土层厚度等差异,土壤保持功能并未呈现简单式下降,而是表现为强度中度、轻度潜在、非喀斯特无石漠化。其中轻度与潜在差值最大,可达5.53 t·hm~(-2)·a~(-1),说明了潜在石漠化是今后治理的重点。(3)2005～2010年石漠化恢复型土壤保持增量为10.27 t·hm~(-2)·a~(-1),由于土地利用方式的转变以及治理时效性在2010～2015年降低为3.01 t·hm~(-2)·a~(-1)。稳定型石漠化变化土壤保持变化最为平稳,强度石漠化减缓区土壤保持功能上升快,轻度最为平缓,表明了治理期长且需循序渐进。因而,在治理过程中需考虑不同等级石漠化具有的土壤保持功能特性及其恢复的时效性。     

长江经济带城镇化与生态环境耦合协调效应测度与交互胁迫关系验证

基于长江经济带9省2市2000～2017年数据,建立长江经济带城镇化与生态环境交互耦合协调发展评价体系,运用耦合协调模型和交互胁迫模型,探究二者的动态关系。结果表明:在时间序列上,2000～2017年,长江经济带的城镇化与生态环境之间的协调性呈现稳步上升态势,整体处于良好耦合协调阶段。研究期初,生态环境综合指数高于城镇化综合指数;研究期末,城镇化综合指数高于生态环境综合指数。在空间格局上,二者的协调发展态势存在由东部区域沿中西部区域下降的空间差异特征。长江经济带的城镇化与生态环境之间存在交互胁迫关系,演变状态符合双指数函数特征。长江经济带区域内各省市存在城镇化与生态环境动态耦合关系的空间分布不均衡,经济较发达地区城镇化水平较高,经济欠发达地区生态环境受恶化风险较大。     

国内外牵引变压器过负荷计算区别

对国内外牵引变压器过负荷要求进行了分析,结合本单位实际遇到的过负荷计算实例,通过计算及试验验证了铁路牵引变压器过负荷能力对变压器设计的影响。     

废铅酸蓄电池铅膏铵法预脱硫过程的动力学分析

以废铅酸蓄电池中铅膏为研究对象,开展了用NH_4HCO_3为脱硫剂对铅膏进行脱硫转化的实验研究。通过分析反应过程中PbSO_4转化率随时间的变化关系,考察了搅拌速度、反应温度及NH_4HCO_3浓度对铅膏脱硫转化的影响;利用固液多相反应的收缩核模型,分析了反应的动力学过程,并计算了反应的表观活化能及表观反应级数。结果表明:在实验选取的条件范围内,提高反应温度、增大NH_4HCO_3浓度及加快搅拌速度均可以促进铅膏的脱硫转化;表观活化能为9.7 kJ·mol~(-1),表观反应级数为0.71,反应过程受内扩散步骤控制。研究结果可为铅膏铵法预脱硫技术能高效、低耗的应用提供参考。     

磺胺类制药废水中苯系物的快速同步检测

磺胺类制药废水是一类难降解有机废水,其中含有苯磺酰胺、苯磺酸、苯酚等苯系物,对这些物质的快速检测十分必要,针对这3种物质建立了基于高效液相色谱的快速同步检测方法。采用C18柱为分离柱,比较了乙腈/水、甲醇/水和甲醇/缓冲盐3种流动相体系的分离效果,优化了230、240、250和260 nm 4种检测波长等条件。结果表明,V甲醇∶V磷酸二氢铵溶液(0.5%,p H=3.5)=50∶50作为流动相时,基线稳定,峰形较好,3种目标物在11 min内即可实现有效分离,且浓度为5～100 mg·L~(-1)时,3种目标物峰面积与质量浓度的线性关系良好(R20.999),检出限为15.0～29.4μg·L~(-1),相对偏差为0.05%～1.56%(n=5),该方法能同时检测苯磺酸、苯酚和苯磺酰胺,具有简便、灵敏、准确等优点,可为制药废水的快速检测和磺胺类药物降解机理的分析提供便利。     

二噁英类物质CALUX报告基因法在造纸行业的应用探究

选择典型造纸厂,采用化学激活报告基因法(CALUX)测定造纸过程中废水和纸浆中的二噁英类物质,并将部分样品测定结果与高分辨气相色谱-高分辨质谱(HRGC-HRMS)法测定结果作线性回归,换算系数为0.21,表明CALUX可用于造纸行业废水中二噁英类物质的快速筛查。将CALUX用于测定造纸厂废水中二噁英类物质,结果表明用含元素氯的漂白工艺会产生大量二噁英类物质,其中漂白废水中的目标物毒性当量浓度最高,经处理后可达到国家排放标准;而用无元素氯的漂白工艺,二噁英类物质的产生量会大幅降低。     

华北地区部分河流中典型抗生素的分布特征及来源分析

以子牙河、滏阳河和永定河流经的农村周边水环境为研究区,应用迭代目标转换因子紫外分光光度分析法检测水环境中四环类、氯霉素类和硫酸链霉素含量,并分析其分布特征及可能的影响因素和来源。结果表明,研究区3类抗生素均有检出,四环类、氯霉素类和硫酸链霉素最高检出值分别为9.26 μg/L、1.98 μg/L和1.29 μg/L,四环类抗生素污染较严重。研究区抗生素分布特征与区域内社会活动、畜牧业养殖发展、化工企业分布存在一定联系,生活污水、养殖废水和制药化工企业废水排放是3类抗生素污染的主要来源。