环境样品中微塑料及其结合污染物鉴别分析研究进展

微塑料作为一种新型污染物,具有难以被彻底降解、在环境中分布广泛、易结合疏水性有机污染物和重金属等特性,已成为国内外学者研究的热点问题.近年来,微塑料在海水、淡水、沉积物、土壤和大气等环境介质中不断被报道,且数量不断增加,甚至在人口稀少的偏远地区均有微塑料的检出.微塑料尺寸较小极易被生物误食,微塑料及其结合的污染物对生态环境产生潜在风险.开展微塑料及其结合污染物鉴别分析技术是研究微塑料环境行为、生态毒理效应及风险防控的基础.本文梳理了微塑料的相关研究,总结和比较分析了不同介质(水体、土壤/沉积物、生物体、大气)中微塑料的采样、分离提取、定性(物理形态表征和化学组分鉴定)、定量(数量丰度和质量浓度)以及结合污染物的检测分析技术和方法,为相关领域的研究提供了方法学的参考.     

典型有机磷酸酯阻燃剂分析方法研究进展

有机磷酸酯(OPEs)是一类重要的有机磷阻燃剂,近些年逐渐取代了溴代阻燃剂,广泛应用于各行各业,也因此导致在多种环境介质中有较高的暴露量和潜在风险。已有研究表明,OPEs具有一定的毒理效应,对人体及其他生物均有潜在危害。本文综述了近年来国内外OPEs的检测技术,详述了不同环境介质OPEs的前处理方法。结果表明,目前固相萃取(SPE)和固相微萃取(SPME)仍是水样前处理的主要方法;对于固体样品,加速溶剂萃取/加压液相萃取(ASE/PLE)和微波辅助萃取(MAE)应用较多;虽然大气样品仍以固体吸附剂方式为主,但已向在线一体化方向发展;而生物样品的前处理方法多与水样和固体样品方法相似;但是对于复杂环境介质中OPEs样品的前处理较为困难,方法有待改善;气相色谱-质谱联用(GC-MS)和气相色谱-氮磷检测器(GC-NPD)对弱极性和易挥发的OPEs分析效果好,而强极性和难挥发的OPEs多用液相色谱-质谱联用(LCMS);气相色谱-质谱串联(GC-MS/MS)、液相色谱-质谱串联(LC-MS/MS)和高效液相色谱-质谱串联(UPLC-MS/MS)等对多种复杂的环境介质中的OPEs均有较好的检测分析效果,但并未普及。最后,对OPEs分析测试方法的发展趋势提出了展望。     

畜禽环境中抗生素的去除及其风险评估

抗生素作为饲料添加剂广泛应用于畜禽养殖业,造成养殖环境抗生素大量蓄积,尤其是在畜禽粪便中,长期的积累不仅污染养殖场内土壤环境,残留的抗生素还会随畜禽粪便进入周边水体及农田环境,威胁农作物及人体健康。目前,国内相关研究主要集中在抗生素的降解工艺及降解规律方面,而对其去除效率的影响因素及风险评价研究相对较少。笔者综述了国内外抗生素的降解转化及去除方式等的研究进展,并概述了抗生素在畜禽环境中的生态风险评估的研究现状,为抗生素的高效去除、风险预估及畜禽粪便资源化安全利用提供理论基础和技术支撑。     

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.     

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。     

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。     

防空导弹的综合环境可靠性试验剖面研究

为有效地进行防空导弹综合环境可靠性试验,根据试验剖面的模拟真实性、应力适当性和试验可操作性的要求,确定以防空导弹随战车值勤和空中飞行为主要试验阶段。主要研究了地面和空中2种试验环境中温度应力、湿度、振动应力和电应力等环境参数的确定,并给出了相应的原则或计算公式。最后讨论了如何确定试验时间的问题,并绘出了综合环境可靠性试验剖面图。