Enhanced degradation of trichloroethylene using bentonite-supported nanoscale Fe/Ni and humic acids

Nanoscale zero-valent iron, named nano-Fe⁰, is a reagent used to degrade trichloroethylene in groundwater. However, the efficiency of nano-Fe⁰ is moderate due to issues of dispersion and reactivity. As an alternative we synthesized bentonite-supported nanoscale Fe/Ni bimetals, named bentonite-Fe/Ni, to test the degradation of trichloroethylene in the presence of Suwannee River humic acids, as a representative of natural organic matter. 0.1 mmol/L trichloroethylene was reacted with 0.5 g/L of nano-Fe⁰, bentonite-Fe, Fe/Ni, and bentonite-Fe/Ni nanoparticles. Results show first that without humic acids the reaction rate constants k _obs were 0.0036/h for nano-Fe⁰, 0.0101/h for bentonite-Fe, 0.0984/h for Fe/Ni, and 0.181/h for bentonite-Fe/Ni. These findings show that bentonite-Fe/Ni is the most efficient reagent. Second, the addition of humic acids increased the rate constant from 0.178/h for 10 mg/L humic acids to 0.652/h for 40 mg/L humic acids, using the bentonite-Fe/Ni catalyst. This finding is explained by accelerated dechlorination by faster electron transfer induced by humic quinone moieties. Indeed, the use of 9, 10-anthraquinone-2, 6-disulfonate as a humic analogue gave similar results.     

超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱法测定蜂蜜中吡咯里西啶类生物碱

建立了蜂蜜中5种吡咯里西啶类生物碱的超高效液相色谱-串联质谱测定方法.蜂蜜样品用50%甲醇超声提取,强阳离子交换固相萃取柱净化富集,超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱MRM模式检测,外标法定量.以Waters BEH C18(100 mm×2.1 mm,1.7μm)色谱柱分离,以含0.1%甲酸的乙腈和0.1%甲酸水溶液进行梯度洗脱.倒千里光碱、千里光宁、千里光菲啉和野百合碱在0.2—100.0μg·kg-1,克氏千里光宁在1.0—200.0μg·kg-1的浓度范围内各化合物线性关系良好,相关系数r均大于0.999,定量限在0.2—0.8μg·kg-1之间.在3个加标水平下,空白基质蜂蜜中的5种生物碱的平均回收率为82.0%—110.0%之间,相对标准偏差(RSD)小于12.5%.方法准确可靠,适合于蜂蜜中吡咯里西啶类生物碱的测定.     

有机磷酸酯对青海弧菌Q67毒性的构效关系

以淡水发光菌Q67为受试生物,结合微孔板高通量检测技术,测定了15种常见有机磷酸酯的毒性,同时选用极化率(P)、分子表面积(TSA)、正辛醇/水分配系数(logD)和芳香环个数(N Ar)等有机磷酸酯的7种分子结构描述符,采用偏最小二乘回归分析方法建立了15种有机磷酸酯对Q67发光菌毒性的定量结构活性相关(quantitative structure-activity relationships,QSAR)模型。结果表明,15种有机磷酸酯的EC50在1.13×10-5~3.27×10-3mol·L-1之间。在7个结构变量中,4个变量发挥主要作用。其中分子极化率(P)在有机磷酸酯类污染物对发光菌的急性毒性中发挥重要作用,推断发光菌中的荧光素酶及其辅酶是其主要作用位点;脂溶性(logD)越大的化合物越较易穿过细胞膜,进而使Q67发光菌的毒性效应增大;芳香环数(N Ar)越多,有机磷酸酯对发光菌的急性毒性越大;对分子结构类似的有机磷酸酯,其Q67发光菌的毒性效应随TSA值的增大而增强。利用所构建的构效关系模型,其稳定性(Q2CUM=0.544)和预测能力(Q2EXT=0.808,RMSE=0.195)较好,可用来预测有机磷酸酯对Q67发光菌的急性效应。     

MBR系统CANON工艺的快速启动及微生物种群特征

为了考察CANON工艺的快速启动策略及功能微生物的种群特征,在常温MBR反应器内接种普通活性污泥后间歇运行.启动策略为以调控曝气时间和曝气量作为主要方法,首先在限氧条件下启动亚硝化,之后进一步降低DO启动CANON工艺.在CANON工艺启动成功后,通过调整曝气时间和无机碳源浓度提高了总氮去除负荷,并采用PCR-DGGE技术分析了稳定运行的CANON工艺内功能微生物的种群特征.结果表明,CANON工艺经36d成功启动,NH4+-N去除率和总氮去除率最终稳定在99%和84%左右,氮去除负荷达到0.41kg/(m3·d).DGGE测序结果表明,Nitrosomonas和Candidatus Kuenenia stuttgartiensis是反应器内的优势菌种,两种微生物协同作用,共同在MBR内完成了高效的自养脱氮.     

可散式弹链拉断力变化规律研究

目的 确保弹箱内的弹链(抱弹状态)在库房存放一段时间后依然稳定供弹,描述可散式弹链拉断力在不同温度环境下的变化规律.方法 应用环境作用动力学理论,建立可散式弹链的拉断力变化微分方程,求解可散式弹链的拉断力变化微分方程,得到可散式弹链拉断力变化规律的微分方程通解,再通过高温加速试验数据,求得可散式弹链拉断力变化规律的微分...     

污染场地土壤中Cd人体可给性影响因素及对筛选值的影响

采用Unified bioaccessibility model (UBM) 模拟胃肠消化的方法测试了来自湖南、广西和大连12个污染土壤样品中Cd的人体可给性.结果显示,Cd在胃提取阶段的可给性为12.24%~81.10%,平均值为53.60%,肠提取阶段的可给性为2.01%~43.30%,平均值为19.74%.胃提取阶段的可给性浓度仅与总镉(TCd) (P<0.000, n=12)和总锰(TMn) (P=0.04, n=12)显著正相关,肠提取阶段的可给性浓度与TCd (P<0.001, n=12)、胃阶段Cd的可给性浓度(P<0.001, n=12)以及TMn(P=0.05, n=12)均显著正相关.胃阶段基于土壤中TCd和TP含量能较好的预测Cd在胃阶段的可给性浓度,模型决定系数(R2)达到0.992,肠阶段基于Cd在胃阶段的可给性浓度及土壤pH值能较好的预测其在肠阶段的可给性浓度,R2达到0.999.考虑土壤中Cd在胃中的可给性时,居住及工商业情形下土壤筛选值分别提升至未考虑可给性时的1.8倍(以可给性平均值计算)和1.2倍(以可给性最大值计算).考虑土壤中Cd在肠阶段的可给性时,居住及工商业情形下土壤筛选值分别提升至未考虑可给性时的5.0倍(以可给性平均值计算)和2.3倍(以可给性最大值计算).     

渗滤液浓缩液回灌出水盐分对回灌参数的敏感性研究

采用成都某垃圾填埋场的渗滤液浓缩液,对装填了填埋龄为15年垃圾的垃圾柱开展了回灌实验,研究了回灌负荷、回灌频次、回灌速度以及回灌方式对回灌出水盐分的影响;基于实验结果,利用一种新型的灰色绝对接近关联度分析方法进行建模,研究了回灌出水盐分对各参数的敏感性。研究结果表明:以0号垃圾柱的回灌出水盐分为基准,回灌出水盐分对回灌参数的敏感性大小为:回灌负荷(6 L/d)>回灌速度(24 L/h)>回灌负荷(4.5 L/d)>回灌频次(6次/d)>回灌频次(3次/d)>回灌方式(中央布水)>回灌速度(6 L/h)>回灌方式(分散布水),因此降低回灌出水盐分优先控制的因素为回灌负荷和回灌速度。     

老化土壤中As的人体可给性控制因素及健康风险

采用UBM(unified bioaccessibility model)模拟胃肠消化的方法测试了来自湖南省、广西壮族自治区和大连市的13个不同理化参数污染土壤中As的人体可给性,分析了考虑As人体可给性对风险评估结果的影响. 结果表明:①供试土壤样品模拟胃提取阶段As的人体可给性因子为3.9%~49.5%,平均值为19.6%;模拟肠提取阶段的人体可给性因子为1.2%~10.8%,平均值为6.0%,前者是后者的1.2~9.1倍. ②影响供试土壤样品胃提取阶段As人体可给性浓度的最显著性因素是w(TAs)(R2=0.94,P<0.01,n=13),其次为w(TP)(R2=0.82,P<0.01,n=13)和w(TMn)(R2=0.79,P<0.01,n=13);影响肠提取阶段As人体可给性浓度的显著因素依次为土壤w(TAs)(R2=0.83,P<0.01,n=13)、w(TP)(R2=0.80,P<0.01,n=13)、胃提取阶段As的人体可给性浓度(R2=0.76,P<0.01,n=13)、pH(R2=0.74,P<0.01,n=13)、w(TMn)(R2=0.65,P<0.02,n=13)以及w(TOM)(TOM为有机质)(R2=0.59,P<0.04,n=13). ③基于土壤w(TAs)和w(黏粒)构建的模型能较好地预测As在胃提取阶段的人体可给性浓度,预测值与实测值的R2达到0.97,ME(平均误差)、RMSE(均方根误差)、r_p2(可决系数)分别为0.02、0.17、0.95;仅基于土壤w(TAs)构建的模型能较好地预测As在肠提取阶段的人体可给性浓度,R2达到0.90,ME、RMSE、r_p2分别为-0.03、0.26、0.80. ④以供试土壤样品中w(TAs)为暴露浓度计算的健康风险分别是考虑As在胃及肠提取阶段人体可给性因子的2.0~15.0和7.3~81.0倍. 可见,基于土壤w(TAs)所制定的风险管理对策可能过于保守.      

Waste control by waste: efficient removal of bisphenol A with steel slag,a novel activator of peroxydisulfate

Activated persulfates are efficient reagents for oxidation of organic contaminants and water treatment. Various compounds are currently used to activate persulfates, but there is a need for cheap and efficient activators. Here, we report the first use of steel slag, an industrial solid waste, as a solid activator for peroxydisulfate activation. We tested this system for bisphenol A degradation. Results indicate that about 70% of bisphenol A can be removed within 1 h. Conditions were 50 μg/L of bisphenol A, 2 g/L of peroxydisulfate, 3 g/L of steel slag and temperature of 298 K. The components and surface morphology of unused and recycled steel slag were analyzed by X-ray diffraction and scanning electron microscopy, whereas the main reactive oxygen species were elucidated by using radical scavengers. Findings show that both base oxides and iron oxides are responsible for peroxydisulfate activation. A redox mechanism involving liquid and solid phases is proposed. Overall, this study reveals the successful recycling of steel slag to activate persulfates for water treatment, following the principle of ‘waste control by waste.’     

纳米氧化锌对凋落物降解微生物群落结构和代谢功能的影响

随着纳米技术的迅速发展,纳米氧化锌广泛应用于抗菌涂料、电子装置、个人护理品等产品中,其生态毒理机制已成为生态学的研究热点。为了探究水生丝状真菌对纳米氧化锌的响应及适应机制,本文选用3种不同粒径的纳米氧化锌30 nm、90 nm和200 nm作为影响因子,通过室内模拟钻天杨Populus nigra L.凋落叶降解过程,研究纳米氧化锌的慢性暴露对水生丝状真菌生物量及代谢功能的影响效应,其中包括真菌的生孢率、群落多样性、脱氢酶活性、胞外降解酶活性、体系pH值、凋落叶降解速率以及碳氮含量,结果表明,粒径较小的纳米氧化锌(如30和90 nm)对水生丝状真菌活性及细菌代谢功能的抑制作用更强,且抑制作用达到显著水平所需的时间越短。46 d的慢性暴露显著影响了水生丝状真菌的生孢率与群落组成,其中Alatospora的生孢率与凋落叶降解速率呈显著负相关,表明该菌是纳米氧化锌的敏感菌,而Anguillospora和Flabellospora在纳米氧化锌的介入环境中产出较多的分生孢子,表明其为纳米氧化锌的耐受菌。另外,纳米氧化锌的长期暴露使水生丝状真菌对有机氮的降解功能具有促进作用,而对有机碳的代谢功能没有明显影响。总之,水生丝状真菌对纳米氧化锌的响应导致了凋落叶降解速率及碳氮分解效率在各处理间呈现显著差异。综上所述,本研究为纳米氧化锌对生态过程的毒理机制提供了必要的理论基础。