菲和萘在黄土上的吸附等温线和吸附热力学

研究了菲和萘在黄土上的吸附行为,比较分析了Linear方程、Freundlich方程和Langmuir方程描述吸附等温线的准确性.结果表明,菲和萘在黄土上的吸附等温线呈非线性,Freundlich方程最符合其吸附行为.菲和萘在天然黄土上的吸附量随温度升高而降低.其吸附是一个放热过程,吸附热分别为0.017 74 kJ·mol-1和-0.061 25 kJ·mol-1; 吸附的标准自由能改变量分别为-9.939 kJ·mol-1和-7.333 kJ·mol-1.标准自由能的变小是菲和萘在黄土上吸附的推动力.经过阳离子表面活性剂改性后的黄土对菲和萘的吸附能力,随加入的表面活性剂占原土阳离子交换容量(CEC)的百分数增大明显增强,能更加有效地去除水环境中的多环芳烃类污染物.     

污染土壤中菲降解菌的分离鉴定及其降解能力

利用水-硅油双相系统富集培养和平板升华方法,从被多环芳烃(PAHs)污染的表层土壤中筛选分离得到10株能利用菲为唯一碳源和能源生长的菌株. 这10株菌在无机盐培养基中10 d内对初始质量浓度为50 mg/L的菲的去除率为27.6%～55.3%,其中一些菌株混合可提高或降低菲的去除率;通过形态观察、生理生化指标测定及分子生物学分析(16S rDNA)等方法对其中3株具有较高降解能力的菌株(分别定名为PE0402-5,PE0902-1和PE1501-1)进行鉴定. 这3株菌的16S rDNA序列分别与Gordonia,Mycobacterium以及Azospirillum 3个属的相似性达100%,99%和99%. 结合分离菌株的形态、生理生化特征和16S rDNA基因序列的分析结果,初步鉴定菌株PE0402-5为戈登氏菌(Gordonia sp.),PE0902-1为分枝杆菌(Mycobacterium sp.),PE1501-1为固氮螺菌(Azospirillum sp.).      

活性污泥对菲的吸附性能及其吸附模型研究

取MBR膜生物反应器的活性污泥,探讨该活性污泥对菲的吸附性能和吸附模型。考察了污泥质量浓度、温度等对污泥吸附性能的影响,并分别用Langmuir和Freundlich吸附模型进行了拟合。结果表明,随污泥质量浓度增加,对菲的去除率增大,而污泥的吸附量下降;污泥质量浓度为100 mg/L时污泥的平衡吸附量为2.51 mg/g,约为500 mg/L时的3倍。温度为35℃时,污泥对菲的吸附去除率可以达到60.3%。相比于Langmuir吸附等温线模式,活性污泥对菲的吸附过程更符合Freundlich吸附等温线模式;且其吸附过程符合二级动力学方程,吸附速率常数ka2为0.091 4 g/(mg·min)。该吸附过程活化能为6.63 kJ/mol;ΔG0,ΔH=21.30 kJ/mol,表明该过程为自发吸热反应。     

菲对肺泡巨噬细胞的毒性作用

为研究多环芳烃对呼吸系统的毒性作用,采用不同浓度的菲体外处理肺泡巨噬细胞(Alveolar macrophage,AM),4 h后测定细胞脂质过氧化水平以及过氧化物酶活性.同时于激光共聚焦显微镜下观察细胞线粒体的融合/分裂状态.研究结果表明:(1)菲使肺泡巨噬细胞谷胱甘肽(Glutathione,GSH)和超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)含量下降、丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量增加,且呈现剂量-效应关系;(2)菲使得AM线粒体融合/分裂出现异常,细胞内巨型线粒体数目增加.     

鲍鱼对2种多环芳烃的富集动力学研究

为探究多环芳烃(PAHs)在海洋生物体内富集过程,选择皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)作为受试生物,应用半静态双箱动力学模型,分别考察了3-甲基菲和9,10-甲基蒽2种多环芳烃在皱纹盘鲍体内的富集动力学过程,通过非线性拟合获得鲍鱼对2种多环芳烃的吸收速率常数(K_1)、释放速率常数(K_2)、生物富集因子(BCF),以及平衡状态下鲍鱼体内2种多环芳烃的含量(Cmax)、生物学半衰期(t_(1/2))等动力学参数。结果表明,鲍鱼对9,10-甲基蒽富集动力学参数K_1、K_2、BCF、Cmax、t_(1/2)的平均值分别为4.9437、0.406、13.59、790.03μg·L~(-1)、3.78 d。鲍鱼对3-甲基菲富集动力学参数K_1、K_2、BCF、Cmax、t_(1/2)的平均值分别为2.3023、0.367、5.97、354.37μg·L~(-1)、3.13 d。鲍鱼在不同浓度下对3-甲基菲和9,10-甲基蒽的生物富集过程均符合双箱动力学模型。     

三丁基锡和菲对鳗鲡的毒性效应（Toxic Effects of Tributyltin and Phenanthrene on Eels）

采用腹腔注射方式(每周1次,共5次)将生活于淡水或海水中的日本鳗鲡(Anguilla japonica)暴露于三丁基锡氯化物(TBTCl)和菲(Phe),以研究这两种污染物对鳗鲡的毒性效应以及该效应与鱼体所处环境盐度的关系.鳗鲡暴露于TBTCl或Phe1w后,其肝脏和脾脏的组织结构就已发生明显病变,且病变程度随着暴露时间的延长而加剧,其中海水鳗鲡比淡水鳗鲡表现更为严重;但肝体指数(HSI)和性腺组织结构均无明显变化.暴露于TBTCl4～5w后,海水鳗鲡肝脏的谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性比对照组显著升高,而淡水鳗鲡组无明显变化;暴露于TBTCl或Phe3w后,淡水鳗鲡的血浆皮质醇水平显著升高,但海水鳗鲡组无明显变化.TBTCl和Phe对淡水或海水鳗鲡的血浆雌二醇(E2)水平均无明显影响.以上结果表明:有机锡和菲对鳗鲡的肝脏、脾脏有毒性作用,对皮质醇分泌具有内分泌干扰作用,且该效应与暴露时间和鱼体所处环境盐度有关.     

菲-Cd单一与联合作用对毛蚶的氧化胁迫及损伤

采用静态染毒实验研究了菲和Cd2+单一作用与联合作用下胁迫9 d和清洁海水恢复过程中毛蚶体内超氧化歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活力和丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明,在本实验的染毒条件下,毛蚶体内SOD和CAT活力呈现被诱导的趋势,MDA含量水平低于对照组。高浓度(菲50g/L,Cd 500g/L)比低浓度(菲10g/L,Cd 100g/L)的作用明显。菲对毛蚶的氧化胁迫作用大于Cd2+的作用,菲和Cd2+联合作用对毛蚶的氧化胁迫大于菲和Cd2+的单独作用。这两种污染物对毛蚶的氧化胁迫在消除污染后可以逐渐恢复,其中,Cd2+低浓度组(100g/L)在进行清水恢复后,SOD和CAT活力与对照组无显著性差异,说明毛蚶具有较好的抗氧化胁迫性和自我恢复能力。     

菲高效降解菌的降解特性及其受蒙脱石的影响研究

通过选择性富集培养与纯化,从广州油制气厂附近的污染土壤中分离获得一株能以菲为唯一碳源和能源,快速生长的优势菌株（编号为YZ-1）。16S rDNA序列分析结果表明,YZ-1菌株为琼氏不动杆菌（Acinetobacter junii）。当无机盐培养液中菲初始质量浓度为100mg·L-1时,45h内该菌株对菲的降解率可达到99.5%。YZ-1菌株的最佳生长条件为pH7.4,温度30℃,摇床转速160r·min-1。加入蒙脱石矿物之后,在降解的初期（前16h）表现为促进菲的生物降解作用,但随着时间的延长,菲的降解速率逐渐低于不加蒙脱石体系,并随蒙脱石含量或菲质量浓度的增加,此抑制延缓现象愈加明显。矿物对高浓度的菲具有吸附分散作用,而对低浓度的菲具有吸附保护作用。     

天津地区菲的空间分异多介质归趋模型

在稳态假设条件下研究了菲在天津市的多介质分布和相间迁移.在探讨了废气排放和土壤有机质含量和土壤中菲降解速率常数的空间变异的基础上,建立了具有空间变异特征的多介质模型.并根据实际观测数据对平均浓度加以验证.所研究的4种介质的模型误差在0.5个对数单位左右,完全符合区域多介质模型的精度要求.土壤菲含量空间计算结果和实际观测数据在宏观尺度上表现出一致的趋势作为过程模型,这样的结果有助于解释形成其空间分异的原因,也为进一步研究奠定了基础模型计算结果表明,土壤和沉积物是该地区菲的主要汇,特别是沉积物中积累了菲总量的70%以上.大气菲的空间分布格局基本服从其人为排放特征,而土壤有机质含量对菲降解速率的影响决定了其在土壤中的分布.     

天然地质样品有机质组成对菲吸附-解吸的影响

以2种有机碳含量、结构和性质都相差较大的天然样品Chelsea土壤和Paxton页岩为吸附剂,以菲为吸附质进行一系列的吸附-解吸实验。结果显示,当土壤有机质是以腐殖酸为主时(Chelsea土壤),样品对疏水性有机化合物的吸附很容易达到平衡,解吸与吸附之间的滞后现象不是很明显。相反,对以干酪根为主要组成的Paxton页岩样品,吸附与解吸之间有明显滞后现象发生,吸附与解吸是一个完全不可逆过程。这说明土壤有机质组成和结构上的差异可能会成为决定有机污染物环境行为的主要因素。