膜生物反应器处理工业废水中膜污染及膜过滤特性研究

采用膜生物反应器(MBR)中试试验装置处理制革、印染工业园区混合废水,考察了悬浮污泥浓度(MLSS)、溶解性微生物产物(SMP)和松散型胞外聚合物(EPS)表征总量、胶体粒子等因素对膜污染发生的影响程度.结果表明,试验装置启动后的120 d内,发生轻度膜污染现象,过滤膜阻力R20从1.5×1012m-1增加至1.8×1012m-1.MBR池内胶体粒子浓度与膜过滤阻力变化呈现明显的线性相关,而MLSS、SMP和EPS表征总量等因素的变化与膜过滤阻力的变化不存在相关性.分析认为胶体粒子是引起该试验装置发生膜污染现象的主要因素,其成因可能是胶体粒子通过附着在膜表面,沉积堵塞膜孔,从而造成膜污染.     

超声波辅助壳聚糖/零价纳米铁降解酸性品红

用液相还原法制备的壳聚糖/零价纳米铁处理废水中染料——酸性品红,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和紫外可见光谱(UV-vis)等不同表征手段对颗粒物进行晶体结构、形貌与尺寸表征分析.结果发现,壳聚糖可与纳米铁形成稳定的包裹体,从而降低了纳米铁的团聚性并提高了纳米铁的反应性能及抗氧化性.在超声波辅助下,发现壳聚糖稳定纳米铁粒子对酸性品红有降解作用,置于空气中65 d后壳聚糖稳定纳米铁仍具有反应活性.在25℃、壳聚糖稳定纳米铁投加量0.4 g·L-1、溶液pH =4.96、酸性品红初始浓度100 mg·L-1的条件下,反应20 min内对酸性品红的脱色率超过99％,其降解过程符合表观一级反应动力学规律,反应的活化能为55.34kJ·mol-1,说明降解过程是化学控制过程.     

纳米TiO_2光催化降解室内甲醛的研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO2,并通过干燥器法分析不同条件下制备的TiO2对甲醛的吸附效率.利用日光照射法对TiO2进行光催化实验,比较光照对不同条件下制备出的TiO2吸附效率的影响.对吸附甲醛后的TiO2做脱附实验并分析TiO2吸附甲醛的机理.结果表明,750 ℃制备的TiO2吸附效率最高,TiO2对甲醛的吸附效率随着光照时间的增加而增大,脱附实验证明TiO2对甲醛的吸附是化学吸附.     

ZnO-NPs对好氧反硝化细菌Zobellella sp. B307的致毒机制

本文以一株筛自胶州湾沉积物中的好氧反硝化细菌Zobellella sp.B307为研究对象，在短期暴露条件下，通过细菌的生长、脱氮能力，相关酶活以及代谢途径等指标的变化，研究纳米氧化锌（ZnO-NPs）对该菌株的毒性效应；结合锌离子溶出试验、CAT和ROS等氧化应激水平测定，探讨ZnO-NPs对该菌株的致毒机制.结果表明，200mg/L的ZnO-NPs会使菌株硝酸盐氮去除率降至57.53%，LDH升高至对照组的378%，ROS水平高达对照组的5.34倍，SOD活性比对照组升高了60.32%，NIR活性仅为对照组的14.46%；ZnO-NPs主要通过诱导菌株活性氧的生成使其膜通透性改变、相关酶活性下降，并使相关蛋白质、氨基酸的合成及基因表达等代谢通路受到影响，进而抑制该菌株的反硝化能力；游离锌离子的产生可能不是ZnO-NPs对菌株的主要致毒途径.     

纳米Al2O3经气道滴注致小鼠脏器损伤和炎症反应的研究

为探讨纳米氧化铝(nAl_2O_3)气道滴注对小鼠脏器的毒性作用,本研究将Balb/c小鼠随机分成6组:生理盐水组、50 mg·kg~(-1)·d~(-1) Vit E(维生素E)组、0.5 mg·kg~(-1)·d~(-1) nAl_2O_3组、5 mg·kg~(-1)·d~(-1) nAl_2O_3组、50 mg·kg~(-1)·d~(-1) nAl_2O_3组、nAl_2O_3 50+Vit E组(50 mg·kg~(-1)·d~(-1) nAl_2O_3+50 mg·kg~(-1)·d~(-1)Vit E).实验周期为21 d,气道滴注暴露,隔天滴注,维生素E灌胃阻断.染毒结束后,检测肺部、脾脏、肝脏和肾脏中活性氧(Reactive Oxide Species,ROS)和还原型谷胱甘肽(Glutathione,GSH)含量,并进行肺部病理学观察和肺泡灌洗液细胞计数.结果表明:与对照组相比,nAl_2O_3剂量为0.5 mg·kg~(-1)·d~(-1)时,小鼠肺部ROS含量增加(p0.05),肝脏GSH含量下降(p0.05);nAl_2O_3剂量为5和50 mg·kg~(-1)·d~(-1)时,小鼠肺部、脾脏、肝脏和肾脏ROS含量均显著增加(p0.05),肺部和肝脏GSH含量均显著下降(p0.05);且小鼠肺部出现支气管壁增厚、气道腔皱缩、组织纤维化等气道重塑和嗜酸性粒细胞等炎症细胞浸润现象.而抗氧化剂维生素E的阻断显著降低了肝脏ROS含量,有效恢复了肺部GSH活性(p0.01),且缓解了肺部气道重塑和炎症细胞浸润现象(p0.05).研究表明,nAl_2O_3经气道滴注染毒后,不仅会对小鼠肺部造成损伤和炎症反应,同时也能够对脾脏、肝脏和肾脏造成氧化损伤.本研究可为纳米材料的安全性应用及其潜在危害的预防提供科学依据.     

氢气纳米气泡水对大型溞毒性效应的影响

氢气纳米气泡水作为一种新型的选择性抗氧化剂,近年来已成为医学和植物学领域的研究热点。将氢气纳米气泡技术用于环境毒理领域,探求其对大型溞生长繁殖的影响,以及在重金属污染胁迫下对大型溞的毒性缓解效应。研究结果表明:在重金属铜的污染胁迫下,氢气纳米气泡水的存在可以显著降低大型溞体内的铜积累量并减低大型溞的死亡率。在无重金属污染胁迫下,氢气纳米气泡水可以促进大型溞的生长繁殖,显著增加大型溞的产溞量,并缩短产溞时间。该结果可为氢气纳米气泡水在环境毒理领域的研究提供基础数据,并为氢气纳米气泡水在环境领域的应用提供参考。     

Pt负载暴露(001)晶面Bi2WO6催化剂合成及光催化性能

通过水热法制备了暴露（001）晶面的Bi₂WO₆纳米片,利用光还原法将Pt纳米颗粒负载于其表面.选择苯甲醇氧化和罗丹明B（RhB）降解为探针反应,评价了催化剂的光催化性能.在苯甲醇氧化实验中,Pt负载暴露001晶面的Bi₂WO₆样品的苯甲醇转化率为20.7%,约为未负载样品的2倍.在RhB降解实验中,Pt负载样品在光照40min后对RhB的矿化率可达81.1%,而未负载样品RhB矿化率仅为55.8%,表明Pt负载样品具有更优的降解速率和矿化能力.催化剂性能的提升归因于高能晶面暴露和Pt负载的协同作用.Pt纳米颗粒的负载作为助催化剂增加了催化剂表面的活性位点,同时提高了晶面光生电子空穴对的分离和迁移效率.     

金属离子诱导Aspergillus sp.WL-Au合成纳米金的特性

纳米金凭借其独特的光电特性、良好的稳定性及生物相容性被广泛应用于工业催化、污染控制及医学诊断等领域。近年来,微生物法合成纳米金具有绿色低毒、条件温和、成本低廉等优势而倍受关注。然而,如何对纳米金的形貌尺寸进行定向调控仍有待进一步探究。该研究选取Fe~(3+)、Zn~(2+)、Al~(3+)、Co~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)及Sn~(2+)等多种金属离子,诱导曲霉菌(Aspergillus sp.) WL-Au合成纳米金,对其形貌进行定向调控。紫外-可见光谱分析结果表明,经Fe~(3+)、Sn~(2+)诱导的菌株合成的纳米金分散性较好,其余金属离子诱导菌株合成的纳米金单分散性较差、易沉聚。透射电子显微镜分析结果表明,大多数金属离子诱导菌株合成的纳米金为球形和伪球形,有少量的三角形;其中,经Fe~(3+)诱导后,菌株WL-Au胞外合成形貌均一、粒径较小的球形纳米金,而经Pb~(2+)诱导后,合成形貌均一的纳米棒。此外,Fe~(3+)诱导菌株合成的球形纳米金对4-硝基苯酚具有良好的催化还原性能,其催化速率常数k为13.3×10~(-3)s~(-1)。研究表明曲霉菌(Aspergillus sp.)WL-Au经Fe~(3+)诱导后可显著提高胞外合成纳米金的能力,且合成的纳米金具有形貌均一、分散性好、催化速率高的特点,在催化还原污染物方面具有较好的应用潜力。     

磁纳米材料结合化学计量学分析邻苯二甲酸酯

根据π-π作用原理和影响因素,运用异氰酸酯易和羟基反应的特性,将具有酰胺基的芳环引入到包硅的Fe_3O_4磁纳米粒子表面,制备新型磁性吸附材料Fe_3O_4@SiO_2@N-Phe,并研究其对环境水样中邻苯二甲酸酯类的萃取性能。结合化学计量学对邻苯二甲酸酯的GC-MS质谱图进行分辨定性,从31个色谱峰中解析并鉴定出了18种化学成分,其中邻苯二甲酸酯类5种,占总含量的35.74%,其它13种化学成分含有的官能团主要为苯基、双键或羰基。实验证明该磁纳米粒子具有用量少、稳定性好、选择性高、快速富集与分离、萃取过程简单等优点。磁纳米粒子结合化学计量学方法,既增强了富集的选择性、简化萃取过程、降低前处理的难度,又通过化学计量学法对质谱图进行最大程度的解析,获得全面检测结果,为快速、准确分析环境复杂未知体系提供了新的途径。