冬季北京城区PM2.5诱导人肺上皮细胞系A549中多环芳烃受体(AhR)通路的激活

使用冬季北京市城区的细颗粒物（PM_2.5）评估其对人肺上皮细胞系A549中多环芳烃受体（AhR）通路的激活作用.利用CCK-8法检测细胞暴露PM_2.5后的存活率,选取50%抑制浓度（IC₅₀）作为细胞暴露剂量,采用Western blot和免疫荧光检测PM_2.5暴露诱导AhR定位变化,采用荧光定量PCR和Western blot检测AhR的靶基因CYP1A1的转录和翻译水平改变,应用双荧光素酶报告基因法测定AhR与靶基因结合位点（XRE）的活性,利用酶标仪测定CYP1A1的酶活性改变.结果显示,随着暴露时间的增加,AhR逐渐从细胞质易位至细胞核;CYP1A1 mRNA和蛋白质的表达水平也呈时间依赖性显著增加;AhR与XRE结合活性的增加表明了PM_2.5诱导CYP1A1增加的调节机制;最后引起细胞内CYP1A1酶活性显著增加.研究表明,来自冬季北京城区的PM_2.5样品可激活A549细胞的AhR通路,提示AhR介导的信号途径可能与PM_2.5的暴露毒性有关.     

聚乙烯醇固定化混合细菌细胞对印染废水脱色的研究

应用聚乙烯醇(PVA)为载体固定化混合细菌细胞以PVA浓度为12％(w/v),细胞浓度为2％(w/v)最好,pH对固定化操作过程影响不大。固定化细胞对印染废水的脱色活性与其自然细胞相似,最适温度为30—40℃,最适pH为7.0;在pH 6.0—8.0温度25—40℃范围内都具有较高的脱色活性,以及好的热稳定性;在连续一个月的印染废水脱色试验中,停留时间小于3.0h,脱色率均可维持在70—80％。     

不同阴极对微生物燃料电池产电性能的影响比较

阴极催化性能及材料对微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs)的产电特性及制造成本有很大影响。本研究选用金属铂(Pt)、活性炭作为催化剂、聚四氟乙烯(PTFE)和道康宁1-2577作为阴极的扩散层、碳布和不锈钢网作为阴极的基体材料制备得4种阴极,分别考察了相应MFC的产电性能和阴极特性。结果表明,采用传统Pt催化剂+PTFE扩散层+碳布制备成的阴极(Pt-PTC),MFC的最大输出电压为560 mV,最大功率密度为808 mW/m2,而采用活性炭+道康宁1-2577+不锈钢网制备成的阴极(AC-DCS),MFC的最大输出电压为510 mV,最大功率密度为726 mW/m2,两者的MFC产电性能极为接近。SEM结果表明,活性炭催化层表面和道康宁1-2577扩散层分别比Pt催化层及PTFE扩散层的更均匀光滑。阴极线性伏安测定结果表明,AC-DCS与Pt-PTC的电化学氧化性能较为接近。AC-DCS阴极成本仅为Pt-PTC的1/300左右,是一种低成本扩大化生产MFC阴极的新方法。     

大气颗粒物对A549和HUVECs细胞的毒性作用

比较了A549和HUVECs 2种细胞对颗粒物的敏感度,以探讨大气颗粒物粒径对生物活性的影响. 采集北京市区PM_10～2.5、PM_2.5～0.1和PM_0.1,将A549和HUVECs细胞暴露于不同浓度的颗粒物悬浮液24 h后,用噻唑蓝(MTT)法测定细胞存活率,并用LDH试剂盒测定细胞培养液中LDH(乳酸脱氢酶)的含量. 结果表明:随着染毒剂量的增大,细胞存活率逐渐降低,并且呈剂量-反应关系;培养液中LDH浓度呈剂量依赖型增加;当染毒剂量>200 μg/mL时,PM_0.1的细胞致死率大于PM_10～2.5和PM_2.5～0.1(P<0.01);同一粒径的颗粒物对HUVECs的毒性比A549略大,但无统计意义. 因此,相对于粗颗粒物,细、超细颗粒物具有较大的细胞毒性,A549和HUVECs细胞对颗粒物的敏感度差异不显著.      

气态甲醛对人体颊黏膜细胞遗传毒性的研究

气态甲醛;遗传毒性;人体颊黏膜细胞;彗星实验;体外实验     

DEHP对小鼠精原细胞Bax和Bcl-2表达水平的影响

邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(di(2-ethylhexyl)phthalate,DEHP)因在环境中的广泛分布而受到普遍关注。为探究DEHP对雄性生殖细胞的毒作用机制,将小鼠精原细胞(GC-1spd)分别暴露于终浓度为0(对照)、10、100、1 000 mg·L~(-1)DEHP的培养基中培养24 h,采用噻唑兰(MTT)法检测细胞相对活力,流式细胞仪检测细胞凋亡情况,实时荧光定量PCR法检测Bax和Bcl-2m RNA的表达情况及Western blot技术检测Bax和Bcl-2蛋白的表达水平。结果显示:在检测细胞相对活力时,1 000 mg·L~(-1)剂量组明显低于其他各剂量组,100 mg·L~(-1)剂量组低于对照组和10 mg·L~(-1)剂量组(P<0.05);在检测细胞凋亡时,1 000 mg·L~(-1)剂量组早期凋亡率高于对照组(P<0.05);晚期凋亡率1 000 mg·L~(-1)和100 mg·L~(-1)剂量组均明显高于对照组,1 000 mg·L~(-1)剂量组高于10 mg·L~(-1)剂量组(P<0.05);总凋亡率呈现明显上升趋势,其中1 000 mg·L~(-1)和100 mg·L~(-1)剂量组明显高于对照组,1 000mg·L~(-1)剂量组还明显高于10 mg·L~(-1)剂量组(P<0.05)。实时荧光定量PCR检测结果显示:Bax m RNA表达水平1 000 mg·L~(-1)和100 mg·L~(-1)剂量组明显高于对照组,1 000 mg·L~(-1)剂量组与10 mg·L~(-1)剂量组比较差异具有统计学意义(P<0.05);Bcl-2 m RNA表达水平1 000 mg·L~(-1)剂量组低于10 mg·L~(-1)剂量组和对照组(P<0.05)。此外,Bax和Bcl-2 m RNA比值1 000 mg·L~(-1)和100 mg·L~(-1)剂量组均明显高于对照组,1 000 mg·L~(-1)剂量组高于10 mg·L~(-1)剂量组(P<0.05)。Western blot结果显示,Bax蛋白表达水平1 000 mg·L~(-1)剂量组高于对照组(P<0.05);Bcl-2蛋白表达水平各剂量组与对照组相比差异均具有统计学意义,且1 000mg·L~(-1)和100 mg·L~(-1)剂量组明显低于10 mg·L~(-1)剂量组和对照组(P<0.05);此外,Bax/Bcl-2两蛋白比值1 000 mg·L~(-1)和100 mg·L~(-1)剂量组明显高于对照组,而1 000 mg·L~(-1)剂量组高于10 mg·L~(-1)剂量组(P<0.05)。结果表明:DEHP可诱导小鼠精原细胞相对活力下降,通过抑制Bcl-2 m RNA和Bcl-2蛋白表达及促进Bax m RNA和Bax蛋白表达实现诱导精原细胞凋亡。     

A Constructal Approach to the Optimal Design of Photovoltaic Cells

The constructal law is used for the minimization of the photovoltaic cells (PVC) electrical series resistance. In this paper we report a theoretical, step by step construction of optimal PVC, from the smallest, elemental cell to the largest assembly that relies on the minimisation of the maximum voltage drop subject to volume (material) constraints. This completely deterministic approach produces optimal geometric shape for each assembly level, the optimal number and orientation of constituents within each new, higher order assembly and the optimal size of each new collector (metallic) path.     

中国光伏发电的时空分布、竞争格局及减排效益

随着中国碳达峰、碳中和目标的提出,光伏发电逐渐成为推动低碳转型的重要途径。通过开展中国光伏发电的时空分布、竞争格局及减排效益研究,本文力求为中国“双碳”目标的落实、光伏产业的可持续发展提供量化支撑及政策建议,得出主要结论如下：（1）2012—2020年,光伏装机总量从624.8万kW增长到25317.0万kW,以集中式电站为主导;（2）山东、江苏、安徽、河南、山西等地区呈现高—高自相关特征,贵州等地区呈现高—低自相关特征;（3）电力消费量、碳排放量、科研投入为装机量增加的正向驱动因素,科技投入对相邻省份的装机量增加同样具有正向驱动效应;（4）中国现有光伏装机的年均减排效益约为2.0亿t,到2030年累计可以达到19.2亿t,对碳达峰、碳中和目标的落实具有重要推动作用。     

Linking energy scenarios with metal demand modeling–The case of indium in CIGS solar cells

Some renewable energy technologies rely on the functionalities provided by geochemically scarce metals. One example are CIGS solar cells, an emerging thin film photovoltaic technology, which contain indium. In this study we model global future indium demand related to the implementation of various energy scenarios and assess implications for the supply system. Influencing parameters of the demand model are either static or dynamic and include technology shares, technological progress and handling in the anthroposphere. Parameters’ levels reflect pessimistic, reference, and optimistic development. The demand from other indium containing products is roughly estimated. For the reference case, the installed capacity of CIGS solar cells ranges from 12 to 387 GW in 2030 (31–1401 GW in 2050), depending on the energy scenario chosen. This translates to between 485 and 15,724 tonnes of primary indium needed from 2000 to 2030 (789–30,556 tonnes through 2050). One scenario exemplifies that optimistic assumptions for technological progress and handling in the anthroposphere can reduce cumulative primary indium demand by 43% until 2050 compared to the reference case, while with pessimistic assumptions the demand increases by about a factor of five. To meet the future indium demand, several options to increase supply are discussed: (1) expansion of zinc metal provision (indium is currently a by-product of zinc mining), (2) improving extraction efficiency, (3) new mining activities where indium is a by-product of other metals and (4) mining of historic residues. Potential future constraints and environmental impacts of these supply options are also briefly discussed.     

DH-Ⅰ型SMFC传感器产电信号对连续多次镉污染的响应研究

本研究考察了一种自主研发的新型沉积物微生物燃料电池传感器(命名为DH-I型SMFC传感器)产电信号对连续多次Cd~(2+)污染事件的响应特征.采用淹水土壤模拟湿地环境,将该传感器的阳极(不锈钢管)插入淹水土壤中,阴极(铂网)位于上覆水下方.分别向每个传感器阴极上方的上覆水中加入50 mL Cd~(2+)浓度为25、50、100、200 mg·L~(-1)的CdCl_2溶液,对照加入50 mL去离子水.每天早晚各加入一次Cd~(2+)污染,连续加入27 d,即每个传感器各加入53次相同浓度的CdCl_2溶液.结果表明,每次加入Cd~(2+)污染后,电压均迅速上升,在30 s内达到峰值后逐渐回落到稳定状态;并且电压增量(峰值电压与基线电压的差值)随着加入的Cd~(2+)浓度增加而升高;而相同Cd~(2+)浓度53次加入引起的电压增量具有较好的一致性.土壤产电细菌的代表类群地杆菌科(Geobacteraceae)和梭菌属(Clostridium)16S rRNA基因丰度均未随着Cd~(2+)浓度的增加而降低.针对土壤中不同形态Cd~(2+)浓度的检测结果表明,0～3 cm的表层土壤吸附了大量Cd~(2+),使得土壤中的产电细菌免受Cd~(2+)的抑制,从而该传感器产电信号能够在湿地环境中,原位在线监测多次Cd~(2+)污染.