壳聚糖及其衍生物在工业废水处理中的应用研究进展

壳聚糖是一种对环境友好同时具有多种特性的天然高分子聚合物。以壳聚糖及其衍生物处理工业废水,安全无毒、可生物降解、无二次污染。对国内外近年来壳聚糖及其衍生物在印染、电镀、食品加工、造纸等工业废水处理方面的研究和应用进展进行了扼要的综述。     

壳寡／聚糖系列衍生物对铅离子的吸附研究

比较了9种壳寡/聚糖系列衍生物作为吸附剂对同一浓度铅离子的吸附,结果为交联香草醛壳聚糖（CTSV-G）〉香草醛壳聚糖（CTSV）〉羧甲基壳聚糖（CM-CTS）〉巯基化壳寡糖（O-CTS-SH）〉壳寡糖（O-CTS）〉香草醛壳寡糖（O-CTSV）〉壳聚糖（CTS）〉壳寡糖硫酸酯（O-CTSS）〉羧甲基壳寡糖（CM-O-CTS）;比较了同一吸附剂对不同浓度的铅离子的吸附率,其吸附率随着溶液浓度的升高而降低。研究了各吸附剂在铅、镉、铬金属离子竞争中对铅吸附的影响,结果表明各吸附剂对镉和铅离子的吸附效果最好,可达80%,对铬离子吸附较少,在40%左右。     

沈阳地区水环境和生物样品中全氟化合物的污染分布特征

采用高效液相色谱/电喷雾负电离源串联质谱法对沈阳市各类水环境和生物样品中全氟化合物(PFCs)进行测定,研究了PFCs的河流分布及季节分布特征.同时,对通过饮用水及家禽和鱼摄入全氟辛烷磺酸(PFOS)和全氟辛酸(PFOA)的人体健康风险进行了评价.结果表明,沈阳市各类水环境样品中总PFCs浓度范围为nd～6.01ng·L-1,平均浓度为5.23ng·L-1.PFOS和PFOA是沈阳地区所有水环境样品中最主要的PFCs污染物,浓度范围分别为nd～2.83ng·L-1和nd～5.71ng·L-1,平均浓度分别为1.11和2.13ng·L-1.细河的PFOS含量最高,约为浑河PFOS含量的2倍,蒲河PFOS含量的3倍.一些PFCs化合物之间呈正相关关系,说明其可能具有相同的来源.PFOS与PFOA之间无相关关系,由此推断沈阳水体中二者具有不同来源.浑河流经沈阳市时,PFOS和PFOA浓度升高.流经沈阳市区后,PFOS和全氟己烷磺酸钾(PFHxS)浓度明显升高.细河中PFHxS也有检出,表明沈阳市是周边水体中PFOS及PFHxS的主要污染来源.丰水期地表水中PFOS和PFOA浓度与枯水期相比没有明显差异,但丰水期水中PFCs组成更为丰富,出现了大量全氟庚酸(PFHpA).沈阳地区自来水中PFOS和PFOA浓度平均值分别为0.39和0.85ng·L-1,最高浓度分别为1.16和2.55ng·L-1,均低于美国饮用水健康参考值.沈阳生物样品中PFOS和全氟十一酸(PFUnDA)是最普遍的化合物.总PFCs平均含量在鱼样品中为6.59ng.g-1(以干重计),鸡和鸭血清样品中分别为1.65和0.69ng·mL-1,鸡和鸭肝脏样品中分别为0.41和1.68ng.g-1(以干重计),与文献报道相比处于较低水平.     

PFOS/PFOA对斑马鱼(Danio rerio)胚胎致毒效应研究

采用斑马鱼胚胎毒性测试方法,研究了PFOA/PFOS对斑马鱼的急性毒性和生命早期阶段生长发育的影响.结果表明,PFOS/PFOA对斑马鱼有明显毒性作用,LC₅₀(48 h)分别为1005 mg/L和107 mg/L,LC₅₀(96　h)分别为499 mg/L和71 mg/L.PFOS/PFOA抑制斑马鱼胚胎发育,可导致胚胎发育畸形,甚至死亡,高浓度(＞240 mg/L)PFOS损伤细胞膜,导致胚胎分裂中的细胞发生自溶而卵凝结死亡,抑制胚胎原肠胚的形成.在各种亚致死效应中,脊柱畸形对PFOS暴露最敏感,其EC₅₀=9.14 mg/L,PFOA暴露最敏感亚致死性毒理学终点为96　h孵化,对应EC₅₀=328.0 mg/L.PFOA/PFOS导致胚胎发育延迟,具有发育毒性.     

川西平原水稻土中SMX迁移行为的影响因素研究

磺胺甲噁唑(Sulfamethoxazole,SMX)这类有机污染物(Organic Contaminants,OCs)可以通过多种途径进入农田生态系统,对人类健康和生态环境构成危害。采用批量平衡试验方法,运用高效液相色谱分析技术,研究了不同因素(土壤性质和外在因素)对SMX在水稻土中迁移行为的影响;结合多种方法,掌握SMX在水稻土中的吸附特征,探讨不同因素与SMX行为改变的关系。结果表明:SMX在水稻土中的吸附量与其比表面积呈线性正相关(r=0.996,p0.001);随水稻土粒径减小,SMX的吸附量呈增大趋势,随溶液酸碱度增大,吸附量逐渐减小;pH7的水稻土吸附量较pH7的水稻土高;H/C、O/C、(N+O)/C原子数的比值及O+N+S质量分数较高的水稻土会发生一定变异性;不同形态SMX在水稻土中的吸附能力从大到小依次为阳离子形态、中性分子形态、阴离子形态;不同影响因素在一定程度上控制了农田土壤中SMX的环境地球化学行为。     

海水中Cu2+和Cr3+对PFOS在沉积物上吸附行为的影响规律

为了解重金属与全氟辛烷磺酸(PFOS)共存情况下,PFOS在沉积物上的吸附规律,本研究分别测定了在海水和淡水条件下添加不同浓度的Cu2+和Cr3+(0.5~50 mM)后,PFOS在沉积物上的吸附行为。结果表明,随着[Cu2+]的增加,PFOS在沉积物上的吸附能力和非线性均增强,且当溶液中PFOS浓度越低,增强作用越明显。与淡水相比,海水环境下该增强作用更为明显。随着[Cr3+]的增加,PFOS在沉积物上的吸附能力和非线性略有增强,且海水和淡水环境中增强作用几乎相同。对比发现,海水中Cu2+对PFOS在沉积物上的吸附增强效应比Cr3+更加明显。本文研究结果将有助于定量了解和预测PFOS和重金属复合污染情况下,PFOS在海水环境中的迁移规律,并为科学评价海洋环境中PFOS和重金属的生态风险及其总量控制提供技术支撑。     

pH值和离子强度对针铁矿吸附磺胺二甲基嘧啶的影响机制

磺胺二甲基嘧啶作为普遍使用的抗生素代表,可通过动物粪便施肥及药物不规范使用进入到环境中.针铁矿是土壤中分布广泛且活性较高的一种矿物,会对磺胺二甲基嘧啶的环境行为产生一定的影响.为了正确评估磺胺二甲基嘧啶的环境风险,本文考察了溶液pH值、离子强度对针铁矿吸附磺胺二甲基嘧啶的影响.结果表明:磺胺二甲基嘧啶在针铁矿上的吸附具有明显的非线性,且吸附具有明显的滞后现象,吸附等温线可以用Freundlich模型较好的拟合(R~2=0.991);磺胺二甲基嘧啶在针铁矿上的吸附随着pH值的增加先增加后减小,随着离子强度的增加开始有微弱的增加然后保持不变;在酸性和中性条件下,表面络合作用是主导磺胺二甲基嘧啶在针铁矿表面上吸附的主要机制,在碱性条件下静电斥力是主导吸附的主要作用力.因此,在评估抗生素的环境行为时,应该考虑不同的环境条件对针铁矿吸附磺胺二甲基嘧啶的影响.     

全氟化合物测定的样品前处理技术研究进展

全氟化合物(polyfluorinated compounds,PFCs)是人工合成的新型持久性有机污染物,具有广泛的生态毒理效应,其环境污染问题已成为全球关注的热点。在各种被污染的介质中,PFCs的含量往往很低,基体复杂多样,快速高效的样品前处理方法成为PFCs测定的关键。文章对近10年来PFCs测定的各种样品前处理方法和技术,包括离子对萃取、碱消化、液-液/固萃取、填充吸附剂微萃取(MEPS)和高效移液萃取(DPX)等进行了详细的总结和展望。     

氟掺杂Ti/SnO_2电极电催化降解全氟辛酸性能研究

采用溶胶-凝胶法制备Ti/Sn O_2-F电极,进行全氟辛酸(PFOA)电氧化降解的研究,实验考察了F替代Sb掺杂、电流密度、初始pH值和支持电解质对PFOA降解效率的影响。结果表明,当F替代Sb掺杂Sn O_2,电流密度为20 m A/cm~2,初始pH值3.7,支持电解质为NaClO_4时,电解30 min后PFOA的降解率达98%。采用液相色谱-质谱联用(HPLC-MS/MS)和离子色谱(IC)对PFOA降解产物进行分析,解析了PFOA电氧化降解的反应机理。     

全氟辛磺酸（PFOS）对非洲爪蟾（Xenopus laevis）生长发育、甲状腺和性腺组织学的影响

为了揭示全氟辛磺酸(PFOS)的甲状腺激素和性激素干扰效应,并探索运用爪蟾动物模型同时检测多种环境内分泌干扰效应的可能性,将NF48阶段非洲爪蟾(Xenopus laevis)蝌蚪暴露于0.01、0.1和1mg·L-1PFOS中6个月,检测PFOS对爪蟾生长、变态、甲状腺和性腺的影响.结果表明,在各取样时间,PFOS组爪蟾体长、体重和蝌蚪尾长与对照组均无显著差异(p>0.05);2个月后,PFOS组比对照组平均慢1个发育阶段,4和6个月后,0.01mg·L-1PFOS组反而比对照组分别快1和2个发育阶段.6个月后,PFOS组甲状腺出现滤泡上皮细胞增生、胶质减少甚至空泡化等现象,且随着PFOS浓度的增加而加重;各组幼蛙性腺出现间性、睾丸珍珠状和先天性萎缩等畸形现象,外观为间性的性腺主要表现为睾丸组织中产生类似雌性个体的卵巢腔.对照组幼蛙的雌雄比为0.5:1,而暴露组分别为2.3:1(0.01mg·L-1组)、4.5:1(0.1mg·L-1组)和5:1(1mg·L-1组).上述结果表明,PFOS对爪蟾的变态过程具有小剂量刺激效应,能引起甲状腺组织结构的损伤,导致睾丸组织的雌性化和雌雄性比的异常升高,表现出明显的甲状腺激素和性激素干扰效应,可以认定为一种环境内分泌干扰物.实验同时表明非洲爪蟾可以用于多种环境内分泌干扰效应的同时检测.