Remediation of 2,4-dichlorophenol-contaminated groundwater using nano-sized CaO2 in a two-dimensional scale tank

• Nano CaO₂ is evaluated as a remediation agent for 2,4-DCP contaminated groundwater. • 2,4-DCP degradation mechanism by different Fe²⁺ concentration was proposed. • 2,4-DCP was not degraded in the system for solution pH>10. • The 2,4-DCP degradation area is inconsistent with the nano CaO₂ distribution area. This study evaluates the applicability of nano-sized calcium peroxide (CaO₂) as a source of H₂O₂ to remediate 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP) contaminated groundwater via the advanced oxidation process (AOP). First, the effect and mechanism of 2,4-DCP degradation by CaO₂ at different Fe concentrations were studied (Fenton reaction). We found that at high Fe concentrations, 2,4-DCP almost completely degrades via primarily the oxidation of •OH within 5 h. At low Fe concentrations, the degradation rate of 2,4-DCP decreased rapidly. The main mechanism was the combined action of •OH and O₂^•−. Without Fe, the 2,4-DCP degradation reached 13.6% in 213 h, primarily via the heterogeneous reaction on the surface of CaO₂. Besides, 2,4-DCP degradation was significantly affected by solution pH. When the solution pH was>10, the degradation was almost completely inhibited. Thus, we adopted a two-dimensional water tank experiment to study the remediation efficiency CaO₂ on the water sample. We noticed that the degradation took place mainly in regions of pH<10 (i.e., CaO₂ distribution area), both upstream and downstream of the tank. After 28 days of treatment, the average 2,4-DCP degradation level was ≈36.5%. Given the inadequacy of the results, we recommend that groundwater remediation using nano CaO₂: (1) a buffer solution should be added to retard the rapid increase in pH, and (2) the nano CaO₂ should be injected copiously in batches to reduce CaO₂ deposition.     

安全生产大数据的5W2H采集法及其模式研究

为从安全生产大数据中挖掘安全规律并最终提炼安全生产基础原理,首先在对安全生产大数据的定义及其内涵进一步阐释基础上,提出安全生产大数据采集的定义,并将其分解为3个过程;然后提出安全生产大数据的5W2H采集法,并对其内涵(采集原因,使用主体、采集者及采集对象,采集数据类型,采集边界,采集时间,采集数据量及其采集方法）进行详细分析;最后以思维路径为主、过程路径和技术路径为辅,建立安全生产大数据采集的一般模式。结果表明,安全生产大数据采集模式的研究可为安全生产大数据的存储、处理及其应用提供基础。     

克雷伯氏菌NY1产絮凝剂的阳离子修饰研究

为简化微生物絮凝剂投加步骤,消除由于助凝剂添加而引起的环境二次污染问题,以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)修饰荷负电的微生物絮凝剂(~-54mV),从而获得荷正电的改性絮凝剂.实验结果显示,CTA与NaOH的摩尔比值是影响阳离子修饰效果的主要因素;阳离子修饰的的最佳条件为:10g微生物絮凝剂, 0.015mol CTA,20%含水率,CTA与NaOH的摩尔比为0.95,80℃反应2h后.在最佳条件下所得阳离子化微生物絮凝剂的Zeta电位可达+16mV,其对高岭土的絮凝率也由阳离子化前的60.5%上升至91%.由阳离子化絮凝剂的结构表征可知,阳离子修饰过程并未改变微生物絮凝剂的根本结构,只是在原微生物絮凝剂基础上引入阳离子基团,从而增加了絮凝剂整体分子量;同时,由于阳离子基团的大量引入,絮凝剂的结晶度增加,从而使其溶解度增加.将阳离子化前后微生物絮凝剂应用于去除铜绿微囊藻,当阳离子化后微生物絮凝剂添加量为40mg/L时,其对藻类的去除率超过98%;而未阳离子修饰的微生物絮凝剂对该藻几乎没有去除效果.     

基于行为安全理论的化工事故统计及分析

行为安全理论是事故分析和预防的理论和方法,应用基于行为安全理论的事故致因“2-4”模型对10起化工事故的直接、间接、根本、根源原因进行分析。结果表明:该模型是化工事故分析的有效方法。10起事故的直接原因主要为一线员工在涉及高温加热工艺、带压设备、有毒有害环境和动火作业中的违规违章操作,管理人员未建立或运行安全管理体系等不安全动作及不安全物态,且不安全物态与管理人员不安全行为有关;间接原因是一线员工缺乏岗位安全操作等知识,管理人员缺乏安全管理、技术等知识,导致其安全意识薄弱,养成不良的安全习惯;根本原因是组织安全教育等管理程序缺失和执行不力;根源原因是组织成员对安全的重要度等安全文化元素缺乏理解。     

气候变化对土壤微生物多样性及其功能的影响

以同时模拟未来大气CO₂浓度和温度升高的田间开放式气候变化平台为依托,研究CO₂浓度升高（CE）、升温（WA）以及两者同时升高（CW）对麦田土壤基础呼吸和微生物丰度、群落结构的影响.结果表明：CE对土壤基础呼吸没有影响,但是WA显著提高了土壤基础呼吸,在抽穗和成熟期分别增加了51.6%和38.5%.在分蘖期,土壤细菌和真菌丰度没有显著变化;而在抽穗和成熟期,CW和WA处理显著降低了真菌丰度,降低幅度分别达到32.1%~50.2%和32.0%~37.4%.通过对T-RFLP数据分析发现,CE、CW和WA处理对麦田土壤真菌和细菌群落结构没有显著影响,但是在一定程度上改变了古菌群落结构.与对照相比,CE处理真菌多样性提高了7.1%~8.2%,CW和WA处理真菌多样性分别降低了5.3%~13.5%和22.1%~33.6%;在分蘖和抽穗期,CE、CW和WA处理土壤细菌多样性比对照显著提高.     

Degradation characteristics and metabolic pathway of 4-nitrophenol by a halotolerant bacterium Arthrobacter sp. CN2

Arthrobacter sp. strain CN2, capable of degrading 4-nitrophenol, was isolated from activated sludge. Degradation of 4-nitrophenol was optimized at pH 7.7, 30?°C, and 0.53% of glucose. Salt tolerance of 4-nitrophenol degradation was as high as 6% (w/v). Several biodegradation intermediates were identified and quantified by high-performance liquid chromatography and mass spectrometry. 4-Nitrocatechol is involved in the degradation of 4-nitrophenol by CN2. Scale-up of 4-nitrophenol degradation was conducted in a bioreactor with different salinity. When the salinity was below 7%, the degradation rate of 4-nitrophenol was above 90% (100 mg L^?1, 3 L).     

不同老化时间的TiO_2纳米颗粒对玉米生长的影响

为探讨老化时间对TiO_2纳米颗粒(nanoparticles,NPs)生物有效性的影响,研究了不同老化时间的Ti O_2NPs(0~120 d)对玉米幼苗生长的影响、在玉米体内的吸收及其在植株不同部位的存在位点等。研究发现,不同浓度的TiO_2NPs(1 000 mg·kg~(-1)和2 000 mg·kg~(-1))加入到土壤中,对玉米幼苗干鲜重没有明显的影响,但老化时间小于60 d时,对玉米幼苗株高有一定的抑制效应,老化60 d之后,随着老化时间的继续延长,毒性逐渐降低,最后趋于稳定。老化60 d时,TiO_2NPs处理的玉米幼苗根冠增大,玉米幼苗体内产生H2O_2的累积。在Ti O_2老化土壤中生长的玉米幼苗根系和地上部均有Ti的累积,1 000 mg·kg~(-1)的TiO_2NPs在玉米幼苗根部的生物累积系数达到35.4%,在地上部为13.6%,在玉米植株体内的转运系数为0.38;通过TEM观察,TiO_2NPs可以进入到玉米幼苗体内,并存在于根细胞的细胞质和叶绿体膜上,在叶片细胞的液泡和细胞核中也发现有TiO_2NPs的存在。上述研究结果为客观评价TiO_2NPs的生态风险提供了有用信息。     

DEHP暴露对鲤鱼肾脑生物标志物的影响

为探讨邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)对鱼类肾、脑组织生物标志物的影响,将鲤鱼分别在浓度为5、20、80、160 mg·L~(-1)的DEHP水体,暴露20 d,以水和吐温-80为对照,测定肾脑组织中多种酶活性和丙二醛(MDA)含量的变化。结果表明:与水对照组相比,吐温-80组所测各项指标,差异均不显著。与水和吐温-80对照组相比,各染毒组,肾脏中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性和抗羟自由基、抗超氧阴离子的活力均显著降低(P0.05或P0.01)。谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)酶活性呈现先升高后降低,在5、20、80 mg·L~(-1)浓度组显著升高(P0.05)。丙二醛(MDA)含量在80、160 mg·L~(-1)浓度下,显著升高(P0.05),但脑组织中变化不显著。脑中一氧化氮合酶(NOS)在各浓度组显著升高(P0.05或P0.01);乙酰胆碱酯酶(ACh E)在80、160 mg·L~(-1)时降低显著(P0.05);钙调神经磷酸酶(CaN)呈先升高后降低的趋势,在20 mg·L~(-1)下,升高显著(P0.01),在80、160 mg·L~(-1)浓度组,降低极显著(P0.01);抗羟自由基、抗超氧阴离子活性均显著下降(P0.05或P0.01)。可见,在实验浓度范围内,DEHP对鲤鱼具有一定免疫毒性和神经毒性,进一步的机理有待研究。     

H_2O_2致大鼠RTE细胞系氧化应激作用及GSH保护作用的体外研究

许多具有氧化作用的空气污染物,均能使细胞产生氧化损伤,使胸腺基质淋巴生成素(thymic stromal lymphopoietin,TSLP)含量上升。而TSLP是一种启动过敏性炎症的重要因子,会导致哮喘等疾病发生率的上升。在本研究中用过氧化氢(H_2O_2)模拟具有氧化作用的空气污染物进行染毒,研究细胞氧化应激水平的变化,并讨论还原型谷胱甘肽(GSH)对细胞受氧化损伤的保护作用。将大鼠支气管上皮细胞(RTE)分组培养,每组设置6个平行实验,分别用低、中、高剂量H_2O_2染毒3 h;高剂量设置1个重复,作为保护组,在染毒前用GSH保护2 h。结果显示,高剂量组H_2O_2(3.2 mmol·L~(~(-1)))染毒的细胞,其细胞活力下降(P0.01),丙二醛(MDA)水平上升(P0.01),TSLP水平上升(P0.05),与之相比,用GSH保护后的同剂量染毒组,上述指标得到全面缓解(P0.01)。这表明高浓度的H_2O_2会损伤细胞活力,并使MDA及TSLP水平上升,而GSH对TSLP及MDA的升高有极显著的抑制作用,即对细胞有一定的保护作用。     

新型阻燃剂TCPP对斑马鱼的毒性研究

为了明确新型阻燃剂磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)的生态风险,本研究采用斑马鱼为模式生物,评价了TCPP对成鱼和胚胎的毒性效应。急性毒性研究结果表明,TCPP对斑马鱼成鱼的96 h致死中浓度(LC50)为47.06 mg·L~(-1),而对胚胎96 h-LC50为26.01 mg·L~(-1),且会影响胚胎的正常发育,导致孵化出的仔鱼产生畸形。成鱼14 d延长毒性试验结果表明,TCPP对斑马鱼成鱼的无可观察效应浓度(NOEC)为1.00 mg·L~(-1),染毒暴露后肝脏和性腺指数随TCPP浓度增加轻微下降,但肝脏中卵黄蛋白原(VTG)的含量和性腺中芳香化酶的活性随TCPP浓度增加普遍升高。此外,TCPP的暴露还会导致斑马鱼脑垂体中合成促性腺激素的相关基因表达量增加。因此,TCPP对斑马鱼成鱼和胚胎的急性毒性均为低毒级,但长期暴露会干扰内分泌系统的调控功能,影响斑马鱼的正常发育。