小麦对纳米银的吸收及毒性响应

以纳米银（AgNPs）为研究对象,Ag⁺（AgNO₃）为对照,通过添加半胱氨酸（L-cysteine）探讨小麦对AgNPs的吸收累积和毒性响应.小麦幼苗于不同浓度的AgNPs悬浮液中培养4h后,根系出现氧化应激反应和细胞膜损伤,丙二醛（MDA）和过氧化氢酶（CAT）含量分别由对照组的（2.9±0.5）nmol/L/mgprot和（8.6±1.2）U/mgprot增加至（4.9±1.5）nmol/L/mgprot和（12.4±1.2）U/mgprot.半胱氨酸缓解了AgNO₃对小麦的毒性并使小麦对AgNO₃的吸收速率常数从（275.4±12.3）L/（kg×h）降低到（210.8±11.2）L/（kg×h）.然而,半胱氨酸并没有缓解AgNPs对小麦的毒性,且AgNPs的吸收速率常数没有显著性变化[（12.6±0.8）和（11.2±0.6）L/（kg×h）].这说明AgNPs对小麦的有效性和毒性不仅来源于其释放的Ag⁺,还来源于纳米颗粒本身.通过进一步计算AgNPs暴露液中不同形态Ag的吸收速率常数,发现Ag⁺吸收速率常数最高[（275.4±12.3）L/（kg×h）],Ag-cysteine络合物吸收速率常数次之[（210.8±11.2）L/（kg×h）],纳米颗粒吸收速率常数最低[1.6L/（kg×h）].实验中建立了吸收速率常数预测方程,该方程预测结果与实验观测结果一致,说明该方程能够较好地描述小麦吸收AgNPs的具体过程.     

赤红壤贮水量变化过程的聚类分析研究

根据长期定位观测资料．用多元数据分析的有序样本分类中的最优分割法对南亚热带地带性土壤──赤红壤的土壤水分贮水量的变化过程进行聚类分析并进行土壤水分的季节划分，结果表明．赤红壤贮水量最高贮量出现在3～7月，最低出现在1～2月和10～12月，而8～9月为干湿交替变化的过渡阶段．     

纳米银与银离子对土壤微生物及酶活性的影响

为研究纳米银和银离子对土壤微生物的影响,采用土壤培养方式,对不同剂量纳米银(10、50、100 mg·kg~(-1))和银离子(1、5、10 mg·kg~(-1))暴露下黄褐土、砖红壤中可培养微生物数量及土壤酶活性(脲酶、荧光素二乙酸酯水解酶、蔗糖酶、过氧化氢酶)进行研究,并采用纯培养方法对纳米银和银离子暴露下的大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)凋亡情况进行检测,对纳米银释放的银离子毒性进行评估。结果表明,随着纳米银剂量的增加,土壤可培养微生物数量显著减少,脲酶和过氧化氢酶活性降低,蔗糖酶、荧光素二乙酸酯水解酶(FDA酶)活性没有显著变化;银离子处理中微生物数量明显减少,但土壤酶活性被激活。10 mg·L~(-1)纳米银暴露1 h后大肠杆菌、金黄色葡萄球菌凋亡率、死亡率增高;随着培养时间的延长,纳米银缓慢释放银离子,并促进大肠杆菌的凋亡。综上分析,纳米银能够抑制土壤可培养微生物生长和酶活性,其中脲酶、过氧化氢酶对纳米银较为敏感,蔗糖酶、FDA酶受纳米银的影响较小;纳米银的毒性一方面是其本身的特异抗菌性,也有部分来自缓慢释放的银离子。     

基于偏序集的采空区煤自燃可能性评价模型

为了解决采空区煤自燃可能性评价方法中的赋权争议问题,基于偏序集理论,提出了偏序集评价模型。阐明评价指标并确定其等级划分准则,运用偏序集评价模型得到Hasse图,通过Hasse图展现的层集信息判别采空区煤自燃的危险程度。利用该模型对某煤矿17个煤样的自燃情况进行了判别,评价结果准确合理。研究结果表明:该模型避免了以往研究中的赋权争议问题,克服了样本量不足致使模型无法应用的问题,其评价结果置信度高。     

双功能介孔吸附材料的制备及其同时吸附废水中Cd2+和Cr2O72-的研究

采用直接法和后嫁接法成功制备出骨架掺杂Al原子,孔道表面接枝大位阻含胺基基团的双功能介孔硅基吸附材料.采用SAXRD、TEM、FTIR、NH3-TPD等手段对合成材料进行表征,结果表明合成的双功能AN-SBA-15具有有序的二维六方介孔结构,孔道表面的Al-OH与胺基不会发生自发复合反应.对模拟废水中Cd~(2+)和Cr_2O_7~(2-)的同时吸附去除实验研究表明AN-SBA-15具备同时吸附废水中Cd~(2+)和Cr_2O_7~(2-)离子的能力,吸附最佳pH值为5.0,吸附在40 min就达到平衡.AN-SBA-15对Cd~(2+)和Cr_2O_7~(2-)离子的吸附符合Langmuir模型,属于单层吸附.由Langmuir模型拟合出的AN-SBA-15对Cd~(2+)和Cr_2O_7~(2-)离子的最大吸附容量分别为125.9 mg·g~(-1)和156.5 mg·g~(-1).此外AN-SBA-15具备良好的脱附再生能力.     

羧基化改性有序介孔碳对罗丹明B的吸附

采用过硫酸钾(KSP)氧化法对有序介孔碳FDU-15进行了改性处理,制备了羧基化改性有序介孔碳FDU-15-KSP,对其进行了表征,并将其用于典型难降解染料罗丹明B的吸附。表征结果显示:KSP氧化处理可提高介孔碳上的羧基含量,但并未破坏其二维六方有序结构。实验结果表明:与FDU-15相比,FDU-15-KSP对罗丹明B的吸附性能显著提高,常温下的饱和吸附量由136.99 mg/g提高到196.08 mg/g;吸附p H为7时吸附效果最好,经60 min吸附后吸附过程基本达到平衡,温度升高有利于吸附的进行;FDU-15-KSP对罗丹明B的吸附过程较符合Langmuir等温吸附模型,是一个自发的、吸热的熵驱动过程;FDU-15-KSP对罗丹明B的吸附行为遵循Lagergren准二级动力学方程,吸附过程以化学吸附为主。     

CuO/AC@SiO_2的制备及对H_2S的深度脱除

采用模板法在CuO外包裹一层具有介孔结构的SiO_2,制备了CuO/AC@SiO_2。采用X射线衍射仪对CuO/AC@SiO_2的结构和催化活性位点进行了表征。通过固定床气固吸附实验,研究了CuO/AC@SiO_2对H_2S的吸附脱除性能。表征结果显示,CuO是催化氧化H_2S的活性中心,被氧化成Cu2O后吸附脱除H_2S的性能下降。实验结果表明:CuO/AC吸附H_2S时的有效穿透时间为117 min,CuO/AC@SiO_2的有效穿透时间提高到141 min,CuO/AC@SiO_2对H_2S的吸附性能明显提高;以Cu(NO_3)_2为前驱体的CuO/AC@SiO_2对H_2S的吸附量高于以Cu(AC)_2为前驱体;在Cu(NO_3)_2为前驱体、m(正硅酸乙酯)∶m(CuO/AC)=0.7、吸附温度为90℃的最佳条件下,CuO/AC@SiO_2对H_2S的吸附量达17.40 mg/g。     

Assessing the effect of different natural dissolved organic matters on the cytotoxicity of titanium dioxide nanoparticles with bacteria

Titanium dioxide nanoparticles(TiO_2 NPs) are among the most widely manufactured nanomaterials on a global scale. However, prudent and vigilant surveillance, incumbent upon the scientific community with the advent of new technologies, has revealed potentially undesirable effects of TiO_2 NPs on biological systems and the natural environment during their application and discharge. Such effects are likely best evaluated by first assessing the fate of the TiO_2 NPs in natural environments. In this study, the effects of terrestrial humic acid(HA) and tannic acid(TA), two major members of the collective:dissolved organic matter(DOM), on the cytotoxicity of TiO_2 NPs to Escherichia coli were investigated in the presence and absence of natural sunlight. Qualitative(transmission electron microscopy(TEM)) and quantitative(LC50) analyses were employed in this study. In addition, the production of reactive oxygen species(ROS) in the form of UOH was further assessed—as HA or TA increased the production of ROS decreased. The inhibition of bacterial viability in the light treatment groups, with respective treatment organics at concentrations of 10 ppm, was less in TA than in terrestrial HA. SAS was used to analyze the treatment effect of individual factors of light irradiation, DOM, and concentration of TiO_2 NPs.     

纳米氧化锌对EBPR系统的长期作用机制研究:从宏观到微观

研究了纳米氧化锌(ZnO NPs)对强化生物除磷(EBPR)系统的长期作用机制,系统分析了EBPR系统在ZnO NPs长期抑制下宏观运行性能与微观结构的变化.结果发现,当进水开始添加ZnO NPs后,系统沉降性能随之降低.厌氧释磷速率与好氧吸磷速率均出现显著降低并降至0 mg·g~(-1)·h~(-1)(以每g MLSS释(吸)P量(mg)计,下同),从而使得系统丧失除磷效果.同时,厌氧段COD开始积累.ZnO NPs浓度增加至10 mg·L~(-1)时,多糖与蛋白质含量在抑制条件下均开始减少.通过高通量技术对微观层面进行分析发现,ZnO NPs将会严重抑制聚磷菌的正常生长.ZnO NPs对系统内不同细菌有截然不同的作用,Proteobacteria门在试验过程中比例减小,而Bacteroidetes门却受到促进作用.恢复阶段,较低浓度(2 mg·L~(-1))抑制条件下,EBPR系统恢复速度与程度均优于高浓度(6、10 mg·L~(-1))抑制条件.然而,即使系统得到一定程度恢复也难以恢复到初始水平.     

Cu_xO(CuO-Cu_2O)纳米球催化剂制备及对CO_2电化学还原性能影响的研究

通过水热合成法制备Cu_xO(CuO-Cu2_O)纳米球催化剂,控制水热温度为180℃,合成时间为2h时,制备的催化活性最佳,CO_2还原的起峰电位可达-0.55V(vs.SHE),在-1.25V(vs.SHE)电位下的最大电流密度可达-20.5mA/cm~2。测试电容能达到800μF/cm~2,是同样的测试条件下的气体扩散电极(GDL)电容的4.7倍左右。SEM分析结果表明,其具有特殊的三维纳米球结构。BET分析结果表明,其比表面积达到约63.50m~2/g。Cu_xO180~(-2)/GDL电极的交换电流密度约为1.6×10~(-5)A/cm~2,高出同类研究的i0值(-10~(-10)A/cm~2)约5个数量级。