纳米技术在环境污染防治中的应用

从大气污染控制与水污染控制等方面综述了纳米技术的研究及应用进展,并展望了纳米技术的发展前景。     

人工纳米材料的生物效应及其对生态环境的影响

人工纳米材料由于具有独特的物理化学性质而得到广泛的应用,其对人体健康及环境的潜在影响也已引起科学界及政府部门的关注.通过总结近年来的相关研究资料,分类归纳了目前国内外对一些常见的人工纳米材料如富勒烯、碳纳米管、量子点、二氧化钛、纳米铁材料及纳米铝材料的生物和生态效应研究,详细总结了纳米材料毒理学的研究对象、研究方法以及最新研究成果,同时分析了各种纳米材料生物毒性的可能机制,最后对纳米材料安全性今后的研究方向进行了展望.     

Inorganic nanoparticles enhance the production of reactive oxygen species (ROS) during the autoxidation of L-3,4-dihydroxyphenylalanine (L-dopa)

Public concerns over the toxicity of nanoparticles (NPs) are growing due to the rapid development of nanotechnology. An important mechanism of nanotoxicity is oxidative stress resulting from reactive oxygen species (ROS). In this study, the chemical production of ROS by inorganic NPs oxidizing the mammalian phenolic compound, l-3,4-dihydroxyphenylalanine (l-dopa) was evaluated using a ROS sensitive dye, 2′,7′-diclorodihydrofluorescin (DCFH). CeO₂, Fe₂O₃ and Fe⁰ NPs enhanced ROS production during the autoxidation of l-dopa by more than four-fold in reactions that were dependent on O₂. This is the first report of chemical ROS production due to interaction of phenolic compounds with NPs. Mn₂O₃ oxidized DCFH in a reaction that did not require O₂ or l-dopa, suggesting a direct redox reaction between the Mn₂O₃ and the dye. CeO₂, Mn₂O₃ and to a lesser extent Fe⁰ formed clear electron paramagnetic resonance (EPR) signature for hydroxyl radicals when incubated in aerobic aqueous suspensions with spin traps. The results indicate that NPs can generate ROS via chemical reactions with medium components and biomolecules susceptible to oxidation, such as l-dopa. NPs were reactive whereas micron-sized particles were not. The combined assay with l-dopa and DCFH is a method proposed to screen for chemical ROS production by NPs.     

固定化工程菌对偶氮染料脱色及强化作用

利用聚亚胺酯大孔泡沫吸附固定基因工程菌Escherichia coli JM109 (pGEX-AZR),研究其对偶氮染料的脱色动力学及生物强化作用.实验表明,固定的E.coli JM109(pGEX-AZR) 对酸性大红GR的脱色动力学符合Andrews方程,动力学常数为μ_max,c、K_c、K_ic分别为49 .2 mg·(g·h)^-1、710 .43 mg·L^-1和681 .62　mg·L^-1,R²为0 .995.将固定的E.coli JM109(pGEX-AZR)按10%的比例投加到厌氧序批式活性污泥反应器中连续运行32 d,含有固定化工程菌的强化体系耐浓度冲击的能力和脱色率均高于对照体系,脱色率可以稳定在90%以上.利用RISA对其微生物群落结构进行分析,E.coli JM109(pGEX-AZR)及降解酸性大红GR的优势菌群可以在污泥体系中稳定存在.     

非常规快速电沉积制备纳米材料的方法和原理

非常规电沉积利用镀液的流动,能极大地提高电沉积速度,因而利用非常规电沉积技术制备纳米晶材料具有较好的发展和应用前景.介绍了电刷镀、流镀、喷射电沉积、摩擦喷射电沉积等几种常见的非常规电沉积的方法和原理,指出了各种方法的优缺点,展望了非常规快速电沉积技术的应用前景.     

钚在某处置工程屏障水环境中化学形态及影响因素

针对某放射性废物包装容器回填处置工程屏障结构特征,采用岩体裂隙水浸泡工程屏障样品的方式,在对各平衡水样化学成分分析的基础上,利用地球化学模拟软件EQ3/6对钚在回填工程屏障水环境中的存在化学形态进行了模拟计算,得出钚在回填工程屏障水环境中主要以Pu(Ⅳ)价态Pu(OH)5-形式存在,同时水环境中pH值和Eh值的变化皆会影响钚的存在化学形态和价态。     

An improved and simple method for removal of arsenic from drinking water

<正>Arsenic (As) is a naturally occurring element. The toxicity of arsenic is dependent on the specific arsenic species, and the concentration and duration of exposure to the arsenic species(Moe et al., 2016). Chronic human exposure to high concentrations of inorganic arsenic species has been associated with     

基因工程菌E.coli BL21-NiCoT吸附镍的性能研究

以表达Staphylococcus aureus ATCC6538镍钴转运酶NiCoT基因的基因工程菌E.coli BL21-NiCoT作为生物吸附剂处理含镍废水.结果表明:基因工程菌在pH为4～9时有比较好的吸附效果,30 min就达到了吸附平衡;基因工程菌对Ni2 的富集容量比原始宿主菌有很大的提高,最大平衡富集量从3.76 mg/g增加到11.33 mg/g,增幅达3倍多,溶液中Ni2 的最大去除率也从原来的35.62%增加到91.23%;Cu2 、Cr6 、Zn2 等的存在对吸附没有很大的影响.镍进入细胞内后与羟基和酰胺基团发生结合,蛋白类物质和含羟基类物质在细胞内富集镍的过程中起到重要作用;基因工程菌转接10、20、30、40、50次,重组质粒保持良好的结构稳定性,基因工程菌对镍的富集能力也具有较好的稳定性.     

人工纳米颗粒在水体中的行为及其对浮游植物的影响

人工纳米颗粒(engineered nanoparticles,ENPs)因其特殊的尺寸效应及良好的光学、磁学等性质,已被广泛应用于医药、生物成像以及工业产品等领域.在生产、使用和排放的过程中,ENPs通过不同途径不可避免地进入水体,因此ENPs在水体中的行为和生物安全性也引起了人们的极大关注.在水生生态系统中,浮游植物作为初级生产者,为自身以及其他营养级生物提供营养物质、能量和氧气,因此受到ENPs的影响是难以估算的.近年来已有大量的研究证实ENPs对生物有毒性效应,但ENPs进入浮游植物体内的机制以及ENPs在浮游植物体内的生物运输和转化的报道较少,并且这方面的机制仍不甚明确.本文重点介绍了纳米材料进入水体的途径,在水体中的行为以及对浮游植物的生物效应的最新研究进展,但这方面的机制研究需要进一步深入.     

纳米材料的水生态毒理学研究进展

纳米材料特殊的理化特性,使它们被广泛地应用到各个生活领域中,但纳米材料给人们生活带来巨大改变的同时,其对水环境引起的负面效应也引起了人们广泛的关注.纳米材料可通过多种途径进入水体,对水生生物产生毒理效应,其生态学影响不可忽视.目前,还很缺乏对纳米材料的水生态毒理学研究,众多不确定的生态安全性问题还有待更深入的研究.总结了国内外现有的相关研究,简要综述了纳米材料的水环境行为、水生态毒理学研究现状,分析了该研究领域的未来需要.