Biosynthesis of gold nanoparticles by Trichoderma sp. WL-Go for azo dyes decolorization

Developing an eco-friendly approach for metallic nanoparticles synthesis is important in current nanotechnology research. In this study, green synthesis of gold nanoparticles(AuNPs) was carried out by a newly isolated strain Trichoderma sp. WL-Go. UV–vis spectra of Au NPs showed a surface plasmon resonance peak at 550 nm, and transmission electron microscopy images revealed that the Au NPs were of varied shape with well dispersibility.The optimal conditions for Au NPs synthesis were HAuCl_4 1.0 mmol/L, biomass 0.5 g and pH 7–11. Moreover, the bio-Au NPs could efficiently catalyze the decolorization of various azo dyes. This research provided a new microbial resource candidate for green synthesis of Au NPs and demonstrated the potential application of bio-Au NPs for azo dye decolorization.     

纳米银在环境水样和实验介质中的理化性质和毒性效应

纳米银在自然环境中的理化性质可能严重影响其环境效应,本文的目的是为了比较纳米银在自然水样和实验介质条件下的理化性质和毒性效应.实验表征了粒径4 nm表面包裹物为油胺的纳米银,在不同介质条件下的粒径和团聚性,并进一步研究了不同环境介质条件下纳米银暴露对枯草芽孢杆菌的毒性效应.透射电镜照片显示油胺包裹的4 nm纳米银在环境介质中发生明显团聚.油胺包裹的4 nm纳米银暴露会抑制培养基中细菌的生长速率,降低生理盐水溶液中细菌的存活率.纳米银在实验条件下对细菌的毒性呈一定剂量效应关系,但是在环境水样中剂量效应关系不明显.低浓度纳米银在环境水样中的毒性比其在实验介质中弱.纳米银的透析袋暴露实验中,细菌的存活率有显著提升,揭示纳米银与细菌的直接相互作用对毒性效应有重要作用.与实验条件的培养基和生理盐水介质相比,环境水样中的纳米银更趋向以团聚形式存在,与细菌的相互作用几率减小,因此纳米银在环境介质中对细菌的毒性会降低.     

基于TOUGH2/EOS9nT模拟饱和双区介质砂柱中纳米颗粒的运移

随着纳米材料的大量生产和广泛应用,纳米颗粒不可避免地进入环境中,对地下水系统和人体健康产生潜在影响,研究纳米颗粒在地下水中的迁移规律具有重要意义.采用TOUGH2/EOS9nT模块,基于多重相互作用连续体(MINC)概念和胶体过滤理论,数值分析示踪剂KNO_3和纳米氧化石墨烯在一维非均质砂柱中的运移.研究结果表明:1MINC方法能够有效模拟双重非均质介质,非均质介质渗透系数的差异是造成出流穿透曲线双峰和拖尾特征的主要原因之一;随溶液离子强度增大,纳米氧化石墨烯在饱和非均质介质中的迁移能力下降;基于EOS9nT模块中的线性平衡过滤模型可有效模拟低离子强度下双重非均质介质中纳米颗粒运移,但即使采用动态过滤模型仍无法精确模拟高离子强度下纳米颗粒的运移;2通过双渗模型中渗透率的敏感性分析发现:随渗透率比值增大,裂隙区穿透曲线峰值提前,基质区曲线峰值推后,穿透曲线双峰现象更明显;3比较三重介质和双重介质,发现总穿透曲线受三重区域各自曲线叠加时刻影响,也表现出峰值/拖尾的增强或削弱,在合适的渗透率比值下,可能出现三个峰值和拖尾.     

红球菌LSJ-6介导的金纳米颗粒的合成及其对亚甲基蓝的吸附去除

从湖南省冷水江市的土样中分离筛选到一株对重金属具有高抗性的菌株.16S rRNA基因序列分析可知,该菌株属于红球菌属(Rhodococcus),命名为Rhodococcus sp.LSJ-6.最适生长条件为30℃,pH为7,好氧.研究发现该菌株可以介导金纳米颗粒的合成,且纳米颗粒的大小随体系pH升高(pH 5~9)而减小(15~3 nm).当温度升高时(20~40℃),颗粒大小无显著性差异,但形貌的多样性减小.进一步研究了不同条件下合成的纳米颗粒对亚甲基蓝的吸附去除,发现在pH为9,30℃时合成的金纳米颗粒对亚甲基蓝的吸附去除率最高,可达96%.本研究为生物合成金纳米颗粒的环境应用奠定了基础.     

纳米硒化银的生物合成及其对染料的吸附去除

利用菌株Pantoea sp.IMH实现了硒化银纳米颗粒的生物合成,同时,结合高分辨透射电镜(HRTEM)、能谱成像(EDX-mapping)、X射线粉末衍射(XRD)等多种表征手段对硒化银纳米颗粒进行了表征分析.结果表明,所合成的硒化银纳米颗粒的粒径为10~20 nm,其纳米颗粒的晶面间距为0.225 nm,对应于Ag2Se的(031)晶面.所合成的纳米颗粒的衍射环对应的标准Ag2Se晶面为(013)、(031)和(113)面.XRD结果表明,纳米颗粒的晶面为(111)、(112)和(004)晶面,说明菌株IMH能够合成纳米硒化银晶体.通过以不同电性的染料分子亚甲基蓝(阳性)、日落黄(阴性)、靛蓝(中性)作为目标分子进行吸附去除应用探索,发现硒化银纳米颗粒对阳性和中性染料分子有良好的吸附去除效果.这是由于硒化银纳米颗粒表面带有负电荷(Zeta电位分别为-11.8 m V(p H=5)、-13.0 m V(p H=7)、-13.0 m V(p H=9)).本研究为硒化银纳米颗粒的生物合成提供了新思路,拓展了硒化银纳米颗粒的合成方法.     

微米级核壳量子点团聚体在生物膜中的扩散与溶解及其毒性

包括量子点在内的人工纳米颗粒是近年来突出的环境污染物,为确定其在生物膜中的扩散过程和特征,应用TIRF（全内反射荧光）、FRAP（荧光漂白后恢复）等技术,研究了CdTe/CdS/ZnS核壳式量子的微米级的团聚体在细菌Comamonas testoteroni生物膜表面的吸附动力学、生物膜内部的扩散及其在生物膜中的溶解和毒性.结果表明:通过TIRF技术观察到生物膜可快速吸附>1 μm的CdTe/CdS/ZnS核壳式量子点团聚体,而且通过CLSM（激光扫描共聚焦荧光显微镜）进行深度扫描发现,量子点团聚体吸附到生物膜表面后可以进一步扩散到生物膜深层,在25 min内可穿透45 μm的生物膜,并在生物膜中随深度呈线性分布特征.FRAP分析表明,量子点团聚体被生物膜固定后还具有较强的移动性,漂白区的荧光强度在5 min可恢复30%.量子点团聚体在生物膜中会溶解产生Cd2+、Zn2+等重金属离子,从而对生物膜产生毒性并杀死细菌.研究显示,虽然纳米颗粒进入环境中会形成微米级的团聚体,但依然可以进入生物膜,对水生微生物生态系统产生危害.TIRF、CLSM和FRAP技术是研究纳米颗粒物在生物膜表面吸附和内部扩散动力学的有效工具.      

模拟废水中钯的微生物回收及其对亚甲基蓝的催化特性

以粪肠球菌(Enterococcus faecalis)Z5菌株(CCTCC M2012445)为菌种资源,探讨了其在外源电子供体条件下以纳米颗粒形式回收溶液中钯的可能性,研究了工业废液(IW)、废旧电路板(PCBS)和废汽车催化剂(SAC)3种模拟废水中钯的回收率,分析了废水中其它离子对钯回收率的影响.结果表明,粪肠球菌Z5菌株可以从3种模拟废水中回收钯纳米颗粒.X射线衍射和透射电镜分析表明,回收产物为10 nm左右粒径的钯纳米颗粒,主要分布于细胞周质.3种废水中钯的回收率依次为IWSACPCBS,其中吸附率依次为99.8%(6 h)、99.7%(8 h)、90.3%(12 h),还原率依次为99.9%(4 h)、99.9%(6 h)、80.4%(36 h).模拟废水中Pt(Ⅳ)、Ag(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)、Au(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)对钯的还原和吸附过程都存在影响.具体地,钯的还原效率受影响程度依次为Au(Ⅲ)Pt(Ⅳ)Cu(Ⅱ)Ag(Ⅰ)Fe(Ⅱ).进一步将回收所得的纳米钯掺杂四氧化三铁,可应用于非均相芬顿反应中染料亚甲基蓝降解,80 min内亚甲基蓝的降解率为96.7%,显示出良好的催化性能.     

Effect of sub-acute exposure to TiO2 nanoparticles on oxidative stress and histopathological changes in Juvenile Carp (Cyprinus carpio)

Increasing application of nanotechnology highlights the need to clarify and understand nanotoxicity. Mammalian and in vitro studies have raised concerns about the toxicity of titanium dioxide nanoparticles (TiO2-NPs), but there are limited data on ecotoxicity to aquatic organisms. In this work, the sub-acute toxicity of TiO2-NPs to carp (Cyprinus carpio) was assessed. Superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and peroxidase (POD) activities and lipid peroxidation (LPO) levels in liver, gill and brain tissues of carps varied with concentration of TiO2-NPs suspensions and exposure time (up to 8 d). As a result, 100 and 200 mg/L TiO2-NPs caused statistically significant decrease in SOD, CAT and POD activities and significant increase in LPO levels in tissues (P < 0.05), suggesting that the fish exposed to these two concentrations of TiO2-NPs su ered from the oxidative stress. The extent of depletion of antioxidant enzymes activities and the elevation of LPO in the liver was the greatest, indicating that the liver might be the most susceptible organ to TiO2-NPs exposure. In addition, carps had gill pathologies including edema and thickening of gill lamellae as well as gill filaments, and liver pathologies including necrotic and apoptosis hepatocytes after exposed to 100 and 200 mg/L TiO2-NPs for 20 d. These results indicated a potential risk from TiO2-NPs released into the aqueous environment.     

不同pH条件下赤铁矿纳米粒子的聚集和再分散行为研究

纳米粒子的聚集和再分散行为是影响纳米粒子在环境中归趋的重要因素.选取赤铁矿纳米粒子作为研究对象,用Zeta电位和粒径测定仪系统研究其在不同pH条件下的聚集和再分散过程.结果表明,当pH在7.0～8.7之间时,赤铁矿纳米粒子发生较快的聚集(如当pH为8.2时平均粒径在400s内由31nm增加到1400nm).当pH≤6.3时,赤铁矿纳米粒子几乎不发生聚集.不经老化聚集的赤铁矿纳米粒子均能发生再分散,但是再分散过程并不完全可逆,而是呈现一定的非线性.老化使得更多的赤铁矿纳米粒子发生不可逆的聚集,在等电点处老化后的样品不发生再分散.当pH为7.0和8.9时,老化的样品再分散后的平均粒径(约500nm)大于不老化的样品(约250nm).纳米粒子聚集-再分散过程的非线性对预测其在环境中的存在状态和生态效应带来了大的困难.     

化学沉淀法处理线路板厂含镍废水

为使某线路板厂含镍废水达标排放,模拟该厂含镍废水处理工艺条件,采用硫化钠和硫酸亚铁相结合的化学沉淀法进行小试,通过正交实验确定最佳药剂投加量。结果表明：处理该含镍废水的最佳操作条件是pH=2,FeSO4.7H2 O投加量为1.29 g/L,Na2 S的投加量为0.52 g/L,LIME的投加量为1.12 g/L,PAM...