有机粘土疏水性吸附过程的分子模拟:烷基碳原子数和有机物logK_(ow)的影响

基于从分子尺度上解析改性剂烷基碳原子数和有机物疏水性对有机粘土吸附能力的影响机制,以从头算的量子化学计算方法(MP2/6-31g(d))模拟了有机粘土在水溶液中的吸附过程.通过计算吸附前后几何构型、能量、化学键和电荷分布等参数的变化,分析了影响有机粘土疏水性吸附的关键因素,并对疏水性吸附作用力的化学本质进行了初步探讨.计算结果表明,烷基碳原子数增加对提高有机物吸附能的作用并不显著,长链烷基提高有机粘土吸附容量的真正原因在于其可提供更多的有机物吸附位.有机物的疏水性(以正辛醇-水分配系数logKow表征)是影响疏水性吸附过程的关键因子,水分子的引力作用对疏水性吸附具有决定性影响,理论上解释了普遍存在的有机物吸附量与logKow呈正相关的实验现象.疏水性吸附力的作用前提是有机物为疏水性,即当水分子的引力作用较弱时疏水性作用力才可以表现出来;而对于亲水性有机物,疏水性吸附力会被水分子的引力所抵消,吸附强度减弱.模拟红外光谱和电荷分布结果表明,吸附前后无化学键断裂和电子得失的发生,只有原子电荷密度的微小变化,据此推测疏水性吸附力以分子间弱相互作用力——London色散力为主.     

取代芳烃对发光菌的毒性及定量结构与活性相关

通过测定取代芳烃对发光菌毒性，用Ｆｒｅｅ－Ｗｉｌｓｏｎ法和分子连接性法研究了取代芳烃结构与活性的相关性，取代基的毒性顺序为：－Ｂｒ＞－ＣＯＯＨ＞－ＮＯ２≈－Ｃｌ＞－ＣＨ３＞ＮＨ２。建立了ＥＣ５０与ＬＣ５０的相关性，并预测一些化合物的ＬＣ５０值，结果和实测值符合较好。     

藻细胞破碎释放有机物的特性

对含藻水及藻细胞破碎条件下水样中有机物的分子质量分布、吸光度(UV)、总有机碳(TOC)进行了研究.结果表明,含藻水及其藻体细胞破碎后水样中有机物可划分为5个分子质量群,平均分子质量分别为8785.254,4476.826,3880.367,2968.352,1522.776u;藻体细胞破碎后向水体中释放带有双键基团的有机物,随破碎时间的延长,水样UV₂₆₀值增加;藻体细胞破碎后,主要溶出平均分子质量为8785.254u的大分子有机物,使水样TOC值随破碎时间的增加而增加.     

Real-time fluorescent quantitative immuno-PCR method for determination of fluoranthene in water samples with a molecular beacon

A reliable and sensitive competitive real-time fluorescent quantitative immuno-PCR (RTFQ-IPCR) assay using a molecular beacon was developed for the determination of trace fluoranthene (FL) in the environment. Under optimized assay conditions, FL can be determined in the concentration range from 1 fg/mL to 100 ng/mL, with y = 0.194x + 7.859, and a correlation coe cient of 0.967 was identified, with a detection limit of 0.6 fg/mL. Environmental water samples were successfully analyzed, recovery was between 90% and 116%, with intra-day relative standard deviation (RSD) of 6.7%–12.8% and inter-day RSD of 8.4%–15.2%. The results obtained from RTFQ-IPCR were confirmed by ELISA, showing good accuracy and suitability to analyze FL in field samples. As a highly sensitive method, the molecular beacon-based RTFQ-IPCR is acceptable and promising for providing reliable test results to make environmental decisions.     

有机磷农药在环境中的光稳定性及其与分子结构的关系

测定了九种具不同结构特征的有机磷农药的消光系数、光量子产率和在环境中的光稳定性。探讨了分子结构与光稳定性的关系。结果表明,农药光稳定性主要取决于分子是否具有共轭结构及共轭程度大小;共轭程度愈大,农药的紫外光吸收能力愈强,光量子产率愈小。根据分子结构将有机磷农药分为六类。并以此法对30种结构较为简单的农药的光稳定性作了预测。     

气相分子吸收光谱法测定水中硫化物浓度不确定度评定

采用气相分子吸收光谱仪法测定水样中硫化物的浓度,对其不确定度来源进行分析、评估。结果表明,当水样浓度为3．42mg/L时,考虑测定过程的标准溶液的配制、曲线拟合、仪器测量重复性等因素对测定结果造成影响,测得硫化物的相对合成标准不确定0．13mg/L,其中最主要的分量是由硫化物标准溶液引起的测量不确定度。     

BiOBr分子印迹材料的制备及其降解诺氟沙星性能

为了有效处理低浓度抗生素残留废水,以水热法制备的BiOBr为载体,诺氟沙星（NOR）为模板,通过表面分子印迹法制备了BiOBr分子印迹材料（MIP）.同时,采用SEM与XRD对制备的材料进行相分析及显微结构分析,并利用XPS、FTIR、BET和UV-Vis DRS对所合成材料的微观结构进行观察.最后,以诺氟沙星（NOR）为目标污染物,对MIP在暗反应下的吸附性能及300 W Xe灯照射下的光催化性能进行测定,并探讨pH、投加量、初始浓度、是否印迹处理对NOR去除的影响.实验结果表明,在pH为中性,MIP投加量为2.5 g·L^-1的条件下,MIP对5 mg·L^-1 NOR溶液的去除率达到96.2%,且对低浓度（1 mg·L^-1）NOR溶液的去除率达到99%.综合表明,本文所制备的MIP适用于低浓度诺氟沙星废水的处理.     

沸石床多级生物膜焦化废水处理系统的NH_~4+-N去除稳定性研究

焦化废水处理中预处理蒸氨工艺不稳定容易引起生物处理出水NH+4-N的波动,为了在有机物去除的同时提高生物系统对NH+4-N的去除效果和稳定性,采用对NH+4-N有良好吸附性能的天然斜发沸石为生物填料构建沸石床多级生物膜系统,考察了进水负荷对系统运行稳定性的影响、抗冲击负荷能力以及系统的功能分区和污染物迁移转化规律.结果表明,当系统进水NH+4-N负荷≤0.21 kg/(m3·d)、COD负荷≤1.35 kg/(m3·d)时,出水NH+4-N和COD的平均浓度分别为(2.2±1.2)mg/L和(228±60)mg/L,平均去除率分别达(99.1±0.5)%和(86.0±2.6)%.在低、高两次NH+4-N冲击负荷[0.03 kg/(m3·d)和0.06 kg/(m3·d)]条件下,系统对NH+4-N的平均去除率仍然分别高达99.0%和92.9%,高于对比系统的96.8%和89.3%,表现出良好的抗NH+4-N冲击负荷性能与处理稳定性.系统好氧单元反应器沿程出现脱碳/硝化功能区(C/N区)和硝化功能区(N区),其中N区的NH+4-N 降解速率为C/N区的2～8倍.系统进水中相对分子质量＜1×103、 1×103～1×104、＞1×104的TOC浓度分别为227.6、104.8和35.0 mg/L,处理出水中的TOC浓度分别为31.2、 22.9和31.5 mg/L,其中相对分子质量＜1×103和1×103～1×104这2个范围的有机物降解良好,出水残余物质主要为相对分子质量＞1×103的有机物.     

天然水体基于分子生物学的微生物生态学研究

我国天然水体富营养化严重,水体生态系统已失去平衡。作为水生态系统中分解者的微生物,对于水体自净和修复发挥着极其重要的作用,因而了解微生物群落的组成和其动态变化、以及与水环境之间的相互关系对开展水环境生物修复研究是非常必要的。随着生物技术的发展,分子生物学技术被广泛应用于微生物生态学研究。文章主要介绍了分子生物学技术在天然水体微生物生态学中的应用以及天然水体中环境因子与微生物群落的关系。DGGE和TRFLP技术由于具有操作方便、可同时处理大量样品、系统性和有效性强等优点,因而被较多地应用于天然水体中微生物群落结构研究。微生物群落结构及其变化与许多因素有关,包括温度、光照、DO、pH、氮、磷、有机物等,对于不同种类的微生物,各因素的影响效果也有所不同。     

不同土地利用方式对土壤细菌分子生态网络的影响

利用16S rDNA基因Illumina MiSeq高通量测序技术结合分子生态网络方法,测定了4种利用类型土地中的细菌群落组成,并分别构建了可视化的细菌网络.结果表明,旱田和水田土壤细菌网络的平均路径长度与模块性较小,而节点数、连接数、平均连通度和聚类系数较高;4个细菌网络均以正相关关系占优,天然林地负相关比例较高;酸杆菌门、厚壁菌门和变形菌门中的部分菌群在土壤细菌网络中起着重要的连接作用;4个细菌网络的部分关键节点所属的菌群相对丰度较低(1%),并非本研究区域的主体细菌;旱田土壤菌群主要受TP显著影响(P0.05);水田土壤菌群主要受黏粒、粉粒和含水量显著影响(P0.05);天然林地和城市绿地土壤菌群主要受C/N显著影响(P0.05).以上研究结果表明,旱田土壤细菌网络规模更大,物种间关系更加复杂,不同利用类型土地中的细菌均以协同合作关系为主,天然林地土壤细菌之间存在更强的竞争作用.水田和旱田土壤细菌对外界环境因子的扰动更加敏感,响应迅速,群落结构更易发生变化;部分细菌在网络间存在角色转化现象,低丰度菌群在构建土壤细菌网络中具有重要作用.