超滤膜负载UiO-66@Fe3O4@UiO-66强化PPCPs去除和膜污染控制

本研究通过聚偏氟乙烯（PVDF）膜内负载具有协同吸附和催化作用的金属有机骨架（MOFs）,吸附去除水中药品及个人护理品（PPCPs）,并且达到膜滤过程中多功能材料吸附能力再生和膜污染控制的双重目的.在膜吸附方面,共混基质膜（MMMs）内MOFs材料UiO-66@Fe₃O₄@UiO-66能够有效吸附以水杨酸（SA）和邻-苯二甲酸二甲酯（DMP）为模板化合物的两种常见PPCPs.在膜催化再生方面,UiO-66@Fe₃O₄@UiO-66中的Fe₃O₄能够催化H₂O₂生成强氧化性的羟基自由基（HO·）,实现对MOFs/PVDF膜吸附能力再生和膜内污染控制的耦合.结果表明,pH=7±0.1条件下,10% MOFs/PVDF膜对0.1 mmol·L^-1 SA和DMP吸附去除率最高,它们的去除率可分别达到64.2%和46.1%.除此之外,膜内UiO-66@Fe₃O₄@UiO-66催化5 mmol·L^-1 H₂O₂,能够使膜通量和膜吸附性能恢复率分别达到91.8%和94.2%.实验设计的这种负载多功能MOFs共混基质膜的特点是它对膜吸附能力再生和膜污染控制过程的耦合.这为生化尾水深度净化过程中PPCPs去除和膜抗污染性能改善提供了新的思路.     

水土资源匹配视角下中国省域农产品供需平衡分析及其政策启示

粮食安全关系到中国稳定与发展和国际贸易秩序。以省级行政区为基本单位,基于2016—2018年各省份常住人口、农产品消费量、农业数据及相关参数,采用生态足迹和水足迹评价方法,在只考虑食用和再生产消费且不考虑地区耕地质量差异的条件下,核算各省份农产品自给的水土资源需求,评价中国省域水土资源承载力状态。结果显示：（1）中国现有耕地资源总量可满足自身耕地总需求（前者是后者1.81倍）,但省际差异大,东部沿海省市耕地不足。（2）农业可用水资源总量亦可满足农业可持续生产需求,但区域严重不平衡,华北平原与宁夏水资源赤字严重,而青藏高原地区、长江以南省份农业可用水资源丰富。（3）水土资源空间不匹配制约了中国农业的粮食生产潜力,不考虑环境净化用水,水土资源匹配状态可满足全国粮食自给需求;但考虑环境净化用水,中国粮食难以实现自给,承载力赤字达33715.50万人。以资源环境可持续为导向,未来中国应从农业生产布局优化、农业结构调整、农业科技、产业与人口转移、农产品进口和农业国际合作等方面着手,解决中国农产品需求问题。     

绿色产品监测的法制建设

绿色产品已经成为最具魅力的引导市场潮流的商品，其监测的法律保护问题日益突出。本文分析了国内外绿色产品监测法律保护的现状，提出了加强绿色产品监测法制建设的建议。     

有机紫外吸收剂BP-3的厌氧污泥降解特性

2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮（BP-3）作为化学品添加剂广泛应用于防晒霜、化妆品和染色剂等个人护理品以及塑料制品,用于吸收紫外线防止皮肤晒伤、材料老化和腐蚀.经使用后BP-3随污水排放或者人类涉水活动直接或间接排放到受纳水环境.因BP-3属于疏水性化合物,进入水环境后更易于分配至污泥和沉积物等缺氧和厌氧环境,厌氧微生物降解是BP-3重要的自然消减过程.然而,目前BP-3在不同厌氧条件下的降解转化机制仍不清楚.本研究以城市污水处理厂厌氧污泥为接种体,对比分析了不同厌氧还原条件和碳源共代谢对BP-3厌氧降解转化的差异.研究结果表明,硝酸盐、硫酸盐还原条件抑制BP-3的厌氧降解,而额外添加混合碳源可促进BP-3的降解（最短降解半衰期为1.285 d）.通过对混合碳源体系厌氧菌群驯化培养,BP-3降解能力显著提高,降解半衰期缩短至0.734 d （10 mg·L^-1）.利用UPLC-QTOF-MS鉴定主要降解中间产物为2,4-二羟基二苯甲酮（BP-1）,推测其厌氧降解转化主要途径为去甲基化.筛查获得了一株BP-3高效厌氧降解单菌,通过16S rDNA测序比对确定为柠檬酸杆菌属兼性厌氧菌.     

两级序批式反应器运行模式下平板膜污染机理研究

从膜污染物分析、微生物代谢产物EPS、SMP对膜污染的影响等方面,对两级序批式反应器运行模式下的平板膜污染机理进行了试验研究.结果表明,膜表面及膜孔内部存在以球菌、杆菌为主的生物污染,膜表面的无机污染物主要是Fe、Na、Zr、Rb、Ca等化合物在浓差极化的作用下超过其溶解度极限后结晶形成的盐垢,膜表面的有机污染物主要是蛋白质,是形成膜表面凝胶层的主要原因,而蛋白质在膜面为伴随有电子转移的化学吸附,从而引起膜通量严重下降.     

北京市场常见水产品中总汞、甲基汞分布特征及食用风险

以甲苯二次萃取-直接测汞的方法对北京市场常见水产品中的甲基汞进行分析测定,并评价了食用人群的暴露风险。分析样品包括大黄鱼（Pseudosciaena crocea）、虾（Penaeus chinensis）等9种常见海产品以及武昌鱼（Megalobrama amblycephala Yih）、鳙鱼（Aristichthys nobilis）2种淡水海产品。测定结果表明：海产品中总汞和甲基汞质量分数要远高于淡水鱼中的总汞和甲基汞质量分数,总汞绝大多数是以甲基汞的形式存在,所占比例从74.7%到96.0%不等;对其中3种鱼类的鱼体甲基汞分布研究表明：肌肉中的甲基汞质量分数最高,肝脏中次之,鱼鳃中质量分数最低。根据我国水产品甲基汞标准,本研究中水产品甲基汞质量分数均低于国家标准,但根据世界卫生组织（WHO）和美国环保署EPA颁布的甲基汞摄入量参考值,食用银鳕鱼等甲基汞质量分数相对较高的水产品仍然存在一定的风险,应注意限量。     

·OH自由基介导2,4-二氯酚光降解机理及产物毒性变化特征的理论研究

由于2,4-二氯酚(2,4-dichlorophenol,简称2,4-DCP)具有"三致"作用及潜在的生态风险,其光化学降解机理及产物的生态毒理效应目前成为人们关注的焦点。本研究采用理论化学计算手段,系统阐明了2,4-DCP在水环境中·OH介导的间接光化学转化机理、动力学和转化产物的生态毒性变化特征。结果表明2,4-DCP很容易被·OH氧化降解,其降解主要通过·OH-加成和H-迁移路径进行。在低温条件下·OH-加成路径将占主导,主要形成4,6-二氯苯-1,3-二酚;而当温度超过313 K时,·OH提取酚羟基上的氢原子为主要降解途径,主要形成2-氯苯-对苯醌。尤其在活性物种浓度较低的高温环境中,H-迁移路径有可能生成二噁英。计算毒理学结果表明:H-迁移产物的水生毒性超过·OH-加成产物,甚至超出母体2,4-DCP一个毒性等级。因此,我们建议在以后的环境监测以及风险评估过程中,关注2,4-DCP及其转化产物特别是H-迁移路径的转化产物的生态毒理学问题。     

羰基镍急性染毒致大鼠淋巴细胞DNA损伤的剂量时间效应

通过急性动物实验观察不同剂量羰基镍(Ni(CO)4)染毒对大鼠淋巴细胞DNA的损伤程度。采用静态方式对SD大鼠染毒30 min,以羰基镍20 mg·m~(-3)、135 mg·m~(-3)和250 mg·m~(-3)为低、中和高剂量染毒组,250 mg·m~(-3)氯气染毒组为阳性对照组,未染毒组为正常对照组。大鼠染毒后1 d、2 d、3 d和7 d分别收集样本。采用单细胞凝胶电泳测量淋巴细胞DNA的损伤程度。通过对所得彗星图像的尾长和Olive尾距(OTM)指标结果分析发现,大鼠淋巴细胞损伤程度随着羰基镍染毒剂量的增加而增加,4个时间点各剂量组间均有显著差异(P0.05),4个剂量组各时间点均有显著差异(P0.05),且随时间变化有一定的变化规律,损伤程度在3 d时达最大,而后缓慢下降;在高剂量组染毒和染毒后3 d,损伤程度达到最大。急性羰基镍染毒可致淋巴细胞DNA显著损伤,且存在明显的剂量、时间和交互效应。     

头孢曲松氯化消毒转化产物鉴定及机理研究

以头孢曲松为目标化合物,探索其在氯消毒处理中的转化机理.结果显示头孢曲松在氯化处理中主要发生两种反应,一种为氧化反应,另一种为氯化反应.头孢曲松分子中的硫醚官能团经氧化生成亚砜产物,消毒剂中的氯原子与噻唑环中的4-C原子发生亲电取代反应生成氯代产物.更为重要的是,本研究还探讨了低浓度头孢曲松在环境水体基质中的氯化转化特征,结果表明,本文所推测的反应机理在含头孢曲松的实际环境水样的氯化处理中同样发生.     

Compartmental systems. An appealing class for kinetic modeling and identification of metabolic processes

Problems which arise in quantitative studies on the kinetics of exogenous and endogenous chemical substances within the organism are examined together with approaches for their resolution. Linear and nonlinear compartmental mathematical models are presented and their relevant role for interpreting stimulus‐response experimental data is outlined. Available approaches are then discussed for the resolution of the system identification problem, including a priori and a posteriori identifiability, parameter estimation from test measurement data and optimum design of kinetic experiments. Finally, approaches to the problem of validation are reviewed.