深圳地区全氟辛烷磺酸的环境多介质迁移和归趋行为研究

为探究全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)在深圳地区的环境多介质迁移和归趋行为,本研究利用LevelⅢ逸度模型,通过输入PFOS的物理化学性质参数和深圳地区环境参数,首先模拟计算了深圳地区大气、水体、土壤和沉积物中PFOS的含量并用实测数据进行验证,其次基于PFOS在各相间的迁移通量分析确定了其主要的迁移途径及归趋行为,最后对模型的输入参数和输出结果分别进行了灵敏度和不确定度分析.结果表明,大气、水体、土壤和沉积物中的PFOS模拟含量分别为1.4 pg·m~(-3)、7.0 ng·L~(-1)、0.39μg·kg~(-1)和0.11μg·kg~(-1),和实测结果较吻合.气相到土相、土相到水相和气相到水相的迁移量分别占PFOS相间总迁移量的32%、32%和5.8%,是PFOS相间的主要迁移途径,而PFOS随水体迁出是其从区域环境迁出的主要途径.大气和水体的平流输入速率、温度、PFOS的水溶性和降雨,以及土壤和沉积物的密度是影响模型输出结果的关键参数.不确定度分析结果则表明PFOS含量在水体中的变异系数最小而在土壤中的最大,这可能是由土壤易于变化的有机碳含量造成的.     

氧化还原介体调控亚硝酸盐反硝化特性研究

采用实验室驯化的亚硝酸盐反硝化菌群作为菌种,优化亚硝酸盐降解条件,探究在氧化还原介体蒽醌-2-磺酸钠(AQS)存在条件下亚硝酸盐反硝化的特性.结果表明,反硝化菌群降解亚硝酸盐的最适条件为:温度35℃,pH为8,丁二酸钠为碳源,碳氮比4∶1,初始亚硝酸盐浓度100 mg.L-1;AQS的最佳投加量为0.16 mmol.L-1,介体调控的反硝化体系氧化还原电位略有降低,维持在-400～-500 mV之间,pH随亚硝酸盐降解速率增加而增大,最终稳定到9～10之间;通过分析反硝化中间代谢产物,推测AQS在亚硝酸盐反硝化过程中不仅起到辅酶CoQ的作用而且加速了细胞色素传递电子的全过程.本研究可为氧化还原介体调控亚硝酸盐反硝化实际应用提供理论基础和优化参数.     

阴-阳离子有机膨润土制备及其对铅离子的吸附

用十八烷基三甲基溴化铵（STAB）和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）共同改性膨润土制备阴．阳离子有机膨润土,并用红外光谱分析法、热分析法和X粉晶衍射分析进行了表征;考察了阴-阳离子有机膨润土对铅离子的吸附性能。结果表明,用0．5CEC（cationexchangecapacity）十八烷基三甲基溴化铵和0．4CEC十二烷基苯磺酸钠改性的膨润土吸附铅的效果最佳;阴-阳离子有机膨润土吸附铅离子的能力比改性前明显增加,达到吸附平衡所需要的时间缩短;pH值强烈影响有机膨润土对铅离子吸附;有机膨润土对铅离子等温吸附过程符合Langmuir吸附模型;吸附热力学分析表明该吸附是一个放热过程,降低温度有利于铅离子的吸附。     

超声辐射Fenton试剂耦合法降解直链十二烷基苯磺酸钠的研究

对超声辐射Fenton试剂耦合法降解水中直链十二烷基苯磺酸钠进行了研究。采用单因子法考察了硫酸亚铁用量，氧化剂H2O2用量，超声辐射反应温度和初始溶液pH值等因素对降解率的影响；采用正交试验法优化降解条件，得出了各因素影响的显著性次序。在环境压力下，超声辐射频率40kHz，超声辐射功率500W，反应时间15min，反应温度95℃，溶液起始pH值3，降解物起始质量浓度200mg／L，硫酸亚铁与双氧水质量浓度分别为O．65g／L和1．2g／L的最佳降解条件下，十二烷基苯磺酸钠的降解率可达99．31％。研究结果表明：超声波辐射Fenton试剂耦合法是一种有效的降解十二烷基苯磺酸钠的方法。与Fenton试剂氧化催化法相比，能够显著地缩短反应时间，提高降解率。     

Influence of water hardness on the bioavailability and toxicity of linear alkylbenzene sulphonate (LAS)

In the present work, the influence of Ca²⁺ concentration on the toxicity of single cut linear alkylbenzene sulfonate (LAS) homologues was studied. Precipitation boundary diagrams for each homologue were obtained, indicating turbid and clear zones depending on the LAS and Ca²⁺ concentrations. The separation between transparent and turbid zones is given by the so-called precipitation line. LAS toxicity to Daphnia magna was determined at concentrations close to this precipitation line. It was observed that when Ca(LAS)₂ precipitation progresses, LAS bioavailability decreases for test animals, and the toxicity diminishes even at high nominal LAS concentrations. According to the “free ion activity model” (FIAM), the toxicity of a given chemical compound is mainly due to the ionic species (Ca²⁺–LAS⁻) and not due to the precipitated molecule, Ca(LAS)₂. The significance of the present study is in connection with the assessment of LAS sorption/precipitation studies in soils and sediments, where in situ toxicity is strongly influenced by Ca²⁺/Mg²⁺ ions, according to the results presented in this work.     

介孔氮化碳对水中全氟辛烷磺酸的吸附去除研究

以SBA-15为模板、四氯化碳和乙二胺为前驱体,通过聚合反应制备了介孔氮化碳(Mesoporous Carbon Nitride,MCN).同时,采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和元素分析等手段对MCN进行了表征分析,并考察了MCN对水中全氟辛烷磺酸(PFOS)的吸附性能.结果表明,MCN吸附PFOS的过程符合准二级动力学模型,其吸附行为遵循Langmuir等温线模型;MCN吸附去除PFOS的效率受溶液pH值、溶液温度及共存离子等因素的影响,其中,溶液pH值的影响最为显著,当溶液pH值分别为2.2和10.6时,MCN对PFOS的去除率分别为98.15%和5.59%;吸附PFOS饱和后的MCN可以用0.1 mol·L-1NaOH溶液进行解吸,经5次循环/再生后的MCN对PFOS的去除率仍在95%以上.与介孔碳(CMK-3)和活性炭(AC)相比,MCN对PFOS显示出更优越的吸附能力.     

Comparative sorption and desorption behaviors of PFHxS and PFOS on sequentially extracted humic substances

The sorption and desorption behaviors of two perfluoroalkane sulfonates（PFSAs）, including perfluorohexane sulfonate（PFHx S） and perfluorooctane sulfonate（PFOS） on two humic acids（HAs） and humin（HM）, which were extracted from a peat soil, were investigated. The sorption kinetics and isotherms showed that the sorption of PFOS on the humic substances（HSs） was much higher than PFHx S. For the same PFSA compound, the sorption on HSs followed the order of HM 〉 HA2 〉 HA1. These suggest that hydrophobic interaction plays a key role in the sorption of PFSAs on HSs. The sorption capacities of PFSAs on HSs were significantly related to their aliphaticity, but negatively correlated to aromatic carbons,indicating the importance of aliphatic groups in the sorption of PFSAs. Compared to PFOS,PFHx S displayed distinct desorption hysteresis, probably due to irreversible pore deformation after sorption of PFHx S. The sorption of the two PFSAs on HSs decreased with an increase in p H in the solution. This is ascribed to the electrostatic interaction and hydrogen bonding at lower p H. Hydrophobic interaction might also be stronger at lower p H due to the aggregation of HSs.     

中国七大流域全氟烷基酸污染水平与饮水暴露风险

为探究中国七大流域全氟烷基酸(perfluoroalkyl acids,PFAAs)的污染现状与居民饮水暴露风险,基于美国国家环保署推荐的风险评估方法,应用场景风险评估模式,分析了各流域PFAAs的污染水平及特征,并对中国成人、青少年、儿童的PFAAs日均饮水暴露量(average daily dose,ADD)及其健康风险进行了评估.结果表明,中等暴露水平下,中国七大流域ΣPFAAs中位浓度为14 ng·L-1,全氟辛酸(perfluorooctane acid,PFOA)、全氟丁酸和全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonic acid,PFOS)为主要污染物,松辽、太湖流域ΣPFAAs高于整体水平.高等暴露水平下,碳链≤6的全氟羧酸类化合物占ΣPFAAs的比例高于中等暴露水平.黄河、长江部分河段污染水平高.风险评估结果显示,饮水暴露PFOA、PFOS对中国各年龄段居民尚无健康风险,且青少年日均饮水摄入量偏少.     

真空紫外-亚硫酸盐法降解PFOS影响因素

通过试验,考察了亚硫酸盐浓度、pH值、全氟辛烷磺酸(perfluorooctane sulfonate,PFOS)初始质量浓度及共存物质对真空紫外-亚硫酸盐法降解PFOS的影响.结果表明,亚硫酸盐浓度的增加有利于提高活性物种水合电子的量,PFOS降解率及脱氟率均随之提高,亚硫酸盐浓度从1 mmol·L~(-1)增加至20 mmol·L~(-1)时,PFOS降解率及脱氟率分别从45%及40%提高至97%及63%;随着原水pH值的升高,水合电子的生成量也随之增加,PFOS的降解率及脱氟率均提高,且脱氟率对pH值的变化更敏感;PFOS初始质量浓度的提高降低了PFOS的降解率及脱氟率,但PFOS的绝对降解量却大幅提高,当PFOS初始质量浓度从1 mg·L~(-1)提高至50 mg·L~(-1)时,PFOS在4 h内的降解量提高了约50倍,这主要是由于高污染物浓度条件下水合电子的利用率较高;Cl~-或HCO_3~-的存在对PFOS降解率影响较小,但对脱氟的影响较为明显,在试验研究的浓度范围内,PFOS脱氟率随Cl~-浓度的增加而提高,随HCO_3~-浓度的增加呈现先升高后降低的规律;腐殖酸的存在屏蔽了部分用于光化学反应的光,而且可以捕获体系的活性物种,从而降低了降解率及脱氟率.     

PFOS暴露对肺癌细胞中信号通路的影响

为探讨全氟辛烷磺酸盐（PFOS）产生肺毒性的分子机制,采用细胞计数试剂盒（CCK-8）方法测定不同浓度PFOS对A549细胞活性的影响,并用二代测序方法测定PFOS暴露对A549细胞中miRNAs表达的影响,预测异常表达miRNAs的靶基因.通过生物信息学分析推断靶基因参与的信号通路及潜在的生物学功能.结果显示,低浓度PFOS（<00μmol/L）促进A549细胞增殖,高浓度PFOS抑制细胞增殖.暴露于300μmol/L PFOS中24h的A549细胞中108个miRNAs表达量显著上调,63个miRNAs表达量显著下调.差异表达miRNAs通过Ras、Rap1、HIF-1、ErbB和VEGF等信号通路参与细胞增殖、代谢和发育等生物学过程.这表明PFOS可通过影响细胞增殖和诱发炎症反应对肺造成威胁.