荧光传感器阵列检测农药污染物研究进展

农药的滥用已造成严重的环境污染,因此开发高效、简便和灵敏的农药检测技术是环境科学领域的研究焦点.荧光传感检测因其灵敏度高,检出限低,操作简单,成本低,目前已逐渐成为农药快速定量检测的一个发展方向.然而,在真实样品检测环境中,污染物不是单独存在的,常伴随结构或化学性质上与待检测分析物相似的污染物进行干扰.而基于阵列的荧光...     

荧光光度法同时快速测定水体中叶绿素a和叶绿素b

本文讨论了一种采用酶标仪可同时快速测定水体中叶绿素a(chl a)和叶绿素b(chl b)的荧光光度法。该方法具备高通量(一批测样96个)、简便快速(100ms)、同时检测chl a和chl b的优点。实验范围内chl a和chl b的线性范围分别为0.7～4500μg/L和1.0～4500μg/L,检测限分别为0.04μg/L和0.06μg/L。该方法与传统可见分光光度法比较,其结果无显著性差异,检测限更低,在实际水样检测中得到较好应用。     

对广州灰霾天气中单个气溶胶颗粒物的研究

利用电子显微镜,采用形态分析法和X射线能谱分析法相结合的方法对2003年广州灰霾天气中单个气溶胶颗粒物的大小、形态结构和元素组成进行了研究。在灰霾天气中,颗粒物的半径在1．0μm以下,属于细颗粒物;X射线能谱分析的结果显示,它们有比较复杂的组成,大都是混合物。在灰霾天气,常可以观察到一些特殊的颗粒物,它们带有卫星滴结构。比较灰霾天气形成前后一些气溶胶颗粒物的形态结构和元素组成,它们有着较明显的差异。这些观察提供了证据：在灰霾天气过程中,部分粒子的组成有可能发生了变化。     

淹水对土壤重金属浸出行为的影响及机制

为了明确淹水对土壤重金属浸出行为的影响及其作用机制,以实际场地重金属污染土壤为研究对象,开展了淹水实验。对淹水过程中土壤重金属的浸出浓度、氧化还原电位、pH、铁氧化物浓度及重金属形态等相关指标进行测定了分析。结果表明,淹水后,重金属浸出浓度随淹水时间呈现先增长后降低趋势。淹水初期(30 d),Cu、Zn、Cd和Pb浸出浓度分别增加了6.71%、4.03%、3.56%和4.55%。pH降低、有机质降解和铁氧化物还原溶解是导致重金属浸出浓度升高的主要原因。随淹水时间的持续增加,重金属浸出浓度逐渐降低并于90 d时趋于稳定。淹水结束时(180 d),Cu、Zn、Cd和Pb浸出浓度分别降低了23.78%、16.78%、15.48%和15.45%。重金属形态分析表明,淹水促使重金属赋存形态由酸可提取态转化为可还原态和可氧化态,降低了重金属活性;矿物成份分析证实了金属硫化铜物相的生成。新形成的无定形氧化铁对重金属的吸附作用和硫化物与重金属的化学沉淀作用是重金属浸出浓度降低的主要机制。该研究为淹水条件下重金属污染土壤风险控制提供了依据。     

光谱与呼吸图谱联用判定河流污染状态与自净能力

河流污染状态一般采用化学水质或生物等指标单独描述,目前尚缺少简便易行且可同时从化学与生物角度进行定量描述的指标。针对这一问题,采用三维荧光光谱、紫外吸收光谱与呼吸图谱联用的分析方法研究了纳污河、自然水体与污水处理厂各处理单元水样的溶解性有机物(DOM)的空间分布特征与河流微生物的呼吸特征。结果表明,光谱法可快速对河流有机污染物的种类进行辨别,而呼吸图谱具有识别河流自净能力的特点,其中类色氨酸(T峰与D峰)、类酪氨酸(S峰)、腐殖质(C峰)、富里酸(A峰)是指示不同污染程度的重要指标。通过呼吸图谱与荧光光谱联用(T峰)可快速对污染程度和自净能力进行区分,从而为河流的管理与自净能力的恢复提供参考。     

厌氧氨氧化反应过程的三维荧光光谱解析

采用三维荧光光谱表征了厌氧氨氧化UASB反应器启动过程中和有机冲击负荷条件下的出水样品,应用平行因子分析方法解析样品中各主成分的三维荧光光谱图。研究结果表明,反应器启动阶段,出水中含有类蛋白质、类富里酸和类腐殖酸物质,主要源于接种污泥的菌体自溶和残留有机物厌氧发酵。随着反应器的运行,出水中的类蛋白质,类富里酸物质和类腐殖酸荧光物质逐渐减少。在有机冲击负荷条件下,出水中的类蛋白质组分迅速增加并成为反应器出水中的主要荧光物质。该研究为厌氧氨氧化的启动及运行控制的监控表征提供了新的方法。     

臭氧氧化对二级出水有机物(EfOM)特性机制的影响

开展了臭氧氧化对二级出水有机物(effluent organic matter,EfOM)的去除效能研究,并进一步采用超滤分离、三维荧光光谱等方法,系统研究了不同臭氧投加量下,EfOM的分子量分布、亲疏水特性以及荧光特性的变化规律。结果表明,臭氧化去除EfOM的效果有限,但能够有效分解二级出水中具有强烈紫外吸收的有机物。此外,臭氧能优先氧化分解二级出水中大分子有机物,有效提高二级出水的可生化性。臭氧氧化过程中,分子质量(molecular weight,MW)>100 kDa的有机物组分被完全氧化分解,10 kDa< MW< 100 kDa和1 kDa< MW< 10 kD的有机物组分含量总体呈下降趋势,而MW<1 kDa的有机物组分随臭氧投加时间的延长含量不断上升。臭氧化后,EfOM中疏水组分减少,亲水组分升高;酸性组分减少。随着臭氧投量的增加,蛋白质与腐殖酸类物质的荧光吸收强度迅速下降。     

甘蔗渣修复铬污染土壤的效果

通过室内模拟培养实验,探讨了甘蔗渣修复铬污染土壤的效果、土壤中六价铬初始浓度和甘蔗渣添加量对六价铬还原反应一级动力学的影响、微生物对甘蔗渣修复铬污染土壤效果的影响及甘蔗渣修复铬污染土壤的机理。结果表明,甘蔗渣能有效地降低污染土壤中铬的浸出毒性和去除土壤中的六价铬。当甘蔗渣的添加量为5%,六价铬浓度低于1 740 mg·kg-1时,培养70 d内,土壤样品的浸出液中六价铬未检出,培养90 d内,土壤中六价铬的去除率趋近100%。土壤中六价铬的还原反应速率随六价铬初始浓度的增加而减小,随甘蔗渣添加量的增加而增大。同时,灭菌和未灭菌条件下,甘蔗渣对铬污染土壤的修复效果差异性不显著。甘蔗渣修复铬污染土壤的机理可能是甘蔗渣中的蔗糖和纤维素先降解生成葡萄糖和果糖,接着葡萄糖和果糖将土壤中的六价铬还原成三价铬。     

活性污泥DNA样品的保存条件对聚磷菌FQ-PCR结果的影响

对目标微生物的准确定量是研究微生物群落的组成与功能的重要前提。荧光定量PCR技术作为目前流行的核酸定量分析技术,具有操作时间短,敏感性高,特异性强等特点,但也存在由客观因素导致实验结果出现显著误差的缺点。针对目前环境微生物定量方法中容易忽略的污泥样品DNA保存步骤与上机时间等环节,详细探讨了保存条件、上机批次对聚磷菌（PAOs）荧光定量PCR结果的影响。结果显示保存温度、保存时间均对标准质粒和污泥DNA样品中PAOs定量结果产生影响：模板DNA的浓度及保存时间会影响标准曲线Ct值的重复性;同一样品在相同保存温度（4℃）、不同保存时间、不同批次条件下的定量结果存在显著性差异（PPP>0.05）。因此,在对活性污泥样品进行定量分析时,DNA样品应平行保存于-20℃条件,尽量避免反复冻融,并确保对比的生物样品保存及上机条件完全一致,从而减少定量结果误差。     

北京市温榆河-北运河水系水质空间分布特征研究

采用水体三维荧光光谱(3D-EEMs)结合平行因子分析(PARAFAC)方法,研究了温榆河-北运河水系溶解性有机物(DOM)的荧光组分及其空间分布特征,并对沿岸污水处理厂、支流、干流的水质参数及其DOM组分之间的相互作用进行了分析。结果表明:温榆河-北运河水系干流溶解性有机碳(DOC)浓度与各支流接近,总磷浓度从上游到下游逐渐降低,氨氮和总磷污染严重。水体DOM共存在2类(4种)荧光组分,包括类腐殖质组分(类腐殖酸,C1;类富里酸,C2)和类蛋白组分(类色氨酸,C3;微生物代谢产物,C4)。污水处理厂出水汇入各支流后,水体DOM中的类腐殖质组分的比例上升。荧光比例显示,各河流DOM以C3组分为主,占比为24.76%~40.27%。水体荧光指数(1.58~1.72)、自生源指数(0.96~1.17)及腐殖化指数(0.74~0.81)计算结果指明,该水体的DOM组成具有内源和外源的双重特性,整体腐殖化程度低且自生源特性强。DOC与C1、C2和C4组分呈现极显著正相关,表明荧光组分可用于动态跟踪河流有机物;总氮与C1、C2组分呈极显著正相关,说明类腐殖质组分会对氮污染物浓度产生重要影响;总磷与自生源指数呈显著负相关(P＜0.05),表现为DOM腐殖化程度越高,总磷浓度越低。