利用被动式采样膜评估水中腐殖酸对苊和 生物有效性的影响

以苊和两种多环芳烃(PAHs)为研究对象, 在实验室模拟条件下, 研究了水中不同含量的腐殖酸(HA)(0~15 mg·L^−1), 以溶解性有机碳浓度表征)对PAHs在三油酸甘油酯-醋酸纤维素复合膜(TECAM)中和日本青鳉鱼体内富集的影响, 比较了两种采样介质中PAHs表观富集速率常数随HA浓度变化的趋势, 并利用模型拟合计算了两种方法得到的苊和的腐殖酸-水平衡分配常数(K_DOC)值. 结果表明, 水中存在的HA对TECAM和青鳉富集两种PAHs有显著影响, 随着HA浓度的增大, PAHs在TECAM膜中和青鳉体内的富集浓度显著降低, 其表观富集速率常数也随HA浓度的增大而减小. 用TECAM萃取和青鳉富集实验得到的两种PAHs的lg K_DOC分别为4.63和4.52(苊), 以及5.83和5.76(); 两种方法所得的lg K_DOC值相互之间有很好的可比性, 并与文献报道值相吻合. 研究结果证明, TECAM能够选择性地富集水相中自由溶解形态的PAHs, 且富集行为与鱼体类似, 因此可作为一种生物模拟采样器来研究水环境中存在的溶解性有机碳对PAHs生物有效性的影响.     

黄孢原毛平革菌菌球对多环芳烃的生物吸附和生物降解作用

以黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium,Pc)为代表,研究了死体和活体Pc菌球对水中菲、芘等多环芳烃(PAHs)的生物吸附和生物降解作用及其相对贡献,探讨了碳源、氮源浓度和共存Cu2+的影响,考察了连续多次输入下菲的生物吸附和生物降解作用,试图为准确掌握微生物作用下PAHs的迁移转化行为及其调控作用提供理论指导.结果表明,死体Pc菌球对水中菲、芘的去除机制为生物吸附,分配系数分别为4040和17500L/kg.活体Pc菌球的去除机制包括生物吸附和生物降解,3d时生物吸附对水中菲、芘的去除率分别为19.71%和52.21%;随着作用时间延长(3～40d),生物降解对菲、芘的去除作用逐渐增大(20.40%～60.62%和15.55%～49.21%),且菌体中PAHs残留量不断下降.富碳限氮营养条件下,活体Pc菌球对PAHs的去除作用和降解效果最优,在60d时分别为99.55%和92.77%(菲),99.47%和83.97%(芘),主要源于富碳增加Pc菌体生物量而增强生物吸附、限氮则触发Pc对PAHs的生物降解作用.活体Pc菌球在富碳限氮强化条件下可连续多次去除和降解新输入的PAHs,其中单次生物降解率随循环次数(6d/次)增加而增大,循环3次后菲的生物降解率高达90%.     

三油酸甘油酯复合吸附剂去除狄氏剂和异狄氏剂的研究

制备出了一种能有效去除水中持久性有机污染物的三油酸甘油酯复合吸附剂. 以狄氏剂和异狄氏剂作为目标污染物, 研究了其吸附平衡及吸附过程的影响因素. 实验结果表明, 复合吸附剂对两种目标污染物的吸附等温线符合Freundlich模型, 证明了两种目标污染物在吸附剂-水两相中为分配吸附. 狄氏剂的吸附平衡常数大于异狄氏剂的吸附平衡常数, 其主要原因是狄氏剂的辛醇-水系数大于异狄氏剂的辛醇-水系数. 同时还研究了不同因素(温度, 离子强度, pH, 腐殖酸浓度)对狄氏剂和异狄氏剂吸附速度的影响. 实验结果表明, 较高的温度、较低的离子强度、较低的pH和较低的腐殖酸浓度有利于提高狄氏剂的吸附速度, 而异狄氏剂的吸附速度则随温度的升高和pH的增加而减慢, 随腐殖酸浓度的增加先加快后减慢, 与离子强度的关系不大.     

金华市冬季大气颗粒物PM_(2.5)中多环芳烃的污染现状及健康风险评价

多环芳烃(PAHs)是大气细颗粒物PM_(2.5)中典型的有毒有害物质,具有"三致"效应.为了解金华市PM_(2.5)中PAHs的污染特征,明确关键污染源,于2013年12月~2014年1月采集了金华市冬季大气PM_(2.5)样品,采用GC-MS/MS方法分析了16种优控PAHs.结果显示,冬季PAHs的总质量浓度为62.75±27.87 ng m~(-3),浓度最高的4种PAHs分别为苯并(b)荧蒽(15.13%)芘(13.05%)荧蒽(12.47%)屈(10.62%),占SPAHs的50%以上.利用比值法开展的来源解析表明,燃煤排放以及交通尾气特别是汽油车的排放是金华市大气PAHs的主要污染源.终生致癌风险评价模型(ILCR)的评价结果显示,ILCR值介于10~(-6)~10~(-5),金华市大气PAHs存在较低的致癌风险.     

多环芳烃与胞外DNA非共价结合及机制

多环芳烃（PAHs）作为持久性有机污染物,因具有"三致"效应,其环境污染与人体健康问题一直是环境领域的研究热点.PAHs与生命遗传物质DNA结合形成PAHs-DNA加合物进而阻碍细胞正常复制是其诱发癌症的主要机理.然而,该过程尚未引起足够重视.本文采用荧光猝灭法,分别研究了低、中、高环PAHs与水中胞外DNA之间的结合强度及机制.结果表明,静态猝灭与动态猝灭过程共存,且PAHs可与DNA结合形成稳定的PAHs-DNA复合物,二者之间的结合常数K_A分别为2.05×10¹⁰L/mol（苊烯）、4.42×10⁷L/mol（苊）、1.71×10⁴L/mol（荧蒽）、1.20×10⁴L/mol（芘）、1.80×10²L/mol（苯并[a]蒽）、4.96×10⁴L/mol（屈）、1.11×10²L/mol（苯并[k]荧蒽）和4.86×10²L/mol（苯并[a]芘）.红外光谱结果证实胸腺嘧啶为PAHs与...     

辽河口海域短链氯化石蜡污染特征及生物富集

短链氯化石蜡(SCCPs)是《斯德哥尔摩公约》拟增列的一类新型持久性有机污染物.本文研究了辽河口海域沉积物和生物样品中SCCPs的含量水平、组成模式、污染来源及生物/沉积物富集因子.结果表明,沉积物中∑SCCPs的浓度为64.9~1683.4 ng/g dw(均值为419.7),生物体中∑SCCPs浓度为1.55~11.9?g/g dw(均值为6.14);沉积物和生物体同系物碳链长度主要以碳10和碳11为主,两者相对含量之和分别为69.5%和84.0%,氯原子数主要以Cl5,Cl6和Cl7为主,三者相对含量之和分别为84.5%和90.8%;辽河口SCCPs主要污染来源为CP-42和CP-52产品的生产及使用,而河流输入是SCCPs主要来源途径之一;∑SCCPs的BSAF平均值为2.34,该值大于1表明软体类动物对SCCPs具有明显的生物富集性;BSAF值与氯原子数呈显著性负相关(P0.05),表明底栖类动物与鱼类的富集行为受理化性质和摄食途径影响差异较大.     

水中噁唑烷酮类抗生素利奈唑酮的光化学行为

光化学降解是表层水体中抗生素类污染物的重要消减方式.研究了水中代表性唑烷酮类抗生素利奈唑酮的光降解动力学、影响因素与转化产物.模拟日光(λ>290nm)照射下,利奈唑酮的光解遵循准一级反应动力学,纯水中表观光解量子产率为0.834±0.054;与纯水中相比,淡水、海水中光解较慢,这归因于水中常见溶解性物质的影响.pH,Cl–和海水盐度对光解动力学无显著影响(P>0.05),但腐殖酸、NO3–和Fe(III)通过光掩蔽等效应显著抑制其光降解猝灭实验表明,模拟日光和UV-vis(λ>200nm)照射下,利奈唑酮发生了直接光解及1O2参与的自敏化光解,表现为光解速率常数与初始浓度呈负相关.两种光源照射下,主要光解产物和途径均有差别,UV-vis光照下主要发生了脱氟和光致水解,而在模拟日光照射下发生了吗啉环脱氢等反应.     

三油酸甘油酯复合吸附剂去除狄氏剂和异狄氏剂研究

制备出了一种能有效去除水中持久性有机污染物的三油酸甘油酯复合吸附剂，以狄氏剂和异狄氏剂作为目标污染物，研究了其吸附平衡及吸附过程的影响因素，实验结果表明，复合吸附剂对两种目标污染物的吸附等温线符合Freundlich模型，证明了两种目标污染物在吸附剂-水两相中为分配吸附，狄氏剂的吸附平衡常数大于异狄氏剂的吸附平衡常数，其主要原因是狄氏剂的辛醇-水系数大于异狄氏剂的辛醇-水系数，同时还研究了不同因素（温度、离子强度，pH，腐烈士酸浓度）对狄氏和异狄氏剂吸附速度的影响，实验结果表明，较高的温度、较低的离子强度，较低的pH和较低的腐殖酸浓度有利于提高狄氏剂的吸附速度，而异狄氏剂的吸附速度则随温度的升高和pH的增加而减缓，随腐殖酸浓度的增加先加快后减慢，与离子强度的关系不大。     

土壤含水层处理对溶解性有机物及三卤甲烷前体物的去除

在实验室通过模拟土壤含水层处理(SAT)的土壤柱系统研究了SAT对二级处理出水中溶解性有机物(DOM)及三卤甲烷前体物的去除情况. SAT对溶解性有机碳(DOC)、UV-254表征的有机物、可生物降解溶解性有机碳(BDOC)和非生物降解溶解性有机碳(NBDOC)的去除率分别为72.35%, 53.98%, 97.49%和35.33%. 利用XAD树脂将二级处理出水中的DOM分为3个部分: 疏水性有机酸(HPO-A)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)和亲水性有机物(HPI). SAT对HPO-A, TPI-A和HPI的去除率分别为61.06%, 54.86%和74.95%. SAT对这3种DOM组分的三卤甲烷生成势(THMFP) 的去除率分别为27.24%, 26.24%和36.08%. 核磁共振氢谱(1H-NMR)结果表明, 在二级处理出水中, HPO-A比TPI-A含有更多的芳香族官能团. 红外光谱(FT-IR)结果表明, 经SAT处理后, TPI-A中碳氢化合物的相对含量降低, 而芳香族化合物的相对含量升高. 各DOM组分在波长254 nm处的紫外吸收与DOC的比值(SUVA)和三卤甲烷生成活性(Specific THMFP)在SAT中均升高, 其中HPI的SUVA和Specific THMFP升高的幅度最大. 由于较高的含量和较高的Specific THMFP, HPO-A是在加氯消毒过程中生成三卤甲烷的主要前体物.     

受污染水源饮用水处理工艺中的有机氮类化合物

溶解性有机氮类化合物(dissolved organic nitrogen, DON)是目前饮用水领域关注的新问题. 以浙江北部某水厂为对象, 研究了受污染水源饮用水处理工艺中的DON的浓度水平和变化规律. 结果表明, 目前该水厂水源水中DON浓度偏高, 水厂所采用的处理工艺对DON的去除效率欠佳; 某些处理单元中的微生物活动可在一定程度上增加水中DON的浓度, 降低DOC/DON值, 可能会导致饮用水的遗传毒理学安全风险增大.     

纳米富勒烯聚集体与阿特拉津复合体系对水生生物的毒性

研究了nC₆₀与阿特拉津复合体系对日本青鳉(Oryzias latipes)胚胎发育和大型蚤(Daphnia magna)慢性繁殖的影响. 结果表明, nC₆₀在浓度达8 mg/L时尽管不影响青鳉胚胎孵化率, 但能增加孵化幼鱼的畸形率. nC₆₀的存在能显著延长胚胎暴露于阿特拉津中的孵化时间. nC₆₀在浓度低至0.5 mg/L时能显著降低大型蚤14 d暴露的孵化幼蚤数. 这可能在种群水平对大型蚤产生影响. 由于阿特拉津对大型蚤的繁殖没有显著影响, nC₆₀与阿特拉津复合体系对大型蚤的繁殖影响与nC₆₀没有显著差异. 这些结果显示nC₆₀对水生生物具有一定毒性效应. 因此, 加强研究其他污染物与nC₆₀形成的复合体系的生物效应将有助于富勒烯的环境风险评价.     

氯化铝和聚合氯化铝(PAC)在黄河水中的混凝效果与残留铝含量及组分

研究了初始pH和投加量对AlCl₃和聚合氯化铝(PAC)在黄河水混凝过程中混凝效果的影响, 并对出水中的残留铝进行了分离试验. 结果表明, PAC 对黄河水混凝效果更好, 且在碱性条件下对初始pH 改变较少. 在投加量为15 mg/L、溶液初始pH 为6.0 时, AlCl₃ 和PAC 对黄河水中浊度、UV₂₅₄ 和溶解性有机碳(DOC)去除率较高. 2 种混凝剂在黄河水处理中最佳投加量是15 mg/L, 最佳初始pH是6.0; 出水中有机物大部分是亲水性的, 增加投加量以及中性和偏碱性条件利于去除疏水性有机物; PAC 中的铝不易残留余铝率较低, 2 种混凝剂中的铝在投加量11~15 mg/L、初始pH 为8.0 左右残留较少. 混凝出水中残留铝中大部分是总溶解性铝, 总溶解性铝中溶解性有机铝成分最大, 溶解性单体铝主要以无机单体铝为主. 在投加量10~15 mg/L,初始pH 为7.0~8.5 下可有效控制残留铝含量. PAC 混凝出水溶解性有机铝含量较高, 其他几种组分残留铝较低, 且能有效降低毒性较大的溶解性铝和溶解性单体铝的含量.     

再悬浮持续时间对沉积物中PAHs释放的影响

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)是环境中广泛存在的一类有机污染物, 溶解度低, 疏水性强, 容易被颗粒物吸附, 并随其在沉积物中积累. 蓄积在沉积物中的PAHs在沉积物再悬浮过程中会重新释放进入水体, 造成二次污染. 为了考察再悬浮持续时间对沉积物中PAHs释放的影响, 采用沉积物再悬浮模拟装置在0.2和0.5 N/m²剪应力的水动力条件下对长江武汉段沉积物再悬浮过程中PAHs的释放进行了研究. 结果表明, 随着再悬浮过程的持续, 总悬浮颗粒物中PAHs浓度增加, 0.5 N/m²下(37%) ∑PAHs浓度增幅较0.2 N/m² (30%)大, 菲及四环PAHs的增幅较其他11种PAHs大; 上覆水体PAHs浓度不断增高, 0.5 N/m² (50%)下∑PAHs浓度增幅大于0.2 N/m² (43%), 二环三环PAHs (50%~88%) 增幅大于四环PAHs的增幅(20%~44%); 水体中PAHs浓度超过世界卫生组织规定的PAHs饮用水标准, 存在健康风险.     

水中氟喹诺酮类抗生素加替沙星的光降解

氟喹诺酮类抗生素是在水环境中不断被检出的新兴污染物, 研究其环境行为和毒理效应具有重要意义. 加替沙星是一种代表性氟喹诺酮类抗生素, 本研究考察了模拟日光照射下, 水中加替沙星的光降解动力学、影响因素与机理. 加替沙星的光解遵循准一级反应动力学. 纯水中加替沙星发生了直接光解及·OH 和¹O₂ 参与的自敏化光解, 其表观光解量子产率为(5.94± 0.95)×10⁻³. 与纯水中相比, 加替沙星在淡水、海水中光解较慢, 这归因于pH 及水中溶解性物质的复合影响. 在pH 5~11 范围内, 加替沙星在其等电点附近光解最快. Cl⁻和Fe(Ⅲ)对其光解动力学没有显著影响(P>0.05),而腐殖酸(HA)和NO₃ ⁻明显抑制其光解(P<0.1). HA 和NO₃ ⁻可以通过光掩蔽效应减慢加替沙星的光解, 或者捕获·OH 和¹O₂, 抑制自敏化光解. 发光菌(Vibrio fischeri)毒性实验表明, 加替沙星光降解生成了具有较高风险的中间产物.     

紫外光降解水中亚硝基二乙胺

采用紫外光直接降解水中存在的亚硝基二乙胺(NDEA). 结果表明, 紫外光降解是一种能够有效去除水中NDEA的处理技术. NDEA的初始浓度对紫外光降解效能略有影响, 紫外光降解水中NDEA的反应符合假一级反应动力学模型. 水中腐殖酸对紫外光降解NDEA具有显著的抑制作用,且抑制作用随着腐殖酸浓度增大而增大. 采用气相色谱-质谱联用仪和高效液相色谱对NDEA的降解产物进行定性与定量分析. 甲胺?二甲胺、乙胺?二乙胺?亚硝酸盐和硝酸盐是紫外光降解NDEA的主要降解产物. 溶液pH值对紫外光降解水中NDEA有很大的影响. 酸性条件下, NDEA的光降解量子产率显著大于中性及碱性条件下的量子产率, NDEA的光降解速率随着溶液pH值的增大而减小. 溶液pH的变化对NDEA的紫外光降解产物的生成量具有显著影响. 乙胺?二乙胺和亚硝酸盐作为底物存在时, 不仅会抑制NDEA的紫外光降解, 同时还会影响到NDEA降解产物的生成量. 根据对NDEA降解途径的研究可知,紫外光辐射下, N—N键断裂导致NDEA的最终降解, 其中N—N键发生均裂生成产物乙胺, N—N键发生异裂则生成产物二乙胺和亚硝酸盐.     

基于自由态浓度测量研究烷基酚和双酚 A 的活性污泥降解动力学

建立了测定活性污泥中两种烷基酚(叔辛基酚、壬基酚)和双酚A自由态浓度的“损耗可忽略”固相微萃取(nd-SPME)方法, 利用该方法研究了在实际污水处理厂浓度水平下, 活性污泥好氧生物降解烷基酚和双酚A的降解动力学. 结果表明, 叔辛基酚、壬基酚和双酚A基于总浓度的表观降解速率常数分别为0.02, 0.01和0.03 h^&#8722;1, 半衰期分别为34.9, 54.3和22.3 h; 而3种污染物基于nd-SPME测得的自由态浓度的降解速率常数则分别为0.74, 0.60和1.03 h^&#8722;1, 半衰期分别为0.9, 1.2和0.7 h. 两者之间的差异表明, 尽管自由态的烷基酚和双酚A可以很快被活性污泥好氧生物降解, 但由于污染物不能从活性污泥上快速脱附而导致整体的表观降解速率大大减缓, 从污泥上的脱附是活性污泥去除烷基酚和双酚A的限速步骤.     

岩溶湖库生产力的溶解无机碳施肥及碳增汇和富营养化缓解效应

内陆水体在全球碳循环中的作用日益受到关注,特别是喀斯特地表水体与水生光合作用有关的生物泵(biological pump, BP)将溶解无机碳(dissolved inorganic carbon, DIC)转化为有机碳沉积,是形成长期稳定碳酸盐风化碳汇的关键.富营养化作为BP的特殊阶段,是地表水环境面临的主要环境问题之一.然而,通常认为富营养化的控制元素是磷(P)和氮(N),而BP的控制元素还包括碳(C),如喀斯特湖库尽管DIC浓度高,但其碱性环境使得水中的CO₂ 很低,因此BP效率受到C限制.同时BP产生的碳酸钙促进了水中P的共沉淀,缓解了水体向蓝藻型富营养化的发展,可能促成水质安全和水体碳增汇的双赢.未来需通过对不同气候(温度、降水差异)、不同土地利用(N-P营养输入差异)和不同岩性(碳酸盐岩-硅酸盐岩风化产生pH和DIC差异)条件下的喀斯特地表水体BP的DIC施肥及其碳增汇和富营养化缓解效应进行系统研究,重点揭示以下关键科学问题:(1) DIC对BP施肥的机制及控制因素;(2)水体C:N:P:Si与浮游-沉水植物群落结构/组成的耦合关系及机制;(3) DI...     

荧光猝灭和荧光加强理论公式的等效性论证

通过荧光、紫外方法研究头孢哌酮钠和沃氟沙星两种药物与白蛋白的作用, 对荧光加强和猝灭理论公式的等价性进行了检验, 结果表明两种理论公式在求取解离常数上是等效的; 得出了两种药物与牛血清白蛋白作用的解离常数、能量转移效率、给体-受体作用距离和猝灭常数, 还特别指出: 猝灭终止时猝灭剂(药物)的最大摩尔浓度与荧光体(白蛋白)的摩尔浓度之比[Mt]/[Pt]是个值得重视的参量, 因为它是猝灭剂分子对一个荧光体分子的最大结合数, 向荧光体溶液再添加超过这个量值的猝灭剂将不再具有猝灭功能.     

利用稳定氮和碳同位素分析渤海湾食物网主要生物种的营养层次

本研究利用稳定氮和碳同位素比值构建了渤海湾食物网主要生物种的营养层次. 其中, δ¹³C值范围为-25.38‰~-11.08‰, 并且在水生生物体内没有稳定的富集现象, 梭鱼的生活习性(洄游经济鱼种)和食性可能导致其δ¹³C值明显高于其他鱼种. δ¹⁵N值范围为4.08‰~13.98‰, 随营养层次升高有明显富集趋势, 富集因子为3.8‰. 利用δ¹⁵N建立了稳定同位素比值与营养层次的关系模型, 预测出浮游动植物、无脊椎生物、鱼类和海鸟的营养层次分别为1.46~2.10, 1.91~3.32, 2.55~4.23和2.98~4.28.     

青藏高原念青唐古拉峰冰川区夏季风期间大气气溶胶元素特征

为了研究夏季风期间青藏高原冰川区的大气气溶胶元素特征及其来源, 于2006年6~10月, 在青藏高原南部念青唐古拉峰扎当冰川垭口(30°28′N, 90°39′E, 5800 m a.s.l.)采集了7个大气总悬浮颗粒物样品, 利用ICP-MS测定了样品中27种元素的含量. 结果表明, 垭口冰川区大气气溶胶的元素浓度, 特别是典型地壳元素的浓度不仅低于同时期该地区较低海拔的气溶胶元素值, 而且远低于青藏高原其他较低海拔地区(如五道梁、瓦里关站等)的值. 因而冰川区的气溶胶代表了青藏高原对流层中上部大气的本底状况. 元素富集因子的研究表明, 与人类活动密切相关的元素(如B, Zn, As, Cd, Pb, Bi)有较高的富集, 由于夏季青藏高原南部大气环境主要受西南夏季风影响, 气团轨迹也显示该时期的气团来自南亚大陆, 因而推断南亚的污染物在夏季风期间影响了青藏高原冰川区的大气环境.