有机污染物在鱼体内临界浓度研究进展

临界浓度反映的是有机污染物对生物体的体内毒性效应,是评价有机污染物对水生生物毒性的一个重要指标,对水生环境风险评价具有重要的意义.本文根据目前国内外在该领域的研究现状和本课题组的研究成果,系统地总结了有机污染物在鱼体内临界浓度的计算方法,不同毒性作用模式下的临界浓度、生物富集因子与临界浓度的关系以及影响临界浓度的因素.目前研究结果表明,麻醉型化合物在鱼体内临界浓度在较窄一个范围内变化,趋近于常数,非极性麻醉型化合物的临界浓度要高于极性麻醉型,反应型化合物的临界浓度低于麻醉型化合物;有机污染物在鱼体内的临界浓度与生物富集过程密切相关;生物富集因子与疏水性的关系,生物有机体的大小、脂含量,化合物的暴露时间,代谢转化及毒性数据测定的准确性都会对临界浓度的测定或计算产生影响.     

天然蒙脱石对氯代芳香污染物的催化聚合作用

氯代芳香污染物因其对人类健康与生态环境的高威胁性近年来引起了广泛关注,其在土壤中的环境行为成为当前的研究热点.本文系统地介绍了天然蒙脱石黏土矿物在自然环境条件下催化氯代芳香污染物发生聚合的反应机制,该反应以氯代芳香污染物给予蒙脱石层间过渡金属离子一个电子形成阳离子自由基为起始,接着发生一系列聚合反应.蒙脱石特殊的片层微环境能够保护形成的阳离子自由基,从而促进反应的发生.这一反应过程受到多种因素影响,如蒙脱石层间离子类型与存在形态、氯代芳香化合物中氯取代基数量与位置等.然而目前对于这些影响的理论机制还不成体系,需要进一步的深入研究.本文对现阶段关于蒙脱石催化氯代芳香污染物的研究进行归纳与总结,并提出未来可能的研究方向,为今后研究氯代芳香污染物在环境中的迁移转化规律提供新的思路.     

新型三油酸甘油酯-活性炭复合吸附剂的性能表征及吸附行为

研制了一种新型三油酸甘油酯-活性炭复合吸附剂, 并对其制备方法、形态结构及其对水中狄氏剂的吸附行为进行了研究. 实验结果表明, 这种新型复合吸附剂以活性炭作为支撑载体, 活性炭外侧包覆镶嵌三油酸甘油酯的醋酸纤维素膜; 新型复合吸附剂性能稳定, 在水中浸泡5周后三油酸甘油酯无泄漏, 对水中痕量亲脂性、持久性有机污染物狄氏剂有较强的吸附能力; 反应48 h后, 体系中狄氏剂的浓度为0.204 μg·L?1, 相同实验条件下去除效果优于传统的吸附材料活性炭.     

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.     

多氮/硼掺杂带帽碳纳米管分子结电子输运性质

利用非平衡格林函数和第一性密度泛函理论,我们研究了多氮/硼掺杂带帽碳纳米管分子结的电子输运特性.结果显示,电子输运性质强烈依赖于氮/硼的掺杂数目和掺杂位置.单氮/硼掺杂时出现最好的整流行为.随着掺杂数目的增多,整流性能显著降低.此外,一些掺杂情形在非常低的偏压下出现明显的负微分电阻行为.     

原油中的咔唑类化合物

原油中有机氮的含量一般在0.1％～0.2％(重量)之间,以芳香稠环形式存在,主要有两种结构类型,非碱性吡咯类型(如咔唑类化合物,指咔唑、苯并咔唑、二苯并咔唑及其烷基衍生物)和碱性吡啶类型。原油中吡咯结构化合物比吡啶结构化合物占优势,前者在原油中的含量约是后者的1.44～4.26倍。近年来,由于咔唑类化合物的分离和分析技术进一步发展和完善,国外石油地球化学家发现该类化合物蕴藏着丰富的地质-地球化学信息,尤其在油气运移、油藏聚集史及储层润湿性等方面的研究中展示了独特的优势和潜力。     

有机污染物的混合毒性QSAR模型及其机制研究进展

环境有机污染物的联合暴露是一条普遍规律.化合物定量结构与活性相关研究(quantitative structure-activity relationship,QSAR)模型是研究有机污染物毒性的重要方法.本文以有机污染物的混合毒性及其机制研究为主线,将化合物按照毒性作用方式分为3类:非极性麻醉型、极性麻醉型和反应性化合物,并概述了3类化合物基于毒性作用机制的混合毒性QSAR模型.简单综述了非极性麻醉型化合物混合毒性的定量预测方法,发现非极性麻醉型化合物的毒性预测方法最为简单,仅由混合体系的总疏水性决定,可通过统一的QSAR模型预测;概述了极性麻醉型化合物混合毒性的定量预测方法,指出极性麻醉型化合物的混合毒性由混合体系总疏水性和氢键效应共同决定;重点解析了反应性化合物的混合毒性QSAR模型,发现由于反应性化合物作用机制较为复杂,目前仍缺乏统一的混合毒性定量预测方法.进一步从混合物组分、化合物之间相互作用和化合物与靶蛋白的相互作用3方面入手,综述了反应性化合物混合毒性QSAR模型的最新研究进展.最后指出,采用基因组学和代谢组学等更为先进的实验手段进一步揭示化合物的分子生物学机制,进而建立更为通用的有机污染物混合毒性预测方法是今后发展的方向.     

原油中的咔唑类化合物

<正>原油中有机氮的含量一般在0.1％～0.2％(重量)之间,以芳香稠环形式存在,主要有两种结构类型,非碱性吡咯类型(如咔唑类化合物,指咔唑、苯并咔唑、二苯并咔唑及其烷基衍生物)和碱性吡啶类型。原油中吡咯结构化合物比吡啶结构化合物占优势,前者在原油中的含量约是后者的1.44～4.26倍。近年来,由于咔唑类化合物的分离和分析技术进一步发展和完善,国外石油地球化学家发现该类化合物蕴藏着丰富的地质-地球化学信息,尤其在油气运移、油藏聚集史及储层润湿性等方面的研究中展示了独特的优势和潜力。     

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.     

碳纳米管加载微生物高效去除微囊藻毒素研究

研究了碳纳米管和高岭土等黏土矿物对微囊藻毒素(Microcystins, MCs)的吸附作用, 发现碳纳米管对湖泊中普遍存在的2种典型微囊藻毒素MC-RR和LR有很强的吸附能力. 在溶液中MC-RR和LR初始浓度分别为21.0和9.5 mg/L下, 碳纳米管吸附量分别高达14.8和6.7 mg/g, 是高岭土、海泡石和滑石等黏土矿物吸附MC-RR和LR量的5倍左右. 进一步研究显示, 将我们分离出的对MCs有很强降解能力的Ralstonia solanacearum菌(简称RS菌)与碳纳米管同时加入到水体中后, 能够对MC-RR和MC-LR的去除产生协同作用. 研究表明, 碳纳米管既可以高效吸附MCs, 同时又可以使RS菌固定在其表面, 从而使RS菌对MCs的生物降解反应能够在碳纳米管表面高效进行.     

石墨烯材料在水处理中的应用:传质机制与吸附特性

石墨烯由于独特的单原子层二维结构和高比表面积等优异性能而被用作选择性分离膜和吸附剂,在水处理领域具有潜在的应用前景.本文综述了石墨烯纳米多孔膜和层状堆叠的氧化石墨烯渗透膜对气体、水及离子的传质行为.纳米多孔膜因其制备技术和不成熟的打孔技术等原因而具有一定局限性;而层状渗透膜由于制备方法简单、成本低、高通透性和高选择性等优点,在水净化领域具有广阔的应用空间.进一步综述了石墨烯吸附材料对水中重金属离子、染料和有机污染物的吸附行为,分析了石墨烯材料表面官能团与污染物的相互作用机理.最后展望了石墨烯材料在膜分离、海水淡化和污染物去除等环境应用中的机遇和挑战.     

活性炭吸附－电化学高级氧化再生法处理难降解有机污染物的研究

含有芳香化合物等有毒难降解污染物的废水,因其结构稳定,可生化性差,常规处理方法难以致效,成为当前我国水处理领域重点需要解决的技术难题.高级氧化技术和活性炭(AC)吸附则是研究较为广泛的两种处理方法.近年来,电化学高级氧化技术作为一种新发展的高级氧化技术因其处理效率高、操作简便、环境友好等优点,引起了极大关注.它通过电极反应产生氧化能力很强的羟基自由基有效降解污染物.研究表明,当有机污染物浓度较低时,传质将成为控制因素,导致降解过程仅发生在阳极表面而很少在溶液主体,并且因降解中间产物的滞留导致阳极毒化,从而降低了处理效果.因此,迫切需要优化电     

混合有机污染物在有机相/水相之间的分配规律

从平衡分配模型（equilibrium partition models）出发，推导出混合有机物在有机相／水相分配系数的理论计算模型和测试公式，测定了20组混合餐代苯的分配系数，研究结果表明，混合结果表明，混合非离子有机污染物在有机相／水相之间的分配系数，随着体系中单一化合物的疏水性的增大而增强，也随着相对疏水性强的有机物所占比例的增大击增强，混合有机污染物在有机相／水相之间分配规律的研究，对于混合物的联合毒性的研究以及真实环境中有机污染物迁移和富集等环境行为的研究具有一定的意义。     

青藏高原典型河流中新污染物的时空分布特征及生态风险

新污染物治理及风险防控对于持续改善生态环境质量、建设美丽中国具有重要意义.尼洋河流域是青藏高原地区最重要的农业区之一,尼洋河的水质对于青藏高原生态环境和藏区人民生活至关重要.然而,目前关于该流域新污染物的研究十分欠缺.本研究针对尼洋河林芝段设置了20个采样点,根据实际情况,分别采用被动和主动采样法采集了丰水期和枯水期的水样.一共检出33种抗生素、4种对羟基苯甲酸酯防腐剂、6种三嗪类和苯并咪唑类农药,单一污染物的检出浓度为0.01～250 ng/L,检出率为3%～100%.大部分污染物的浓度低于其他国家和地区河流中的检出浓度,但红霉素、多菌灵等的浓度与其他河流的检出浓度接近,甚至略高.新污染物的检出种类和浓度具有显著的时空分布差异,且抗生素以及三嗪类和苯并咪唑类农药分别在丰水期和枯水期占主导.尼洋河新污染物主要来自生活污水、养殖废水和农田径流,整体生态风险较低.这些发现有助于认识青藏高原典型河流新污染物的污染现状、来源与生态风险,为新污染物防控和水资源保护提供了科学依据.     

溶解性有机质及Cu(Ⅱ)配位对磺胺二甲基嘧啶光转化的影响

磺胺类抗生素(SAs)是水环境中经常检出的一类微污染物,其检出浓度可达μg/L水平.抗生素因可诱导细菌抗药性及产生抗性基因而备受关注.光化学转化是抗生素类污染物在表层水体中的重要消减途径,影响其环境归趋和生态风险.水中溶解性物质可显著地影响抗生素的光化学行为.然而,水中溶解性有机质(DOM)及其与金属离子的相互作用对SAs光转化的影响机制仍不清楚.本文以水产和畜牧养殖中广泛使用的磺胺二甲基嘧啶(SMZ)为对象,考察了DOM及其与典型重金属离子Cu(II)的配合物对SMZ光转化的影响机理.结果表明,激发三重态DOM(3DOM*)是促进SMZ光降解的主要活性物种,其反应机理为电子转移伴随质子转移.DOM-Cu(Ⅱ)复合体系中,DOM-Cu(Ⅱ)配合物可以通过光致电荷转移生成·OH促进SMZ的光降解.     

电化学方法研究石墨烯和磷酸三苯酯(TPP)与模拟生物膜间的相互作用

在自然环境中,污染物大多以混合物形式存在,进入生物体后通常会产生联合毒理效应.石墨烯纳米材料具有优良的吸附性能,容易与其他污染物发生相互作用,进而影响污染物的环境行为.磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPP)分子中含有多个苯环,容易与石墨烯发生相互作用.本文采用电化学方法,研究了石墨烯和TPP与模拟生物膜间的相互作用.结果表明,石墨烯和TPP均可导致磷脂双层膜修饰的金电极的阻抗降低,说明两者均能影响细胞膜的通透性,破坏模拟生物膜的完整性,推测石墨烯和TPP同时存在时可能表现出一定的协同作用,增大对模拟生物膜的破坏程度.透过细胞膜进入细胞的污染物有可能与细胞内的DNA或蛋白质等大分子发生作用,该研究结果可为评价该类污染物的生态风险性提供理论依据.     

水生环境中微塑料自身及负载有机污染物的生物富集效应

微塑料广泛存在于水体环境中,由于其具有较高的疏水性而能够负载有机污染物,同时影响它们在生物体内的累积与毒性.目前在微塑料对污染物生物富集过程的作用方面尚有分歧,其根源在于大部分的室内暴露研究往往缺乏对复杂环境介质的考量,而野外场景的模型分析又少了验证环节.生物富集和生物放大效应通常是对于传统污染物而言的,对于微塑料来说暂无明确的界定,本文就此展开详细讨论.本文归纳了野外或室内暴露的不同环境条件下,微塑料在水生生物体内的生物富集特点;分析了影响微塑料生物有效性的关键因素;探索了微塑料对共存有机污染物生物有效性的影响和规律;评估了关键水环境化学因素对微塑料和共存有机污染物在生物体内累积的影响.本文将有助于我们深入认识微塑料在水生生态系统中的累积情况,及其对共存有机污染物在生物体内运移的贡献和可能存在的生态风险,也将为微塑料风险评估及政策导向提供重要依据.     

中国地表水环境中药物和个人护理品的研究进展

随着环境痕量物质分析检测技术的提高和人们环境意识的增强,新兴环境微量有机污染物药物和个人护理品(PPCPs)引起了学术界和公众的广泛关注.尽管PPCPs在地表水环境中浓度仅为纳克每升至微克每升量级,但仍对水生生物等具有生态风险.与西方国家相比,中国地表水环境中PPCPs的研究起步较晚,报道有限,有待进一步深入.本文对中国地表水环境中PPCPs现有研究进行了综合分析,分别从存在特征、地理分布、主要来源和迁移转化四方面对现有研究进展加以总结,讨论了现有研究存在的问题,并对今后的研究进行了展望.     

影响有机污染物在空气颗粒物与空气之间分配行为的分子间作用力

有机污染物在空气颗粒物与空气之间的分配系数(K_p)对于描述其在大气中的行为具有重要意义, 是进行生态风险评价的基础数据. 基于18种正构烷烃、21种多氯联苯、16种二英类化合物和13种多环芳烃的K_p值, 采用理论分子结构描述符和偏最小二乘(PLS)回归, 建立了K_p的多参数线性自由能关系(LFER)模型. 该模型具有较好的稳健性和预测能力, 可用于结构类似化合物K_p值的预测, 并有利于对分配机理的解释. 结果表明, 色散力是影响有机化合物在空气和颗粒物相间分配的主要因素, 电荷转移作用和分子位阻大小对K_p值也有一定影响. 同时, 对不同种类化合物分别建模, 结果表明, 影响几类化合物分配的机理相似, 偶极-偶极、偶极-诱导偶极作用对正构烷烃、PCBs和PCDD/Fs 的K_P值有微弱的贡献.     

环境中无机痕量污染物的分析

为开展环境污染物分析,需要有高灵敏度的分析手段,以测定环境样品中微克量和微微克量的有害元素、气体和化合物.随着仪器、电子技术和计算机科学的发展,已有各种各样高灵敏度的分析手段,可用以测定土壤、水、大气、粮食和各种生物样品中痕量污染物,还能确定元素价态和化合物形态.文献中有