甾烷类化合物分子印迹聚合物功能单体的筛选及MIPs制备

为了制备对甾烷类化合物具有特异性选择能力的分子印迹聚合物(MIPs),利用紫外光谱法对预聚合体系进行筛选,确定功能单体的种类、配比及其作用方式。将3种模板分子(胆固醇、β-谷固醇、去氧胆酸)分别与4种功能单体,即丙烯酸(AA)、甲基丙烯酸(MAA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酰胺(AM)的相互作用强度进行对比。研究结果发现,功能单体AA均可与3种模板分子发生较强的相互作用并形成稳定的预聚合体系,从而优选出AA为MIPs的功能单体。另外,通过不同比例AA紫外光谱吸光度变化和差示紫外光谱分析,显示3种模板分子与功能单体AA的最佳浓度比均为1∶4,且形成的稳定配合物构型分别为胆固醇-1AA、β-谷固醇-1AA及去氧胆酸-3AA。同时,以EDGMA为交联剂、AIBN为引发剂,采用沉淀聚合法成功合成了MIPs,傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析结果显示MIPs制备良好。因此,此方法可用于对甾烷类化合物具有特异性选择能力的MIPs功能单体的筛选及其制备,并为深层—超深层烃源岩油源对比研究提供技术支持。

秸秆焚烧物对黄土吸附五氯酚的影响研究

为研究添加秸秆焚烧物对黄土吸附环境激素的影响,以五氯酚(PCP)为目标污染物,采用批量实验法研究了PCP在黄土与添加秸秆焚烧物黄土上的吸附动力学、吸附热力学以及初始浓度、离子强度、粒径、p H值等影响因素.结果表明:添加秸秆焚烧物促进黄土对PCP的吸附,黄土与添加秸秆焚烧物黄土的动力学均较好的符合准二级动力学模型;其热力学吸附过程均更符合Freundlich吸附模型,且吸附等温线符合C-型;温度在25~45℃时,PCP在黄土与添加秸秆焚烧物黄土上的吸附平均自由能(E)小于8k J/mol,说明其对PCP的吸附主要以物理吸附为主;PCP的吉布斯自由能ΔG~θ、焓变ΔH~θ和熵变ΔS~θ均小于0,表明该吸附属于自发放热且混乱度减小的过程;当p H值在3~7范围内时,PCP的吸附量随p H值升高而逐渐减小,而p H值在7~10范围内时,其吸附量逐渐增大;黄土对PCP的吸附量随其粒径的减小而增大;离子相同时,其浓度越高越有利于PCP的吸附;离子浓度相同时,黄土对PCP的吸附量随其价态的升高而增加.

天然腐殖酸对黄土吸附敌草隆的影响

为研究添加天然腐殖酸条件下黄土对有机农药的吸附过程及影响机制,以敌草隆为目标污染物,采用批量平衡试验法,分析黄土与黄土+HA(在黄土中添加腐殖酸)处理对敌草隆的吸附动力学、吸附热力学、解吸动力学过程及其主要影响因素(如pH、离子强度等).结果表明:①与黄土相比,黄土+HA对敌草隆的吸附时间较短,且二者均符合颗粒内部扩散模型.②Freundlich等温吸附模型能够较好地拟合黄土及黄土+HA对敌草隆的吸附热力学过程.黄土和黄土+HA对敌草隆的吸附自由能(ΔGθ)、熵变(ΔSθ)均小于0,表明反应是一个自发进行且混乱度逐渐减小的过程;添加HA使黄土对敌草隆的焓变(ΔHθ)由负值变为正值,即由放热过程转化为吸热过程,表明温度升高使HA表面的微孔数量增多,为敌草隆提供了更多的吸附位点.③随着pH的升高,黄土和黄土+HA对敌草隆的吸附量均缓慢减小,当pH>7时吸附趋于平衡.④不同离子(Ca^2+、Na+、Mg^2+)及离子强度下,黄土和黄土+HA对敌草隆的吸附量随着c(Ca^2+)的减小而增大,与同浓度的Mg^2+和Ca^2+相比,Mg^2+存在下黄土对敌草隆的吸附量较大;与同浓度的Ca^2+和Na+相比,Na+存在下黄土对敌草隆的吸附量较大.⑤由解吸动力学过程可以看出,添加天然HA可延长敌草隆在黄土中的滞留时间.研究显示,HA的存在提高了敌草隆在黄土中的迁移能力,并使其吸附机制发生了改变.

环丙沙星在黄土中的吸附机制及影响因素

为了解兽药抗生素在西北黄土中的吸附行为及机制,以环丙沙星(Ciprfloxacin,CIP)为目标污染物,采用批平衡实验法研究其在黄土中的吸附动力学、吸附热力学、pH值和粒径等影响因素.结果表明:环丙沙星在黄土中的吸附可分为两个阶段,6h内表现为快速吸附,6~10h表现为慢速吸附,10h后吸附达到平衡;环丙沙星在黄土中的吸附动力学过程较符合准二级吸附动力学模型,吸附速率受颗粒内部扩散和外部液膜扩散共同影响;吸附热力学过程较符合Freundlich等温吸附模型,且吸附等温线符合L-型,表明黄土对环丙沙星的吸附受溶液中溶质和水分子共同作用影响;焓变ΔHθ、熵变ΔSθ和吉布斯自由能ΔGθ均<0,表明黄土对环丙沙星的吸附是混乱度减少的自发进行的放热反应;pH=5时黄土对环丙沙星的吸附量最大,pH值为2~5时,黄土对环丙沙星的吸附量随pH值升高呈上升趋势,pH>5时,黄土对环丙沙星的吸附量随pH值升高呈下降趋势,表明强酸和碱性环境均不利于吸附;吸附量与黄土粒径呈反比,与初始浓度呈正比.由实验结果推断黄土对环丙沙星的吸附主要与有机质含量有关,主要吸附机制为环丙沙星分子中氨基的阳离子交换作用.

黄河兰州段沉积物对水体中萘的吸附行为及影响

为研究典型有机污染物在黄河兰州段沉积物的吸附规律及影响,以黄河兰州段的沉积物为供试样品,选择萘(naphthalene)为代表性有机污染物,采用批量试验法研究了污染物萘在黄河沉积物上的吸附动力学、吸附热力学、初始质量浓度、p H、离子强度、粒径等影响因素以及解吸动力学.结果表明:黄河沉积物对萘的吸附动力学更符合准二级动力学模型,且吸附过程主要分为快吸附(0~4 h)和慢吸附(4~8 h)两个阶段,在8 h左右达到平衡;Freundlich模型能较好地拟合热力学吸附特征.在25~45℃的温度范围内,E(吸附平均自由能)为0.288~0.316 k J/mol(<8 k J/mol),吸附过程中,ΔGθ(吉布斯自由能)小于0,ΔSθ(熵变)与ΔHθ(焓变)均大于0,说明萘在黄河沉积物上的吸附是一个自发的混乱度增大的吸热过程,且以物理吸附为主.影响因素分析结果显示,随着沉积物粒径的增大,萘在其上的吸附量逐渐减小;增大吸附体系中的离子强度时,萘在沉积物上的吸附过程受到抑制;当萘初始浓度增大时,吸附量增加;酸性条件抑制吸附过程,碱性环境促进吸附过程;黄河沉积物对萘的解吸量远小于吸附量,存在解吸滞后现象.研究显示,萘在黄河沉积物中的吸附速率受内部扩散、表面吸附和液膜扩散的共同影响,并且吸附过程同时受到沉积物粒径和溶液的p H和离子强度的影响.

黄河兰州段悬浮颗粒对硝基苯污染物的吸附行为研究

为全面了解悬浮颗粒对硝基苯类污染物的吸附影响,研究了黄河兰州段悬浮颗粒对硝基苯的吸附行为及影响因素。研究发现,水体中悬浮颗粒对硝基苯类污染物的吸附能力存在很大的影响。因此,本文选取黄河兰州段悬浮颗粒作为研究对象,采用批量实验法探索硝基苯类污染物在悬浮颗粒中的迁移规律和吸附特征。结果表明:硝基苯类污染物在黄河兰州段悬浮颗粒上的吸附分为三个阶段,即快速、慢速和平衡吸附期,吸附平衡时间为18 h。黄河兰州段悬浮颗粒对硝基苯类污染物的动力学吸附过程较好地符合准二级吸附动力学模型;热力学吸附较好地符合Freundlich等温吸附模型;在吸附过程中,硝基苯的吸附自由能变ΔGθ θ及熵变ΔSθ均>0,表明黄河兰州段悬浮颗粒对硝基苯类污染物的吸附是一个自发吸热且吸附体系的混乱度增大的反应过程。硝基苯类污染物的初始浓度、溶液pH和悬浮颗粒粒径均对吸附有较大影响,具体表现为:吸附容量与硝基苯类污染物初始浓度呈正比,与悬浮颗粒粒径呈反比,pH在3~5和8~10范围内时,吸附容量与pH值呈正比,pH在5~8范围内时,吸附容量基本保持不变。总体来看,水体中的悬浮颗粒对硝基苯的吸附是受硝基苯初始浓度、溶液pH和悬浮颗粒粒径影响的自发吸热过程。

施加牛粪熟肥对黄土吸附双酚A的影响

为研究施加腐熟牛粪对黄土吸附BPA(双酚A)的影响,采用批量平衡试验法,分析不同因素[如黄土粒径、体系温度、初始ρ(BPA)、离子强度、p H等]对BPA在黄土及施加牛粪熟肥黄土上吸附量的影响.结果表明:BPA在黄土中的吸附均符合先快后慢并最终达到平衡的吸附规律,准二级动力学模型能较好地描述其吸附动力学过程.BPA在黄土与施加腐熟牛粪黄土上的解吸量远小于其吸附量,说明吸附-解吸过程中存在解吸滞后性.黄土与施加腐熟牛粪黄土对BPA的热力学吸附过程符合Freundlich等温吸附模型,并且吸附等温线符合L-型吸附等温模式,BPA的吸附吉布斯自由能(ΔG^θ)<0,焓变(ΔH^θ)<0,熵变(ΔS^θ)<0,表明该吸附属于混乱程度减小、可自发放热的吸附过程.影响因素分析结果显示,黄土对BPA的吸附量随其粒径的减小而增大,而不论是否施加腐熟牛粪,其对BPA的吸附量均随体系温度升高而减少,且随初始ρ(BPA)的增加而升高.此外,加入的阳离子(Ca^2+、Mg^2+)会与BPA形成竞争吸附,不论是黄土还是施加腐熟牛粪黄土,其对BPA的吸附量均随加入阳离子浓度的升高而降低.当p H为3~7时,黄土与施加腐熟牛粪黄土对BPA的吸附量随着p H的升高而增加,而p H为7~10时对BPA的吸附量变化较小,表明该范围内p H变化对黄土与施加腐熟牛粪黄土吸附BPA的影响不明显.研究显示,施加牛粪等腐熟肥可能导致BPA的吸附行为发生改变.

天然有机质对土霉素在西北灰钙土上吸附行为的影响

抗生素被广泛应用于日常生活中,大量含有抗生素的废弃物通过多种途径进入土壤给人类健康和土壤环境带来了严重危害,因此,探索抗生素类有机污染物在土壤中的吸附机理对土壤污染防治具有重要意义.以西北灰钙土为研究对象、以OTC(oxytetracycline,土霉素)为目标污染物,采用批量法分析灰钙土在添加有机质前、后对OTC的吸附动力学、热力学特征及其影响因素.结果表明:OTC的动力学吸附过程分快吸附阶段(0~2 h)和慢吸附阶段(2~10 h),10 h之后吸附基本达到平衡,吸附过程拟合均符合准二级动力学模型.对不同温度下OTC在灰钙土上的吸附过程进行拟合显示,Langmuir和Freundlich热力学模型拟合的R 2分别在0.930~0.985和0.967~0.973之间;对于不同初始ρ(OTC)在添加有机质灰钙土上的等温吸附过程,Langmuir和Freundlich热力学模型拟合的R 2分别在0.952~0.988和0.936~0.971之间,表明这两种模型均可较好地解释此吸附过程;热力学参数ΔGθ(吉布斯自由能变)小于0,ΔHθ(焓变)和ΔSθ(熵变)均大于0,表明吸附为自发进行的混乱程度增大的吸热反应.添加外源性有机质HA(humic acid,胡敏酸)和FA(fulvic acid,富里酸)能增加OTC的吸附量,且自制有机质的促进作用大于市售有机质,HA的促进作用大于FA.随着初始ρ(OTC)的增大,吸附量呈增加趋势;Ca 2+和Na+的加入均使OTC的吸附量减小,且离子浓度越高、价态越高,抑制效果越明显;不同pH对OTC吸附的影响均较小.研究显示,不同来源、种类的有机质均可促进OTC吸附,但不会改变吸附平衡时间;HA的疏水性较FA强,对OTC的吸附量较高;溶液pH对OTC吸附影响不显著,但不同价态、浓度的金属阳离子对OTC的吸附有较大影响.

高效耐盐碱石油烃降解菌筛选及降解特性研究

为探究长庆油田污染土壤中微生物对石油的降解特性,在该油田多个油井附近采集了10处含油污染土壤进行石油烃降解菌的筛选、分离及降解实验。通过对筛选出的四株石油烃降解菌株5-5、5-X、9-2、10-3进行革兰氏染色、菌落形态观察、生化理化试验及16S rDNA测序,鉴定出这四株菌株分别为醋酸钙不动杆菌(Acinetobacter calcoaceticus)、不动杆菌(Acinetobacter sp.)、蒙氏假单胞菌(Pseudomonas monteilii)和乳酸不动杆菌(Acinetobacter lactucae)。14 d降解实验结果显示,这四种菌株对总石油烃的降解率分别为50.92%、51.27%、78.30%和44.39%;尤其菌株Pseudomonas sp.9-2表现出优异的降解性能,且对不同组分石油烃(正构烷烃、异构烷烃及芳烃)的降解率分别达到了94.65%、69.73%和59.07%,对长链正构烷烃也体现出了较好的降解性能。另外,抗逆性试验结果表明菌株Pseudomonas sp.9-2对pH和盐度的耐受范围分别为5.0~10.0、0.5%~6.0%,表明该菌株对盐碱环境具有较好的适应性,可用于盐碱石油污染土壤的微生物修复研究。