我国典型土壤Cr(Ⅵ)固-液分配系数K_(d)值及其在推导保护地下水的土壤环境基准中的应用研究

Cr(Ⅵ)是铬盐、电镀、皮革等行业的特征污染物,极易因土-水迁移造成地下水污染。对于迁移性较强的污染物〔如Cr(Ⅵ)〕,有必要制定保护地下水的土壤环境基准。Cr(Ⅵ)在不同土壤上的吸附和解吸特征参数不同,为获取我国典型土壤Cr(Ⅵ)吸附及解吸过程的固-液分配系数(K_(d)),本研究采用我国黑龙江海伦黑土、河南封丘潮土、海南儋州砖红壤等12种典型土壤,开展了吸附动力学及吸附-解吸平衡实验。动力学研究结果表明,12种土壤均在48 h内达到吸附平衡,与拟一级动力学模型和Elovich动力学模型相比,拟二级动力学模型对Cr(Ⅵ)的土壤吸附动力学过程有更好的拟合效果。吸附平衡实验表明,相较Langmuir等温吸附模型,Freundlich等温吸附模型能够更好地拟合Cr(Ⅵ)在我国典型土壤上的吸附特征。Cr(Ⅵ)土壤吸附过程的固-液分配系数(K_(d)x)非固定值,随着平衡液Cr(Ⅵ)浓度的增大,K_(d)x逐渐减小。解吸平衡实验表明,Cr(Ⅵ)土壤解吸过程的固-液分配系数(K_(d)j)高于吸附过程的对应值。基于三相平衡估算土壤平衡液Cr(Ⅵ)浓度时应采用K_(d)j,且其取值因平衡液Cr(Ⅵ)浓度而异。基于污染土壤与地下水直接接触且不存在地下水稀释的保守假设条件,本研究初步提出了保护地下水的不同土壤的Cr(Ⅵ)环境基准值,研究结果丰富了我国典型土壤Cr(Ⅵ)基础参数数据库,为我国分区制定保护地下水的土壤Cr(Ⅵ)环境基准积累了科学数据。

基于SMD模型预测全/多氟烷基化合物的正辛醇-水分配系数

全/多氟烷基化合物(PFASs)是备受关注的新污染物.正辛醇-水分配系数(K_(OW))是评价化学品在环境中分配、迁移和归趋的重要参数,但大多数PFASs缺少K_(OW)的实测值.发展可靠的K_(OW)预测方法,对填补PFASs的K_(OW)数据缺失具有重要意义.本研究通过基于溶质电子密度的溶剂化模型(SMD)描述溶剂化效应,以19种PFASs的lgK_(OW)实测值为参照,从哈特里-福克自洽场和密度泛函理论与不同基组的组合中,筛选适于预测PFASs的lgK_(OW)方法.比较lgK_(OW)实测值与不同方法所得预测值之间的相关系数(r)和均方根误差(RMSE),发现当用B3LYP泛函结合6-31+G(d,p)基组优化几何结构,B3LYP泛函结合MIDI!6D基组计算能量时,预测效果最好(r=0.980,P<0.001,RMSE=0.273).发现溶剂形成空穴、溶质-溶剂色散作用和溶剂局部结构变化,为PFASs的K_(OW)值的主要影响因素.本研究为预测PFASs的K_(OW)提供了一种可行的方法.

干湿循环作用下原状黄土渗透性及其对土-水特征曲线的影响

为评估干湿循环作用对原状黄土水力特性的劣化效应,对甘肃Q 3黄土进行了4组不同干湿循环路径下的饱和渗透试验与土-水特征测试,分析土体饱和渗透系数和土-水特征曲线随干湿循环次数、循环幅度和下限含水率的变化规律。结果表明:原状黄土饱和渗透系数劣化度与干湿循环次数间关系可采用双曲线函数进行描述,6次循环后劣化度变化趋于稳定;土体饱和渗透系数劣化度随循环幅度增大而线性增大,随下限含水率增大而线性减小。V-G模型对干湿循环下黄土的土-水特征曲线拟合效果良好,模型参数θs、α、n变化幅度较小,而参数θr随循环次数增加呈指数下降趋势。依据试验结果建立了考虑干湿循环3参数的饱和渗透系数劣化模型与土-水特征曲线模型,并对土体非饱和渗透系数进行了预测分析。

植被根系含量对膨胀土持水和渗透特性的影响

为探究植被根系含量对膨胀土持水和渗透特性的影响规律,选取南宁市膨胀土地区的膨胀土,掺入狗牙根根系制备不同含根率的试样,进行室内压力板仪试验和变水头渗透试验,采用Van Genuchten-Mualem模型预测不同含根率的膨胀土非饱和渗透系数。结果表明:掺入根系后,膨胀土持水能力减弱,根系掺入增加膨胀土内部大孔隙的比例,含根率越高,大孔隙体积占总孔隙体积比例越大,持水能力相较于纯土下降的幅度越大;饱和状态下,膨胀土渗透系数随含根率增大而增大;非饱和状态下,低吸力阶段(0~25 kPa)的膨胀土渗透性随含根率的增大而增大,随着基质吸力增加到高吸力阶段(200~1 000 kPa),根系优势流效果减弱,含根膨胀土渗透性逐渐趋近低于纯土;细观结果表明根系的掺入使膨胀土内部产生贯通裂缝,是影响膨胀土持水和渗透能力的关键因素。研究进一步揭示了植被根系对膨胀土增渗作用的机理和规律,为综合评价植被防护膨胀土边坡效果提供参考。

干密度和增减湿对压实黄土水力特性的影响

研究非饱和土的水力特性对分析工程建设活动中黄土的渗流和变形问题具有重要意义。以西安市南郊黄土为研究对象,采用滤纸法和饱和盐溶液法测得3种干密度下的黄土增减湿土-水特征曲线,并通过Childs&Collis-George模型预测试验黄土的非饱和渗透系数,探究干密度和增减湿对非饱和渗透特性的影响。结果表明:经历增减湿的土样的非饱和渗透系数曲线应结合土样的含水状态和对应的土-水特征曲线来预测;土体非饱和渗透系数随体积含水率的增大而增大,随基质吸力的增大而减小,在0~5 MPa范围快速衰减4~5个数量级;受瓶颈效应和减湿收缩的影响,土体增湿阶段渗透系数变化幅度小于减湿阶段的变化幅度;渗透系数随干密度增大而减小,干密度从1.719 g/cm^(3)增大到1.834 g/cm^(3),渗透系数减小2个数量级;压实黄土在增减湿阶段的非饱和渗透系数最大可相差3~4倍。

有机组分土-水分配系数的确定(英文)

有机组分的土水分配系数(Kd)是描述有机组分在地下系统中吸附特征的重要参数。同时,它也是物质运移模拟和环境评价中的主要参数之一。影响Kd的因素可概括为三个方面:土壤性质、有机组分本身特征及水相的物理化学性质。一般而言,对于非极性和弱极性有机组分,土壤中的有机质含量(foc )是影响Kd的最主要因素。但是,对于极性有机组分(POCs), 特别是在土壤有机质含量较低的情况下,土壤中矿物的种类和含量、水化学组分特征(pH、离子力等)经常在吸附过程中起重要作用。实验室内测定Kd的方法包括批实验和柱实验方法。批实验法适用于研究Kd较高情况下的吸附。在Kd较低的情况下,如低有机质土壤对极性有机污染物的吸附,土柱色谱法(SCC)是更适宜的选择。另外,可用土柱色谱法快速了解各种因素对吸附过程的影响,并获取详细的吸附和解吸信息。应用土柱色谱法时应当注意非平衡吸附和可能的柱堵塞问题。很多文献中提到结合柱实验和已有的吸附数据来预测土壤有机碳标准化的分配系数Koc(=Kd/foc)。但是,如果没有考虑吸附中特定的作用过程(如矿物吸附),对极性有机组分Koc的预测将会产生很大的误差。在环境评价中,将从一种土壤测定的Koc 应用到不同性质的土壤中,可能会导致错误的认识。在进行室内实验时。

草乌甲素油-水分配系数和脂质体-水分配系数的研究

采用摇瓶法测定草乌甲素的油-水分配系数、平衡透析法测定草乌甲素的脂质体-水分配系数。结果显示:随体系pH的升高,草乌甲素的油-水分配系数和脂质体-水分配系数均增大;脂质体-水分配系数与脂质体用量呈正相关;脂质体膜表面电荷由正变负时,脂质体-水分配系数显著增加。结果提示草乌甲素与脂质体间存在疏水作用和静电作用。

非饱和黄土土-水特征曲线与渗透系数Childs & Collis-Geroge模型预测

我国黄土厚度大,黄土地区地下水位深,降雨量少,黄土多处于非饱和状态,土-水特征曲线是非饱和黄土应力状态、强度及渗透性研究的基础。以陇东高原马兰黄土为试验对象,采用张力计法测定原状土样的土-水特征曲线,采用三种理论模型对试验数据拟合,其中Gardner模型简单、参数少,但Fredlund&Xing模型拟合效果最好。基于已测得的土-水特征曲线,采用Childs&Collis-Geroge预测非饱和渗透系数的模型,计算得到非饱和黄土渗透系数与基质吸力或含水率的关系,发现黄土从饱和到非饱和,其渗透系数急剧降低,黄土非饱和渗透系数与基质吸力或体积含水率的关系均可用指数函数表示。本文对典型黄土土-水特征曲线的研究及渗透性的预测为黄土工程问题,如降雨入渗的边坡稳定性评价、非饱和地基湿陷变形计算等提供理论基础。

水-土作用对土体渗透系数的影响研究

随着环境的改变,水质成分日趋复杂,水-土作用对土体性能的影响越来越明显。针对这一情况,考察了不同种类、不同浓度及不同pH值溶液对土体渗透系数的影响。结果表明,水-土作用对土体渗透系数存在正负两个方向的影响,且影响显著,对土体SEM照片分析后发现,水土之间通过阳离子交替吸附作用和溶蚀及结晶沉淀作用,使土体微观形貌及孔隙特征发生变化,最终导致其渗透性发生改变。

葫芦素E溶解度、正辛醇-水及脂质体-水分配系数测定

目的测定葫芦素E溶解度、正辛醇-水分配系数及脂质体-水分配系数。方法分别采用平衡法、经典摇瓶法及平衡透析法测定葫芦素E溶解度、正辛醇-水分配系数及脂质体-水分配系数。结果葫芦素E在水中溶解度为0.155 mg.L-1,在乙醇、叔丁醇中有潜溶现象;正辛醇-水分配系数为（2.088±0.054）;脂质体-水分配系数为0.003~1.819。结论葫芦素E为水不溶性药物;正辛醇-水分配系数及脂质体-水分配系数均中等偏低。

微乳液电动色谱测定油-水分配系数的改进方法研究

通过考察微乳液电动色谱(MEEKC)中化合物浓度和高电场对其迁移行为的影响,探讨了化合物分配于微乳后改变微乳内相性质的原因,以及电泳高电场致使微乳液性质变化的机理.在此基础上建立了一种测定化合物油-水分配系数的改进型MEEKC方法.将此改进方法应用于烷基苯化合物之油-水分配系数的测定,其测定值与文献参考值平均相差0.07个对数单位,准确度较现行MEEKC方法有了明显提高.

摇瓶法结合HPLC测定新杀菌剂唑菌酯的正辛醇-水分配系数

为了给新型杀菌剂唑菌酯(试验代号:SYP-3343)的环境行为研究提供基本的理化参数,在建立水中微量唑菌酯高效液相色谱(HPLC)测定方法的基础上,本文采用摇瓶法测定了唑菌酯在纯水和缓冲液中的正辛醇-水分配系数。结果表明,水中的唑菌酯经二氯甲烷萃取后进行HPLC测定,HPLC测定条件为:紫外检测波长252nm,甲醇/双重蒸馏水以体积比为94/6混合作为流动相,当流速为1.0mL·min-1时,在DiamonsilC18柱(250mm×4.6mm,5μm)上有效成分可以得到很好的分离和检测。唑菌酯的保留时间约为4.2min。唑菌酯质量浓度在1.56～25μg·mL-1内相关性很好,决定系数R2为0.9999,回归方程为y=53.4960x-10.7480(x为唑菌酯浓度,y为色谱峰峰面积)。唑菌酯在0.01μg·mL-1、0.05μg·mL-1和0.2μg·mL-1质量浓度下的添加回收率分别为104.9%、106.5%和97.8%;摇瓶法测得唑菌酯在二次蒸馏水中的平均Kow为8993.59,平均lgKow为3.94±0.15;唑菌酯在pH=5.0的缓冲溶液中的平均Kow为23448.96,平均lgKow为4.37±0.12;唑菌酯在pH=9.0缓冲溶液中的平均Kow为243487.7,平均lgKow为5.36±0.26。研究结果表明,唑菌酯能很好地穿透植物叶表和真菌表皮,生物体对唑菌酯具有较强的富集作用。酸度对药剂的Kow有一定影响,但不改变药剂的高渗透性和强生物富集特性。

基于反相高效液相色谱法构建QSRR模型测定萘类及蒽醌类化合物的正辛醇-水分配系数

正辛醇-水分配系数（Kow）是评价药物毒性、活性及跨膜转运等的重要参数,但直接测定法实验过程复杂。本研究采用反相高效液相色谱（RP-HPLC）法,以甲醇-水为流动相,以29种已知Kow的酸性和中性苯系物及萘类、醌类衍生物为模型化合物,以保留时间两点校正法（DP-RTC）校正保留时间,并由SnyderSoczewinski方程得100%水相保留因子（kw）,建立了表观正辛醇-水分配系数Kow″与kw的定量关系（Quantitative structure-retention relationship,QSRR）模型,并对模型进行了内、外部验证。结果表明,不同p H下的QSRR模型线性相关性R2=0.974~0.976,内部验证（R2cv=0.970~0.973）和外部验证结果 （6种验证化合物,1.4%≤相对误差（RE）≤7.9%）令人满意,与考虑了分子结构参数后建立的线性溶剂化能模型（LSER）相比无差异。将建立的QSRR模型应用于11种萘类和蒽醌类化合物的Kow测定,并与软件计算值、摇瓶法实验值比较,结果表明,本方法准确性更高,且简单快捷,可用于快速准确预测复杂混合物体系中组分的Kow。

邻苯二甲酸酯类化合物正辛醇-水分配系数的QSPR研究

采用PM3算法计算邻苯二甲酸酯类化合物(PAEs)的量子化学参数,应用偏最小二乘(PLS)算法建立了PAEs的正辛醇-水分配系数(KOW)的定量结构-性质相关(QSPR)模型.模型的结果表明,用量子化学参数建立的QSPR模型相关性显著,具有较好的稳健性和预测能力,因此,利用该模型可对其他PAEs分子的lgKOW值进行初步预测.模型的结果表明,影响lgKOW的主要量子化学参数是分子总能量TE、相对分子质量Mr、平均分子极化率α和分子生成热ΔHf.lgKOW随着Mr和α的增大而增大,随着TE和ΔHf的增大而减小.

基于遗传-支持向量机和遗传-径向基神经网络的有机物正辛醇-水分配系数QSPR研究

基于遗传算法(GA)的因子筛选和支持向量机(SVM)的非线性回归,提出了1种改进的有机物定量结构-性质相关(QSPR)建模方法——遗传-支持向量机(GA-SVM),并将其用于38种食品工业常用有机物正辛醇-水分配系数(Kow)的QSPR建模.结果显示,QSPR模型选取了分子量、Hansen极性、沸点、含氧率和含氢率5种参数;模型的预测值与实测值间的误差平方和(SSE)、均方差(RMSE)和决定系数(R2)分别为0.048、0.036和0.999,表明模型具有较强的预测能力;同时,交叉验证的结果(SSE=0.295,RMSE=0.089,R2=0.995)也表明,模型具有良好的稳健性,因此,GA-SVM算法适用于对有机物正辛醇-水分配系数的QSPR建模.此外,将基于GA-SVM的QSPR模型分别与基于遗传-径向基神经网络(GA-RBFNN)和基于线性算法的模型进行了比较,结果表明,应用GA-SVM建立的QSPR模型无论从稳健性还是预测能力上都优于应用其它2种算法建立的模型,因此,GA-SVM算法比GA-RBFNN和线性算法更适合于对有机物正辛醇-水分配系数进行QSPR建模.

单嘧磺隆正辛醇-水分配系数的测定

本文建立了水中微量单嘧磺隆的测定方法 ,方法的平均添加回收率为 97 6%—1 0 1 93%,变异系数为 0 47%— 3 96%,单嘧磺隆的最小检出量为 2× 1 0 - 9g ,最小检出浓度为 0 0 2 μg·ml- 1 .摇瓶法对单嘧磺隆正辛醇 水分配系数的测定结果表明 ,单嘧磺隆在二次蒸馏水和pH 7 0缓冲液中的Kow分别为 3 90± 0 1 4和 2 1 9± 0 1 4 ,lgKow分别为 0 5 9± 0 0 3和 0 34± 0 0 6。

二噁英结构与正辛醇-水分配系数相关性的密度泛函理论

为精确描述二噁英分子的电子结构及其定量结构/性质相关关系(QSPRs),运用密度泛函理论,在B3LYP/6-311G**水平上,分别对多氯二苯并对二噁英(PCDDs)和多氯二苯并呋喃(PCDFs)进行了优化计算.相应量子化学参数,即平均分子极化率(α),熵(S),极化率和四极矩的张量分量(αxx,αyy,αzz和Qxx,Qyy,Qzz)用于该类化合物辛醇-水分配系数的QSPR研究,构建了2个单变量和1个双变量模型,其决定系数R2分别为0.962、0.950和0.951;其显著性检验因子F分别为509.759、379.498和186.234.PCDD/Fs在辛醇相-水相间的分配性质主要与分子体积因素有关,而电性因素的影响较小;不同模型预测值间的差异与模型中预测变量本身性质和实验值的有限性有关.经比较,本研究中所建立的3个QSPRs模型尽管只有1个或2个变量,但其结果与复杂的偏最小二乘分析(PLS)相近.

用GC-K1基团贡献法估算烃类物质的正辛醇-水分配系数

提出了一种新的估算烃类物质的正辛醇水分配系数的基团贡献法———GC-K1基团贡献法,该方法仅需要物质的常压沸点和相对分子质量。将烃类物质的基团划分为25个,用6类143种烃类物质的实验值进行回归,得到基团对正辛醇水分配系数的贡献值和模型参数。用三水平基团贡献法、AFC碎片常数法和分子连接性指数法分别预测烃类化合物的正辛醇水分配系数,结果表明,新模型的平均相对偏差为5 55%,均优于其它3种方法。

保留时间两点校正反相高效液相色谱法测定持久性有机污染物的正辛醇-水分配系数

采用改进的反相高效液相色谱法(RP-HPLC)测定了持久性有机污染物(POPs)包括多环芳烃(PAHs)、多氯二苯并二恶英(PCDDs)、多氯二苯并呋喃(PCDFs)和十溴二苯乙烷(DBDPE)等的正辛醇-水分配系数(logKow)。采用保留时间双点校正法(DP-RTC)校正因色谱柱老化等引起的保留时间漂移。以37种有可靠logKow实验值的苯系物、PAHs、PCDD/Fs类似物为模型化合物,建立了logKow和外推至纯水相的保留因子logkw的定量结构-色谱保留关系(QSRR)模型,回归方程为logKow=(1.18±0.02)logkw+(0.36±0.11),其相关系数(R2)为0.985,交叉验证相关系数(R2cv)为0.983,标准偏差(SD)为0.16。进而,用4个已有可靠logKow实验值的验证化合物(联苯、芴、PCDD 1和PCDF 114)对模型进行了外部验证,表明RP-HPLC测得的logKow值与摇瓶法/慢搅法结果有很好的一致性,尤其是对疏水性强的化合物。采用该模型测定了29种特别受关注的POPs的logKow值,这些化合物的logKow实验值均未见报道。所建立的DP-RTC-HPLC是测定强疏水性POPs的logKow值的一种值得推荐的方法。

氯代苯、醇、酯气相色谱保留指数与其正辛醇-水分配系数相关性

报道了氯代苯、醇、酯类化合物气相色谱保留指数与其正辛醇 -水分配系数的相关性 ,研究了固定相极性对相关性影响 ,得出弱极性柱上测得的化合物保留指数能更准确地预测其分配系数 ,从而为极性化合物氯代苯、醇。