生物表面活性剂强化疏水性有机污染物生物降解研究进展

介绍了生物表面活性剂的类型、理化性质、生物表面活性剂提高疏水性有机污染物生物可利用性的机理及其在污染场地生物修复中应用方面的研究进展。生物表面活性剂不仅具有乳化、增溶、降低表/界面张力等功能,而且低毒、对环境友好、易于生物降解,因而在环境污染的生物治理方面具有极大的应用潜力。

土壤有机质对疏水性有机污染物的非线性吸附及其影响因素

土壤有机质(SOM)是土壤的重要组成部分,它对疏水性有机污染物(HOCs)的吸附作用对污染物在环境中的迁移转化有着至关重要的影响。近年来的一些研究表明,HOCs在SOM上的吸附行为并不严格地符合传统的线性分配模型。本文综述了近年来一些学者提出的SOM对HOCs的非线性吸附作用的机制及其影响因素,认为SOM的组成和结构均对HOCs的吸附有着重要的影响。SOM吸附在土壤矿物表面后,其结构或各组分的比例发生了改变,从而对其本身的吸附作用产生影响。溶液的化学环境(主要是阳离子)会对SOM的结构和吸附作用产生影响,特别是当溶液中存在一些过渡金属(如,铜或银)的离子时,共吸附的金属离子可能会与多环芳烃类分子形成阳离子-π键的作用,从而促进多环芳烃类物质在SOM上的吸附。

土壤和沉积物中疏水性有机污染物的锁定及其环境效应

大量研究表明,吸附到土壤和沉积物中的疏水性有机物只有部分能够较容易地解吸出来,而残留的部分很难解吸.这种现象常被称为"解吸滞后","不可逆吸附",或者"锁定".锁定会导致受污染土壤和沉积物修复效率的降低;但与此同时,锁定也会降低受污染土壤和沉积物的环境风险.本文综述了土壤和沉积物中疏水性有机污染物锁定的典型热力学和动力学特征、以及锁定的形成机理,介绍了一个能够以简单参数准确量化污染物从土壤和沉积物中解吸行为的数学模型,并探讨了锁定对疏水性有机污染物迁移归宿、生物可利用性、以及污染场地生态风险的影响.

水体疏水性有机污染物的形态和生物有效性

水体疏水性有机污染物的形态和生物有效性是当前环境领域研究的重点和热点之一.本文概括了水体疏水性有机污染物的存在形态,将其分为自由溶解态、溶解性有机质结合态和颗粒物结合态,并提出可根据有机质的相对分子质量和结构组成以及颗粒物的粒径和组成进一步细分.总结了水体有机污染物生物有效性的研究方法,包括化学方法和生物方法.分析了各种存在形态污染物生物有效性的研究进展,最后探讨了水体有机污染物形态和生物有效性的影响因素,并提出研究展望.

蚯蚓蓄积疏水性有机污染物的过程及预测模型

简述了蚯蚓蓄积疏水性有机污染物(HOC)的过程和影响因素,并介绍了几种预测蚯蚓蓄积疏水性有机污染物的模型,包括经验模型、速率模型、平衡分配模型、机制模型和逸度模型。一般地,蚯蚓蓄积疏水性有机污染物的途径包括经口和经皮两条,主要方式是简单扩散,其中对于大多数疏水性有机污染物,经皮途径占主导地位,然而随着疏水性的提高(logK ow>5),经口途径贡献增大,尤其是在有机质含量高的土壤中。不同的蓄积预测模型除速率模型外均是基于三个假设:(1)疏水性有机污染物,主要是持久性有机污染物,在土壤-蚯蚓系统间的基本行为是土壤固液之间和蚯蚓生物相之间的分配平衡过程;(2)蚯蚓的脂肪相是此类污染物的主要蓄积库;(3)污染物在蚯蚓体内不存在或者存在可忽略的代谢和生物转化过程。最后提出未来的研究应该重视疏水性有机污染物在蚯蚓体的内部行为如分布,以更好地了解蚯蚓毒理上的相关信息。

无机盐对表面活性剂淋洗疏水性有机污染物的影响机理

表面活性剂淋洗法是去除土壤中疏水性有机污染物的一种有效方法。在简要介绍表面活性剂淋洗法去除作用机理的基础上,从增流和增溶两方面,讨论了无机盐对表面活性剂淋洗法去除疏水性有机污染物的影响机理。

酵母菌在疏水性有机污染物去除方面的应用

介绍了酵母菌处理技术在疏水性有机污染物降解中的研究和应用进展，并分析了酵母菌表面特征与其降解活性及在废水处理系统中的稳定性之间的关系。酵母菌技术可以在高含油色拉油废水及含高分于量多环芳烃（PAH）废水的处理中发挥细菌无法替代的作用，酵母菌重要表面特征，特别是其疏水性和乳化能力对于其在疏水性有机污染物处理体系中的稳定性具有重要影响。

有机质官能团及微孔特性对疏水性有机污染物吸附的影响机制

作为重要的地质吸附剂,土壤/沉积物中的有机质是环境中疏水性有机污染物主要的汇.由于有机质的结构异质性,疏水性有机污染物一旦进入其中,会被吸附在不同的位点上,反应活性和生态风险进而会发生变化.对疏水性有机污染物在有机质上的吸附进行研究有助于了解其在环境中的分布,传输及生物有效性.本文就疏水性有机污染物在土壤/沉积物中的有机质上吸附的国内外研究进展进行了综述,讨论了重要有机质组分(腐殖质和碳黑)的结构和吸附作用差异性,重点分析了有机质的微孔特性和官能团对吸附的影响机制.

黑碳对沉积物中疏水性有机污染物的锁定作用与微生物降解的影响研究进展

黑碳是含碳物质不充分燃烧而产生的一种高度芳香化结构无定型碳质,是沉积物有机质中重要的组成部分.黑碳通过表面吸附或微孔束缚作用将疏水性有机污染物(HOCs)锁定在沉积物中,其超强的吸附性能导致对HOCs的解吸量减少、解吸速率减慢,进而在短期内降低其生物有效性和短期生物毒性,大量学者开展了较低HOCs浓度下短期降解实验,得出了黑碳抑制HOCs降解的结论.但长期来看,黑碳一方面会通过抑制生物有效性削弱微生物降解等HOCs的自然衰减速率,另一方面也会通过促进微生物生长提高降解率.因此推测,黑碳对HOCs微生物降解的影响可能与HOCs的类型与浓度相关,在较高HOCs浓度下,黑碳可能会通过降低急性毒性,促进微生物生长和生物膜形成来加速HOCs的降解.本文综述了黑碳对HOCs吸附/解吸和微生物降解的研究进展,从黑碳对HOCs的吸附机理和吸附模型,对解吸动力学、微生物生长以及生物有效性影响等方面进行讨论,指出了黑碳对环境中HOCs迁移转化与归趋的影响,并对黑碳的应用前景及研究趋势进行了展望.

微塑料对疏水性有机污染物的生物富集影响研究进展

近年来,海洋和淡水环境中微塑料污染已成为全球关注的热点问题。微塑料不仅会对生物体造成物理损伤,而且微塑料会吸附环境中的疏水性有机污染物(HOCs),也能释放其本身含有的添加型疏水性有机化合物至表面,从而形成复合污染物进入生物体。然而,有关微塑料在污染物生物富集过程中发挥的作用及其机制还不清楚。本文从实验室暴露、野外富集和模型模拟研究3个方面对微塑料作用下HOCs的生物富集规律进行了综述,总结了微塑料作用下的生物富集机制。最后,针对微塑料对HOCs生物富集作用的研究方向提出了几点建议。

疏水多孔硅制备及其对水中有机污染物的吸附

以硅酸钠为硅源,盐酸为催化剂,三甲基氯硅烷(TMCS)为表面改性剂,经溶胶-凝胶和表面改性过程制备出一种疏水性多孔硅材料.采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪、接触角分析仪、氮气物理吸附仪和扫描电子显微镜(SEM)对其结构和性质进行表征.结果表明:所制备的多孔硅具有分等级孔道结构(中孔-大孔),比表面积为566m2·g-1,孔体积高达2.28cm3·g-1,多孔硅与水的接触角为156°,显示出超疏水特征.对甲苯、汽油、柴油和润滑油的吸附量均可高达自身质量的14倍,丰富的孔道使其在几分钟内即可达到饱和吸附.这种多孔硅在汽油/水混合体系中对汽油具有较高的选择性,同时具有良好的再生能力.经正己烷萃取再生后,多孔硅仍能基本保持初始吸附容量.此方法制备的多孔硅材料在吸附分离污水中的有机物和溢油处理方面具有很好的应用前景.

无机沉淀对土壤有机质吸附疏水有机污染物的影响

土壤有机质对疏水性有机污染物的吸附解吸是影响其在土壤中迁移、转化和归趋的重要因素之一。老化是有机污染物和土壤等介质长时间相互作用的结果,它影响着污染物的生物有效性。已有的老化研究注重有机污染物被土壤等介质吸附隔离的机制,很少考虑土壤等吸附剂自身演化对有机污染物吸附的影响。本文通过无机沉淀处理方法来模拟自然环境过程吸附剂自身的演化对土壤有机质吸附能力的影响,从而证明吸附剂自身的变化也是影响老化效应的一个重要因素。结果表明,不同无机沉淀包裹和填充的碱提土样品比原始碱提土样品具有更小的吸附能力,同时无机沉淀处理后的样品的吸附性能随着无机沉淀离子浓度增加而降低。这可能是无机沉淀覆盖碱提土样品的内外表面积和填充碱提土样品的微孔所引起的,同时也可能是无机沉淀占据了吸附有机污染物的高能点位所致。

天然有机质疏水性定量方法及吸附预测模型

天然有机质是有机污染物在土壤和水环境中的重要赋存相,显著影响有机污染物的传输、归趋和生物有效性.有机污染物的有机碳-水分配系数是污染物迁移积累模型的核心参数.如何准确、快速地评估有机污染物在天然有机质上的吸附行为是环境科学研究的一个重要科学问题.该方向的研究内容主要包括有机污染物和天然有机质性质定量描述、有机污染物-天然有机质作用机制解析和吸附预测模型构建三个环节.学界在有机污染物-天然有机质作用机制解析方向取得了丰硕的成果,在天然有机质性质定量描述和吸附预测模型构建方向仍有广阔的发展空间.本文系统评估了现有的天然有机质疏水性定量方法和天然有机质吸附预测模型.通过对方法和模型优缺点和适用范围的系统分析,揭示了现有研究的不足,展望了未来研究的主要方向.

生物表面活性剂修复HOCs污染土壤的研究进展

简要介绍了疏水性有机污染物(HOCs)在土壤环境中积累产生的危害及应用生物表面活性剂(BS)修复HOCs污染土壤的优势。阐明了BS修复HOCs污染土壤的主要机理:BS对HOCs的增溶作用、BS促进土壤中HOCs的解吸、BS促进土壤中HOCs的生物降解。分析了BS的种类及含量、污染土壤对BS的吸附、土壤本身的理化性质等因素对土壤生物修复的影响。探讨了HOCs污染土壤生物修复的发展方向及应用前景。

生物表面活性剂对土壤中微生物降解疏水性有机物的作用机制

探讨了在生物表面活性剂作用下，微生物在土壤介质中迁移和在疏水性有机污染物表面吸附的机制，以及生物表面活性剂与微生物细胞膜的作用模式，初步揭示了生物表面活性剂改变污染物的生物可利用性而促进其降解的微生物机理。

离子强度对苝与溶解有机质疏水性组分相互作用的影响

自然界水体(如地下水、湖泊、河流及海洋)中的溶解有机质(DOM)因具有显著的生态及环境功能而受到人们的广泛关注:DOM能够影响环境中污染物的命运,比如疏水性有机污染物(HOCs)与天然有机质结合后,其迁移途径、生物可利用性和毒性受到明显的控制,其对环境中生物的危害性减弱。本文运用荧光猝灭法测定了多环芳烃苝(perylene)与提取自红枫湖天然水体的DOM有机组分,计算了苝与DOM有机组分相互作用的分配系数(KDOC),探讨了影响相互作用的因素以及水体离子强度对分配系数的影响。研究认为,红枫湖DOM有机组分对多环芳烃苝的吸附能力与其芳香结构单元有很强的相关性,log KDOC值与有机组分在280 nm处的摩尔吸收(ε280)和分子质量有线性度较高的正比关系。一般而言,离子强度对分配系数的影响比较复杂,就总体趋势而言,增加离子强度有利于对PAHs吸附能力的提高。

活性材料覆盖法修复HOCs污染沉积物研究进展

活性材料覆盖法已经被证明具有修复沉积物疏水性有机化合物(HOCs)的潜力。活性材料覆盖法利用活性材料的强吸附能力降低了HOCs生物可利用性,与此同时活性覆盖层有效地阻止沉积物中HOCs向上层水体扩散。然而,活性材料覆盖层可能会对沉积物中的底栖群落(微生物和无脊椎动物)的结构和生理功能造成不利的影响。该文从修复机制、材料选择、工程参数及对底栖群落的影响等方面对覆盖法进行综述,并指出活性材料覆盖法未来的研究方向可着眼于活性材料的生物亲和力、功能多样性和环境友好性。

活性炭修复沉积物HOCs的机理及应用研究进展

疏水性有机污染物(HOCs)由于其较强的疏水性,易于在富含有机质的沉积物中富集。当上覆水体中HOCs摄入减少时,沉积物中的HOCs会进一步向水体释放,从而对生态系统构成一定的威胁。活性炭(AC)吸附剂是治理沉积物中HOCs常见的修复材料,但多数旨在研究AC修复污染沉积物的效率以及各种因子对AC修复的影响,几乎没有研究对AC修复沉积物的整体状况进行系统分析。因此该文主要总结了AC吸附HOCs的机理以及可能会对吸附去除产生影响的因素,包括AC性质、化合物性质、环境因子、动力学因素以及生物扰动等。此外,针对AC引入可能会对几种典型生物造成危害进行分析,就当前研究中存在的问题对今后AC有效修复沉积物中的HOCs提供一些建议。

纳滤膜等电点附近有机物疏水性对分离的影响

以4种正辛醇-水分配系数(lg K_(ow))大于4.0的疏水性难降解有机污染物作为研究对象,在纳滤膜(NF)的等电点附近对其进行分离实验,探讨了溶质的疏水性对膜分离性能的影响。结果表明,在同等含量条件下,与三氯苯氧氯酚(TCS)、三氯二苯脲(TCC)相比,具有表面活性的全氟辛酸(PFOA)、全氟辛烷磺酸(PFOS)表观吸附量相对较小;同时TCS和TCC的含量变化对溶液透过性的影响较为显著;4种疏水性有机物的去除率均在96%以上,溶质表观吸附量对其去除性能未产生负影响。

生物扰动对沉积物中污染物环境行为的影响研究进展

生物扰动由于显著改变沉积物结构和性质,进而影响沉积物中污染物的环境行为。综述生物扰动对沉积物中氮、磷、重金属和疏水性有机污染物环境行为的影响。生物扰动促进这些污染物从沉积物向水体释放。生物扰动还对不同的污染物产生其它不同的影响。对于氮,生物扰动还影响其硝化与反硝化作用;对于磷,生物扰动不仅改变其化学形态,还提高有机磷降解。对于重金属,生物扰动还能改变其在沉积物中的分布及化学形态。对于疏水性有机污染物,生物扰动主要增强生物富集和代谢,以及提高生物降解。