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。

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。

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。

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.

生物电化学技术降解疏水性新兴污染物的研究进展

疏水性新兴污染物(hydrophobic emerging contaminants,HECs)具有环境危害大、分布范围广和处理难度高等特点,利用生物电化学系统(bioelectrochemical system,BES)实现HECs的降解和脱毒是当前研究热点。本文综述了BES降解转化HECs的研究现状,分析了影响BES去除HECs效果的关键因素,着重介绍了BES降解转化不同类型HECs(包括药物类、个人护理品类、卤代烃类和抗生素及抗性基因类)的效能,然后回顾了BES与其他技术(传统厌氧工艺、芬顿、复合湿地及光催化等)结合协同降解HECs的最新进展,最后在功能电极材料设计研发、HECs降解去除与安全转化的理论研究及工程化应用等方面进行了总结和展望,以期对该领域的研究人员提供一定的理论参考和技术支持,从而推进生物电化学技术在疏水性新兴污染物降解领域的应用和发展。

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。

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。

PVDF/PEI-EDA亲疏水复合膜的制备及其抗污染性能

为解决疏水性污染物对膜的污染问题,利用静电纺丝的方法制备了具有抗污染性能的聚偏氟乙烯/聚醚酰亚胺-乙二胺(PVDF/PEI-EDA)亲疏水复合膜,对其进行了表征;以含疏水性污染物(油污)的Na Cl水溶液作为进料溶液进行了直接接触式膜蒸馏脱盐和抗污染实验,并与商业的PVDF疏水膜进行了对比。结果表明,复合膜厚度为340μm,平均孔径0.677μm,孔隙率72.4%;膜表面呈纳米纤维状,具有明显的酰胺基团,膜表面在空气中水接触角为5.6°,在水相中的油接触角为143°。复合膜蒸馏运行稳定,脱盐、抗污染膜蒸馏平均通量分别为5.5、4 kg/(m^2·h),可以有效的防止疏水性污染物(油污)的污染。而商业的PVDF疏水膜膜蒸馏过程不能维持稳定运行。

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。

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。

生物扰动对沉积物中污染物环境行为与生物可利用性的影响

疏水性有机污染物进入环境水体后易于与沉积物结合,对沉积物中的底栖动物造成危害。底栖动物引起的生物扰动作用可以通过改变沉积物的地球化学性质,对其中污染物的赋存形态、迁移转化和生物可利用性产生重要影响。在综述了国内外生物扰动影响沉积物中污染物环境行为和生物可利用性的最新研究进展基础上,重点讨论了沉积物颗粒交换、水体环境条件改变、疏水有机污染物解吸释放过程以及对生物扰动影响的定量化表征。最后对该研究方向进行了展望,指出应重点研究多种污染物及不同生物共存条件下的生态效应,以及造成沉积物扰动的影响因素的定量化表征等。

表面活性剂在污染土壤生物修复中的应用

评述了表面活性剂在疏水性有机物污染土壤生物修复中的应用。从表面活性剂、污染物、土壤及微生物之间相互作用的角度讨论了表面活性剂的作用机制。指出导致污染土壤生物修复效率低的一个很重要原因是传递问题,而表面活性剂的加入可以加快疏水性有机物污染物从土壤表面到水相的传质过程。目前已经发现某些表面活性剂能够促进疏水性有机污染物的生物降解,但并未发现一致的规律。

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。

原煤及富碳沉积物对疏水性有机污染物吸附解吸研究进展

疏水性有机污染物(HOCs)是环境中具有较大的辛醇/水分配系数(Kow)的一类持久性有机污染物(POPs),吸附解吸过程是环境中HOCs迁移转化的重要途径之一。煤是近年来发现的在土壤及沉积物中非线性吸附特征的重要吸附剂之一,通过阐述原煤及富碳沉积物对HOCs吸附解吸机理,并重点分析影响原煤及富碳沉积物对HOCs吸附解吸过程的因素,包括吸附剂和吸附质本身,pH值、盐度和离子强度等环境因子,试途探究煤对HOCs吸附解吸的本质。由于煤的有机质含量、有机碳组成和空间结构等物理化学性质都明显不同于天然土壤和沉积物,因而对HOCs的吸附解吸过程也具有特殊性(如吸附过程一般为非线性,解吸过程的滞后性)。有关煤对HOCs的吸附解吸机理在微观分子角度的探讨、煤与吸附解吸过程中其他影响因子对反应体系的影响、煤对HOCs降解的环境风险评价等的研究还较少,今后需加强对这些方面的研究。