沙棘叶茶多糖提取工艺优化及体外降脂活性研究

以沙棘叶茶为试材,采用单因素试验与正交实验相结合的方法,研究了料液比、超声时间、超声温度和乙醇浓度对多糖提取率的影响以及沙棘叶茶多糖在体外的降脂功能,以期为沙棘叶茶多糖的综合开发利用提供参考依据。结果表明:沙棘叶茶多糖的最优提取条件为料液比1∶20 g·mL^(-1),超声时间60 min,超声温度60℃,乙醇浓度85%,在此条件下,沙棘叶茶多糖的提取率为(5.277±0.149)mg·g^(-1)。并且,沙棘叶茶多糖对胆固醇酯酶和胰脂肪酶的抑制率分别可达到70%和60%,且存在剂量-效应关系,说明沙棘叶茶多糖具有一定降脂效果。

深圳和太原PM2.5样品致突变作用研究

目的:探讨深圳和太原大气细颗粒物(PM2.5)样品是否具有致突变作用。方法:应用组氨酸缺陷型鼠伤寒沙门氏菌TA97、TA98、TA100、TA102和TA1535,通过平板渗入法同时对广东深圳和山西太原两地的PM2.5样品进行标准Ames试验。实验设4个PM2.5剂量组(分别为每皿40、100、200和400μg)、1个阴性对照组和1个阳性对照组,每种细菌均设立加S9和不加S9两种试验组。结果:深圳PM2.5样品的Ames试验结果显示,TA97、TA100和TA102在PM2.5样品处理后菌落回变数显著高于阴性对照组,加S9与不加S9的菌落回变数比较差异有统计学意义(P<0.01)。太原样品的Ames试验结果显示,TA97、TA98和TA100在PM2.5样品处理后菌落回变数显著高于阴性对照组,加S9与不加S9的菌落回变数比较差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。但深圳和太原PM2.5样品对TA1535未见阳性结果,结论:深圳和太原PM2.5样品均能够引起TA97、TA98、TA100的Ames试验的自发回变数阳性结果,表明深圳和太原PM2.5样品均具有致基因突变作用。

太原市交通路口大气PM_(2.5)单颗粒成分研究

为了解冬季采暖期交通路口大气细颗粒物(PM_(2.5))成分随时间变化规律及影响因素,于2011年12月19日-23日每日8:30、11:30、14:30、17:30左右在太原市主城区典型交通路口采集大气PM_(2.5)样品20组,经电子探针微区分析技术(EPMA)测定后,对1 678个颗粒的二次电子像和X-射线能谱进行了分析,结果表明:(1)矿物尘和含碳颗粒占样品总数80%以上,含硫的反应矿物尘是含氮的2.5倍;(2)在每天4个不同采样时段,初级矿物尘、有机碳(OC)及富铁颗粒相对丰度的变化均无统计学意义(P>0.05),但元素碳(EC)和反应矿物尘的变化差异均显著(P<0.05);(3)OC/EC数量比>2且OC、EC相关性差。说明太原市采暖期与交通相关的大气PM_(2.5)成分复杂、来源广泛,其中矿物尘颗粒主要来自工地和道路扬尘,EC以煤炭燃烧和机动车尾气一次排放为主;OC受一次排放及二次产生的共同影响;富铁颗粒含量比较恒定,可能受机动车影响较大。

荧光硫量子点的制备及应用研究进展

硫量子点(SQDs)具有发光强度高、毒性低、无重金属污染、生物相容性好、光化学性能稳定等优势,已广泛应用于荧光探针检测、细胞成像、光电转换、化学催化等领域。综述了SQDs的合成方法,性质和应用。SQDs的合成方法可分为自下而上法和自上而下法,其中自上而下法合成的SQDs具有更高的荧光量子产率。重点介绍了SQDs的光学性质,发光机理、细胞低毒性和抗菌性。总结了SQDs在荧光探针、生物成像以及发光器件制造等领域的重要应用。最后,提出了目前SQDs在前沿应用中亟待解决的问题,展望了SQDs未来的发展方向。

山西省阳泉矿区酸性矿水细菌群落组成特征探究

为探究废弃煤矿区酸性矿水群落组成特征,于2017—2018年夏、冬、春季在山西省阳泉矿区小沟村酸矿水渗出点(AMD1)和小沟村露天矿积水(AMD2) 2个样点采集水样,运用高通量测序技术分析测定各样本细菌群落组成,发现:小沟村酸矿水渗出点中,铁氧化菌Acidithiobacillus和铁还原菌Acidiphilium是夏季细菌群落中的主要菌属,norank_p_WS6和铁氧化菌Gallionella分别是冬季和春季的主要菌属;小沟露天矿积水中,铁还原菌Acidiphilium是夏季的优势菌属,铁氧化菌Ferrovum是冬季和春季的主要优势属。其他菌属均为低丰度成员,其中在夏季露天矿积水样点中发现少量的硫氧化菌Thiomonas。主成分分析表明夏季和冬季细菌群落差异尤为显著,结合优势属的表型分析,可能与水体中细菌对温度的敏感性有关。

太原采暖期PM_(2.5)中水溶性有机氮污染特性研究

在太原市运用中流量采样器进行24 h PM_(2.5)样品采集,并进行水溶性有机碳(WSOC)、水溶性总氮(WSTN)、水溶性有机氮(WSON)以及无机离子分析,探究其浓度、组成、时间变化特征与来源。结果表明,冬季采暖期太原PM_(2.5)中WSON日平均浓度为(10.0±4.9)μg/m^3,平均占WSTN的44%。在无霾天(能见度>10 km)、微霾天(5 km≤能见度≤10 km)和重霾天(能见度<5 km),WSON分别为(1.1±1.0)、(4.3±2.9)、(15.5±4.5)μg/m^3。WSON/WSOC质量比从无霾天、微霾天到重灰霾天呈逐步增大趋势,其均值分别为0.3±0.5、0.47±0.16、0.64±0.15。PCA/APCS模型分析表明,燃煤燃烧、生物质燃烧以及汽车尾气排放的混合源对WSON的贡献率为21.4%,建筑扬尘对WSON的贡献率为1.3%,烹饪对WSON的贡献率为1.7%。

黑豆种皮多酚的超声辅助提取工艺及抑菌活性研究

试验旨在探究黑豆种皮多酚的超声辅助提取工艺及抑菌效果。以黑豆为原材料,以黑豆种皮多酚提取率为响应值,选取乙醇浓度、料液比、提取时间、超声功率为考察因素,采用响应面法对黑豆种皮多酚提取工艺进行优化,同时使用滤纸圆片法测定黑豆种皮多酚对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的抑制效果。结果表明:当乙醇浓度为60%、料液比为1􀏑25(g/mL)、提取时间为65 min、超声功率为400 W时,黑豆种皮多酚提取率最高,为(11.26±0.08)mg/g,与理论值接近,说明经过响应面法优化分析得出的模型是可用的。通过对抑菌圈观察发现,当多酚浓度>0.050 mg/mL时,黑豆种皮多酚对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌有一定的抑制作用。

环境工程学与生态毒理学交叉研究及展望

在对环境工程学和生态毒理学两门学科长期研究的基础上,从水污染、大气污染、固体废物等环境治理方 面,首次提出并论述这两门学科相互交叉研究的可能性、必要性及其重要意义。环境工程学与生态毒理学的研究 领域有很多共通之处,二者交叉研究可以起到相辅相成、相互完善、共同发展的积极作用,对于促进环境工程学和 生态毒理学学科的发展、提高环境污染治理的效率均具有重要意义。展望未来,环境工程学与生态毒理学交叉研 究将开启一个新的研究领域,其深入发展将创造新的富有中国特色的环境工程生态毒理学方向或学派。

“双碳”战略引导下煤炭生产企业碳排放核算的研究进展

减少碳排放是全球共同面临的挑战。在“双碳”战略引导下,全面研究煤炭生产企业的碳排放对企业节能 降碳和绿色发展具有重要意义。规划和开展碳排放核算是企业积极制定减排行动的基础,而煤炭生产企业在碳减 排工作中还存在碳核算方法相对薄弱的问题。本文总结了国内外碳排放标准,提出最适宜企业进行碳排放核算参 考的标准,并通过文献查阅和资料分析等方法,明确企业碳排放核算边界和碳排放源,然后建立企业碳排放核算模 型。最后对碳排放核算的内容进行汇总和说明,并从碳排放和政策两个方面对企业的降碳路径做出了展望。

太原市冬季灰霾期间大气细颗粒物化学成分特征

研究了太原市灰霾发生期间大气PM2.5质量浓度和化学成分变化规律.采样时间为2011年12月27日16：00~2012年1月3日04：00,使用TH-150C中流量大气PM2.5采样器（采样膜为直径90mm的石英纤维滤膜）在山西大学环境科学研究所5层楼顶每隔4h采样一次,得到灰霾样品34个,非灰霾样品5个.采样期间对大气PM2.5质量浓度进行实时监测.结果表明：灰霾期间（初起、进展、鼎盛、减弱4个阶段）大气PM2.5平均浓度达（692±272）μg/m3,是非灰霾期间（即灰霾消失阶段）（54±12）μg/m3的12.8倍；在灰霾发生期间,大气PM2.5中Hg、Pb、As等重金属污染物、OC以及水溶性无机离子SO42-、NO3-、NH4＋、K＋、Cl-、F-浓度呈现相似的变化趋势,即在灰霾初起、进展阶段不断增加,在灰霾鼎盛期达到最大值,随后随着灰霾的减弱和消失而不断下降,最终降到一个较低的水平；而与燃煤关系不大的Zn元素、Ca2＋、Mg2＋等在灰霾各个时期浓度变化较小.以上结果说明冬季灰霾天气使太原市大气PM2.5浓度显著上升,并增加PM2.5中重金属、有机物和二次气溶胶含量,使其化学成分发生改变,同时也反映了冬季燃煤和生物质燃烧对太原市大气PM2.5的化学组成影响大于交通源和土壤扬尘.

花青素类物质对pH响应的紫外光谱学和理论研究

本文以氯化矢车菊素和氯化飞燕草色素两种常见花青素为研究对象,检测了它们在不同pH水环境下的紫外-可见吸收光谱,通过研究吸收光谱峰位置的变化,对pH变化过程中物质结构的变化进行了分析;同时通过理论计算对两种物质的结构进行了优化,根据相关数据探讨了该类花青素的电子云分布及其对抗氧化活性的影响。结果表明,随着酸碱度的变化,氯化矢车菊素可能有四种稳定结构的中间态,氯化飞燕草色素可能只有三种,说明母核上羟基取代基的数量和位置对花青素类化合物的活性和稳定性有较大影响,这也会影响其抗氧化活性。理论计算得到的轨道能级数据说明氯化飞燕草色素可能有更好的抗氧化活性;羟基的电荷分布则分析了花青素不同位点的羟基与自由基结合的能力,这也表明氯化飞燕草色素可能有更好的抗氧化活性。

荧光光谱法研究姜黄素与β-环糊精及其衍生物包合作用

采用荧光光谱法,在室温下研究了pH=2.02的磷酸盐缓冲溶液中β-环糊精(β-CD)、甲基-β-环糊精(M-β-CD)、羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)、磺丁基-β-环糊精(SBE-β-CD)对姜黄素的包合作用。固定姜黄素浓度,逐渐改变β-CD及其衍生物的浓度,姜黄素的荧光强度逐渐增强,表明包合物的形成,同时用荧光双倒数法计算了β-CD及其衍生物与姜黄素的包合常数。结果表明,室温下,在pH=2.02的磷酸盐缓冲体系中,SBE-β-CD对姜黄素的包合能力最强,四种环糊精与姜黄素的包合比均为1∶1。初步探讨了SBE-β-CD荧光增敏作用对姜黄素的定量测定,线性范围为5.0×10-7～4.5×10-6 mol/L,检出限为1.2×10-8 mol/L。

基于锰、氯、氮共掺杂碳点的光学双模和智能手机成像检测Cr(Ⅵ)

六价铬[Cr(Ⅵ)]具有毒性和致癌性,严重威胁人类健康,因此开发快速、灵敏、精准检测Cr(Ⅳ)的方法具有重要意义。该研究以邻苯二胺、对氨基苯甲酸、氯化锰和浓盐酸为反应前体,通过一步水热法合成了锰、氯、氮共掺杂碳点(Mn,Cl,N-CDs)。Mn,Cl,N-CDs能发出明亮且稳定的红色荧光,荧光量子产率为5.3%。基于聚集诱导和动态猝灭效应,Cr(Ⅵ)可使Mn,Cl,N-CDs的荧光强度和吸光度发生显著变化,基于此,开发了荧光和比色双模传感器及智能手机成像法,实现了Cr(Ⅵ)的灵敏检测。荧光法和比色法检测Cr(Ⅵ)的线性范围分别为33.8~469.5µmol/L和2.4~80.7µmol/L,智能手机成像检测Cr(Ⅵ)的线性范围为20.0~160.0µmol/L(可见光辐照)和80.0~170.0µmol/L(紫外光辐照)。该文不仅成功构建了智能手机成像定量检测Cr(Ⅵ)的传感器,同时为基于碳量子点构筑智能、便携、可视化传感器提供了新思路。

生物质燃烧和采暖燃煤对太原市大气PM_(2.5)的影响

[目的]研究山西省太原市秋冬季生物质燃烧和采暖燃煤对大气细颗粒物(PM_(2.5))质量浓度及化学成分的影响。[方法]使用武汉天虹公司TH-150C中流量大气PM_(2.5)采样器于2014年10月4日至11月23日在山西大学环境科学研究所楼顶采集大气PM_(2.5)样品,测定其重金属、水溶性无机离子和有机碳(OC)、元素碳(EC)含量,记录采样期间气温、相对湿度、风速、大气PM_(2.5)日均浓度值,并查阅同期太原市周围卫星火点图。[结果]卫星火点图显示,2014年10月下旬太原市周边火点明显多于11月,与之相联系,采样点大气PM_(2.5)质量浓度呈现10月高、11月前2周低、之后快速上升的趋势,与该趋势变化相一致的是PM_(2.5)中的无机水溶离子SO_4^(2-)、NO_3^-、NH_4^+、K^+、重金属元素Zn、Pb、As以及含碳颗粒OC、EC,而F^-、Cl^-和重金属Cd、Ni却呈现缓慢累积的变化规律,Na^+、Mg^(2+)、Ca^(2+)浓度变化幅度较小,说明PM_(2.5)的来源复杂,影响因素较多;与采暖前相比,采暖后NO_3^-和SO_4^(2-)质量浓度比以及OC/EC均下降,表明采暖燃煤可使大气中SO_2和EC的排放迅速增加。[结论]太原市大气PM_(2.5)质量浓度及化学成分受多种因素的影响,除气象因素和燃煤外,生物质燃烧是重要的贡献源,城市周边生物质大量燃烧甚至可以超过采暖燃煤对大气PM_(2.5)浓度的影响。

太原市NH_3排放量估算及地域分布特征分析

NH3在大气细颗粒物(PM2.5)和灰霾形成过程中扮演着重要角色。为了解太原市NH3来源及排放情况,利用排放因子法,根据2013年该市各类氨排放源的活动水平数据,对NH3年排放量进行了估算,并分析其地域分布特征。结果表明,太原市NH3排放总量约为11 445 t,其中99.3%来自于人为源排放,0.7%来自自然源排放;在人为NH3排放源中,农业源是太原市的主要排放贡献源,其中畜禽养殖排放量最大,占34.2%;其次为氮肥施用,占18.9%;畜禽源中,鸡是NH3排放最大贡献源,占畜禽源NH3排放总量的31.0%,其次是猪,其贡献率为28.5%;在太原市下辖的六区三县一市中,畜禽NH3排放量约3 904 t,依贡献值从大到小排序为:清徐县>小店区>阳曲县>古交市>晋源区>尖草坪区>娄烦县>杏花岭区>万柏林区>迎泽区。说明在人为氨源排放过程中,畜禽养殖的贡献很大,且主要分布在郊区县市中,建议加强对畜禽养殖业的管理,采取有效措施,严格控制氨气排放。

太原市森林公园林带对空气PM 2.5的净化效率

开展城市绿地滞尘效应研究对指导城市绿地建设具有重要科学意义。为了研究城市交通主干道周边绿地的滞尘效应,以太原市森林公园西侧紧邻滨河东路南北长600 m,东西宽100 m的针叶混交林带为研究对象,在林带最西侧与道路交界处设对照点(0 m),由西向东垂直于路面在林带内分别设置20、40、60、80 m 4个监测点,用中流量大气PM 2.5采样器(100 L/min)在各点对PM 2.5进行日间采样,分析林带内PM 2.5浓度的变化特征并计算林带对PM 2.5的净化效率。结果表明:1)林带宽度影响其对大气PM 2.5的净化效率,从20~60 m的净化效率逐渐提高,80 m处略低于60 m;2)林带对局部空气PM 2.5净化效率与区域空气质量呈负相关,当空气质量为优良时,林带可以有效地降低局部PM 2.5,当空气质量为中重度污染时,林带20~40 m宽处会聚集较高浓度的PM 2.5;3)林带内分时段净化效率显示,9:30-11:00的净化效率最低,12:30-17:00净化效率较高,且15:30-17:00林内PM 2.5质量浓度最低,提示该时段适宜市民在公园内活动。

太原市冬季PM_(2.5)中多环芳烃、硝基多环芳烃、SO_4^(2-)和NO_3^-的污染特征

以太原市2013年冬季大气细颗粒物(PM2.5)为研究对象,定性与定量分析了其中多环芳烃(PAHs)、硝基多环芳烃(NPAHs)、硫酸盐(SO2-4)和硝酸盐(NO-3)的浓度及其昼夜变化。采用特征比值法分析了PAHs、SO2-4和NO-3的来源,并通过PEFs毒性评价法评价了PM2.5中PAHs的BaP等效毒性,估算出个体致癌指数。结果显示,太原市PM2.5中16种PAHs总含量、3种NPAHs总含量及SO2-4和NO-3含量分别在102~153 ng/m3、0.41~0.48 ng/m3、4.89~5.87μg/m3和1.69~1.71μg/m3范围内,且其夜间浓度均高于白天。PAHs的BaP等效毒性和个体致癌指数超过标准值。结果提示,太原市PM2.5中PAHs、NPAHs、SO2-4和NO-3污染主要是由于燃料燃烧和固定源引起的,且颗粒物上的PAHs浓度高,对人体健康有潜在的风险。

基于Pt-PDDA/还原石墨烯纳米电极材料的构建及电化学检测4-氨基苯酚

通过Hummer法将天然石墨粉氧化得到氧化石墨,再将其超声分散于去离子水中形成稳定的氧化石墨分散液。为了引入铂粒子并使之与氧化石墨烯片牢固锚定,将氧化石墨分散液与氯铂酸溶液混,合成Pt-PDDA/还原石墨烯(Pt NPs-PDDA/rGO)纳米电极材料。通过红外、紫外光谱分析以及扫描循环伏安曲线、交流阻抗曲线对该复合电极材料进行了表征。由于铂优良的催化性能,聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)的防聚合功能,石墨烯巨大的表面积、优异的电子传导性能及对4-氨基苯酚(4-AP)强大的吸附作用,将制备得到的Pt-PDDA/还原石墨烯纳米电极材料构建电化学传感器,用于对4-AP超灵敏的检测。结果表明,在0.5 mol/L的磷酸盐缓冲液(PBS)中对不同浓度的4-AP进行测定,Pt NPs-PDDA/rGO复合膜修饰的GCE与裸露的GCE和功能化石墨烯(PDDA-rGO)修饰的GCE相比,4-AP的氧化还原峰电流显著增加,表明Pt NPs-PDDA/rGO具有对4-AP的电催化活性。然后对实验条件进行了优化,研究了不同实验条件对电化学传感器性能的影响。结果表明,在最理想的条件下,4-AP浓度在1.00×10^(-5)~1.00×10^(-3)mol/L范围内时,氧化峰电流与浓度呈良好的线性关系,相关系数为0.992 2。最后将其应用于河水和自来水中的4-AP检测,获得令人满意的结果,回收率为98.0%~106.0%。

太原市城区大气PM_(2.5)和PM_(10)时空分布特征

研究太原市城区大气颗粒物质量浓度时空变化规律,可以为实施更有效的大气污染综合治理手段提供科学依据。以太原市9个国家空气质量自动监测站的数据为基础,运用统计分析和Kriging插值法,对太原市城区2019年大气颗粒物的时空分布进行了分析。结果表明,2019年太原市城区PM_(2.5)和PM_(10)年均质量浓度分别为56μg·m^(−3)和107μg·m^(−3),是国家二级标准限值的1.60、1.53倍,以PM_(2.5)和PM_(10)为首要污染物占总超标天数的44.03%和12.58%;PM_(2.5)/PM_(10)年均值为0.52,PM_(2.5)对PM_(10)贡献较大;PM_(2.5)季平均质量浓度为冬季(87μg·m^(−3))>秋季(50μg·m^(−3))>春季(49μg·m^(−3))>夏季(34μg·m^(−3)),PM_(10)为冬季(123μg·m^(−3))>春季(120μg·m^(−3))>秋季(98μg·m^(−3))>夏季(64μg·m^(−3));PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度月变化呈U型,二者平均质量浓度1月最高,8月最低;PM_(2.5)和PM_(10)24 h质量浓度变化呈“单峰单谷”型,峰值在10:00,谷值在17:00;取暖期PM_(2.5)与CO、SO_(2)和NO_(2)相关性高于其他时段;太原市城区PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度空间分布总体上呈北低南高之势,PM_(2.5)春夏秋季的空间分布格局与太原市城区生产、生活、交通干道分布格局比较吻合。以上结果提示秋冬季是太原市城区颗粒物治理的关键时期,位于南部的小店和晋源区为重点防控治理区域。

SiO_2改性CPVC/PVDF/PMMA复合材料的制备和性能研究

采用机械共混法制备了Si O2改性的CPVC/PVDF/PMMA复合材料,考察了Si O2用量、PVB、PVC、丁腈粉、DBP对材料成膜性能、吸墨性能、柔软性和韧性的影响.结果表明:1当Si O2的质量浓度为4.5%时,CPVC的成膜性和吸墨性能最佳;2当DBP、丁腈粉的质量分数分别为3.0%和3.4%时,膜的柔韧性最佳;3最佳的制备工艺是将PMMA、CPVC、PVDF和丁腈粉溶于DMAC和DBP的混合溶液中,再恒温4 h.