纳米零价铁及其在环境介质中氧化后性质演变研究进展

纳米零价铁(nZVI)尺寸小、比表面积大、表面能高、还原性强,对环境污染物具有良好的去除效果,常用于土壤及水体修复领域.而nZVI的上述特性使其在含氧环境介质中易发生氧化现象,导致物理化学性质发生变化并影响污染物的去除.本文综述了nZVI在不同环境介质中氧化后物理化学性质演变研究进展,包括nZVI制备方法及特性综述、nZVI氧化导致的结构组成和性质的演变、氧化后对重金属去除机理探讨和对环境的毒性变化,并对nZVI氧化研究与其环境领域中的应用关系进行了展望,期待为深入研究提供理论借鉴.

膜污染机制及其控制技术研究的新进展

膜污染问题一直是阻碍其发展的限制因素。近年来国际上关于膜污染的研究出现了一些新的变化,对膜污染物的研究深入到更加细化的分类,而且许多新的微观信号检测技术被引入到膜污染机制研究上,在膜污染控制方面取得了一些新的进展。

磷酸化纳米铁去除水中Cd^(2+)、Zn^(2+)、Ni^(2+)的比较

重金属污染已成为全球关注的环境问题,镉、镍和锌是工业生产中常见的重金属污染.纳米零价铁是重金属污染控制的重要环境功能材料,其改性优化工作也备受关注.本文采用液相还原法在制备过程中添加KH_(2)PO_(4)合成磷酸化纳米铁(phosphorylated nanoscale zero-valent iron,P-nZVI),考察了磷酸化对纳米铁去除Cd^(2+)、Zn^(2+)、Ni^(2+)的效果的影响,评估了磷酸化对抗pH、干扰离子影响的效果,并结合XRD、SEM、S/TEM、XPS等表征手段比较了P-nZVI去除3种重金属的作用机制.研究表明,P-nZVI对Cd^(2+)、Zn^(2+)的去除效率均显著优于纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron,nZVI),分别为79.6%、90.6%.吸附过程以P-nZVI表面磷酸基团的吸附为主,均可用准二级动力学描述.Ni^(2+)的去除包括吸附和还原作用,加剧了铁芯腐蚀,使其去除效率达到92.6%.因此,磷酸化修饰能通过累积零价铁表面负电荷以加速吸附过程;裂纹结构能降低金属离子跨越氧化铁层的阻碍,促进氧化还原,提高Fe0利用率.

零价铁修复铬污染水体研究进展

综述了零价铁处理含铬废水研究进展,分析了零价铁处理含铬废水的机理、影响因素及改良方法,并指出了使用零价铁处理含铬废水的发展方向。

环境中抗药细菌及其抗药基因的研究进展

抗生素的大量使用,诱发环境中的细菌和基因产生了抗药性。环境中的抗药细菌及其抗药基因被列为"新型污染物"逐渐引起了人们的关注。为此,文章介绍了环境中抗药细菌及其抗药基因的产生机制,总结了其在环境中的浓度和分布状况,分析了污水处理厂对抗药细菌及其抗药基因的去除特性,并指出在我国开展相关研究的必要性。

纳米金属氧化物对羊角月牙藻的毒性研究

纳米金属氧化物因其独特的性质被应用于很多工业领域,其本身所带来的环境安全问题已受到众多学者的关注。测定了16种纳米金属氧化物对羊角月牙藻的毒性效应。结果表明,不同纳米材料对羊角月牙藻生长的96 h半最大效应浓度(EC50)从大到小为ZnO、Pr6O11、Sm2O3、Nd2O3、Co3O4、CeO2、Fe3O4、SnO2、α-Fe2O3、CuO、Cr2O3、γ-Fe2O3、NiO、TiO2、WO3、ZrO2。除Sm2O3、CeO2、SnO2、TiO2和ZrO2外,比较其他11种纳米物质对羊角月牙藻和明亮发光杆菌的毒性效应,发现供试化合物对这两类生物的毒性效应之间存在较好的种间替代关系。同时比较了这两种受试生物间的毒性差异,它们对供试纳米金属氧化物颗粒的敏感性不同,羊角月牙藻对纳米金属氧化物更为敏感,因而提出光照和溶出离子可能是引起纳米金属氧化物对藻和发光菌产生毒性差异的影响因子。

离子液体的土壤环境行为研究进展

离子液体是在室温或接近于室温条件下由特定阴、阳离子构成的液态物质体系。离子液体具备优良的理化性质,在许多工业领域得到了广泛应用,这在无形中增加了其进入土壤环境的可能。文章介绍了典型离子液体的结构性质特点及潜在的土壤环境风险,综述了土壤体系中离子液体的吸附、迁移及降解等系列环境行为,讨论了土壤组成结构性质以及离子液体自身结构性质对其环境行为的影响。以上讨论综合勾勒出了离子液体的土壤环境效应及风险,并展望了离子液体的在环境领域今后的研究方向。

环境中苯并[a]芘的研究进展

苯并[a]芘（B[a]P）是国际公认的人类化学致癌物,在自然界中分布极广,卫生学中一般以它作为多环芳烃类致癌物的代表物。详细介绍了B[a]P的来源、理化性质、检测方法、毒性、致毒机理以及降解特性等方面最近的研究进展。展望了B[a]P今后重要的研究方向。

混合污染物联合毒性评价模型曲线和实际浓度效应曲线之间交叉现象的研究进展

许多研究在使用评价模型进行混合物联合作用模式判别时发现,混合污染物的评价模型曲线和浓度效应曲线之间存在交叉的现象,表现为联合作用模式随混合物浓度发生变化。虽然交叉现象不断被报道出来,但是该现象形成机制的研究却非常欠缺。本文系统分析了文献中出现的交叉现象,探讨了交叉现象可能的形成原因和机制,提出了化合物的hormesis效应是导致交叉现象的关键因素:混合组分中某些化合物在低浓度时会对受试生物的某些蛋白、基因等的表达量产生刺激作用,影响其他化合物对机体产生的效应,从而改变混合组分的联合作用模式。该研究不仅为交叉现象形成机制的进一步探索提供了理论依据,还为混合物的生态毒理评估和环境风险评价提供理论指导。

金属有机骨架材料在环境工程领域的应用进展

金属有机骨架(MOF)材料是一种新型多孔纳米材料,因其具有比表面积高、热稳定性好、种类多样、结构可调等诸多优点,在分离技术方面显示出巨大前景。详细介绍了MOF材料的特性、合成方法以及近年来在环境工程领域的应用情况。MOF材料主要用途为吸附分离具有温室效应的气体(如甲烷、二氧化碳等)以及二氧化硫、挥发性有机物等其他有害气体;还可用于处理含药物、染料、酚类大分子等的有机废水以及含无机阴离子和重金属阳离子等的无机废水。

503种储运过程常见化学品的安全管控浓度的计算——基于化学品对藻类的环境风险评价

化学品在提高人们生活水平的同时会对生态环境,对化学品进行环境风险评价可有效地避免这一不利影响.本文通过对商值法进行逆向推导的方法,根据化学品对藻类的急性毒性EC50,通过相关公式计算出了两个评价指标,即慢性无可见有害作用水平NOAEL和预测无效应浓度PNEC,最终推导出503种化学品的安全管控浓度C控.系列化学品的C控不仅能够直接为企业提供可参照的化学品环境暴露管控标准,还能为企业的化学品科学管理工作提供数据支撑和决策支持.

饮用水中高分子量消毒副产物的检测识别方法

消毒是饮用水处理过程中的重要步骤,但普遍采用的氯系消毒剂在杀灭细菌病毒的同时,能产生大量具有“三致”效应的卤代消毒副产物(DBPs),严重威胁了饮用水的化学安全.研究人员已在饮用水中陆续检测并识别出700多种DBPs,但这些已知DBPs均为分子量小于800 Da的低分子量DBPs,目前对高分子量DBPs的认识还较为有限.本研究建立了基于基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)的高分子量DBPs检测方法,发现在基质为2,5-二羟基苯甲酸,阳离子化试剂为三氟乙酸钠,使用三明治法点靶,反射-正离子模式,90%激光强度时,信噪比和信号重现性达到最优,信噪比之和达到了136.2,变异系数(CV)则为4.77%.利用上述方法,在模拟饮用水中检测到5种新的高分子量DBPs.在此基础上,通过同位素模式分析、TOF/TOF串联质谱和数据库验证,建立了针对未知高分子量DBPs的分子式/结构式识别方法,确定新的高分子量DBPs为寡糖羧酸类物质.

顶空气相色谱法测定氢气纳米气泡水中的总氢含量

氢气纳米气泡在环境修复、能源燃料和医疗健康等领域具有广泛的应用前景。目前氢气纳米气泡水中总氢含量的测定方法还相对有限,无法准确评定相关发生设备的性能。顶空气相色谱法通过加热使顶空瓶内体系达到气液平衡的方式将水样中的氢气转移到气相中,利用气相色谱仪来测定氢气纳米气泡水中的总氢含量。结果表明:样品的最佳平衡温度为50℃,平衡时间为15 min。通过对氢气纳米气泡水中氢气纳米气泡的数量浓度及粒径分布的检测,证实了该顶空气相色谱法适用于大多数纳米气泡产生方式所制备的氢气纳米气泡水体系,即氢气纳米气泡数量浓度范围为106~108个/mL,平均粒径范围为100~300 nm。当氢气纳米气泡数量浓度为6.7×10^(6)~3.8×10^(8)个/mL时,对应测得的氢含量为0~3.12 mg/L,氢气纳米气泡数量浓度与对应氢含量变化一致,且能在2 min内完成检测。该方法简单高效,可以满足不同数量浓度氢气纳米气泡水的测试要求,为测定氢气纳米气泡水中总氢含量提供了可行的选择,有助于进一步研究氢气纳米气泡在各领域的重要应用并进行发生设备的性能评价。

枯草芽孢杆菌的群体感应信号系统及其在环境领域的应用前景

简要介绍了枯草芽孢杆菌的生物特性及目前在环境领域的主要应用,阐述了枯草芽孢杆菌的群体感应信号系统及信号分子,指出群体感应在枯草芽孢杆菌生长过程中重要的调控机制。针对目前群体感应尚处于机制理论研究阶段,提出枯草芽孢杆菌群体感应系统在环境领域潜在的应用前景。

环境样品库的建设与管理

介绍了瑞典环境样品库的特色管理经验,包括对内分工明确、对外合作密切、长期监测与特色研究项目相结合、重视数据的管理与积累、坚持对外开放等,并由此对新建长江环境样品库的运行管理,提出了明确定位、细致规划、加强队伍建设和对外合作、坚持长期监测与特色研究相结合、加强环保展示教育等几点重要建议。

纳米零价铁的表征及改性研究进展

纳米零价铁(nanoscale zero-valent iron,nZVI)因其在地下水处理和土壤修复中具有应用前景一直广受关注.但在实际应用中,纳米零价铁nZVI依旧存在颗粒易团聚、传输能力弱和污染物难以选择性去除等方面的问题.为突破这些应用瓶颈,目前已开展了大量nZVI改性工作,并对污染物去除机理进行了深入研究.相关研究很大程度上解决了目前nZVI在环境应用中存在的缺陷,大幅提升了nZVI的环境修复效率.本文归纳了近年来nZVI颗粒在机理研究和性能优化中涉及的表征方法,详细介绍了nZVI表面改性技术(金属掺杂、表面涂层、乳化和负载等)及其优势.同时,展望了nZVI在实际应用中面临的科学挑战与发展机遇,其有助于学者们对nZVI的相关应用有更深的理解,有望为nZVI等环境纳米材料实际应用提供相关借鉴.

固定化泛菌对底泥中孔雀石绿的降解

用2%海藻酸钠对孔雀石绿高效降解菌Pantoea sp.EF192586菌株进行固定化包埋,研究固定菌对底泥中孔雀石绿的降解情况。研究结果表明:固定菌对底泥中不同浓度孔雀石绿均有降解,且0.45和0.95μg/g干重降解率更好,达80%。增加固定菌的投菌量可提高降解速率和降解率,但当投菌量增至1.5g后降解率不再增加。泥水系统中水量减少可以提高固定菌起始阶段的降解速率。当固定菌和光照联合作用时可以提高降解率。

应用物种敏感性分布评价法对太湖梅梁湾入湖河流交汇处优控有机污染物的生态风险分析

采用物种敏感性分布法(SSDs),对列于美国EPA优先控制名单的14种太湖梅梁湾水体半挥发性有机污染物进行生态风险分析,分别计算急、慢性5%物种危害质量浓度(HC5);并预测环境质量浓度下化合物对生物单一、联合潜在影响比例(PAF)。结果表明:1)总体来说,梅梁湾水体风险较小,慢性-联合生态风险PAF结果从大到小为春季(枯水期,5.22%)、秋季(0.61%)、夏季(0.49%)、冬季(0.33%);2)14种目标有机污染物中需要注意的是六氯苯(PCB)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、蒽(Ant)和苯并[a]芘(BaP)。这是由于PCB急性EIC5(0.131μg·L^(-1))很小,导致其急性PAF最大(秋季3.90%,冬季3.18%);DOP的高质量浓度导致其春季慢性PAF最大(6.81%);Ant、BaP的急、慢性HC5均很小,但两者质量浓度较低,暂时风险较小。因此,建议加强春季污染控制,提高PCB、DOP的控制力度,并密切关注Ant、BaP质量浓度的上升。

赤潮异湾藻与三角褐指藻的竞争及其化感作用初探

文章通过对赤潮异湾藻和三角褐指藻间竞争及其化感作用的论述,定性分析了两种微藻单独培养和共培养的最大环境容量(K)和生长速率(r)等生长参数,同时利用逻辑斯谛方程和Lotka-Volterra的竞争模型进一步定量比较了微藻间的竞争力参数(α和β),并采用对比微藻在f/2培养基中和其他微藻滤液中生长情况的方法,初步探讨了赤潮异湾藻和三角褐指藻间竞争产生的原因。结果表明,赤潮异湾藻对三角褐指藻有强烈抑制作用(α=6.38),而三角褐指藻对赤潮异湾藻抑制非常轻微(β=0.23),赤潮异湾藻的竞争能力大大强于三角褐指藻,推测这种竞争作用与这两种微藻间存在的化感作用相关外,还可能与其他因素如接触性信息传递等相关。此研究对调控藻类生物的生长和数量变化、鱼虾蟹等水产养殖水体中藻害的防治以及海洋生态环境的改善都具有相当的理论意义。

离子液体分析方法研究进展

离子液体(ILs)由于挥发性小和化学稳定性高常称为绿色溶剂而得以广泛生产与应用.同时由于水溶性高和难降解可能给水生生物带来潜在危害,已逐渐引起广大环境化学工作者的关注.如何有效地分离分析ILs是研究其迁移、转化等环境行为及生物毒性的首要问题.为此,本文系统论述了反相液相色谱法、离子对-反相液相色谱法、极性-反相液相色谱法、离子色谱法、毛细管电泳及等速电泳等方法分析ILs的研究进展,分析了各个方法的优缺点和适用对象,展望了ILs分离分析发展的未来趋势.