川西平原还田秸秆腐解释放DOM的光谱特征

为掌握川西平原保护性耕作模式下还田秸秆腐解过程的光谱学特性,追溯还田秸秆对川西地区生态系统结构的影响过程,采集了该地区主要种植作物油菜、水稻的秸秆样本,利用紫外-可见吸收光谱(UVVis)、三维荧光光谱(3D-EEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)三种光谱学表征手段,阐明秸秆各腐解阶段溶解性有机质(DOM)的光谱学特征,对比不同农作物秸秆快速淋溶阶段DOM(0~0.5d)与腐解过程(0.5~90d)的光谱学特征差异性,解析其变化机理。结果表明:还田秸秆腐解过程中DOM的光谱学特性差异明显,伴随着芳香性物质的溶出、降解以及新生腐殖类物质的形成;由秸秆快速淋溶阶段释放DOM的E_2/E_3值最大而SUVA_(254)值最小可知该阶段溶出的物质芳香性和分子量相对较小;其芳香性组分的溶出主要集中在腐解前期(≤10d),表现于该阶段E_2/E_3值逐渐减小且SUVA_(254)值逐渐增大,DOM中多糖峰、芳香C和酰胺峰变弱;难分解的纤维素、半纤维素和大分子蛋白质主要在腐解后期被降解;DOM中酚类、羰基类和羧酸类物质数量增加,使得DOM与有机污染物、金属离子的相互作用增强,进而调节农田土壤中污染物的迁移转化过程。本研究为川西平原秸秆还田的环境意义提供了基础数据和新证据,为该地区农业废弃物处理与资源化提供了依据。     

石英粉/磷酸盐缓冲溶液体系中羟自由基荧光分光光度法定量检测研究

为了定量检测石英粉/磷酸盐缓冲溶液体系中极低浓度的羟自由基(·OH),依据对苯二甲酸(TA)在pH中性的缓冲溶液中与羟自由基反应生成唯一稳定且具有很强荧光特性的产物即2-羟基对苯二甲酸(HOTP),本文建立了滤液最大激发/发射波长EXmax/EMmax=316nm/422nm处的荧光强度与HOTP浓度关系的标准曲线,通过检测石英粉与缓冲溶液作用之后滤液的荧光强度,从而间接测定了体系产生的·OH累积浓度。通过重复试验并分析五个不同实验条件下体系产生的·OH累积浓度,最小检出限达到1.59×10-10 mol·L-1,相对偏差为1.20%~7.89%,标准偏差为1.09×10-9~2.17×10-9 mol·L-1,相对标准偏差为3.5%~5.8%,说明该方法具有较高的精确度和较好的重复性。该方法可用于定量检测pH中性溶液中极低浓度的·OH,与其他方法相比,具有明显的检测限低、成本低、灵敏度高、稳定性和重现性好等优势。     

矿物流场冲击与极性吸附作用产物的红外光谱研究

 在马赫数M≥3冲击作用下和偶极矩大于或等于2.0极性分子的表面吸附作用条件下,对比了7种重要矿物微粒的红外吸收光谱特征及其变化,分析了7种矿物微粒的力学-结构效应以及表面基团的转化过程。     

3-[二(羧甲基)氨甲基]-1, 2-二羟基蒽醌与蛋白质作用的研究

在pH4.1的缓冲溶液中,研究3-[二(羧甲基)氨甲基]-1,2-二羟基蒽醌(AFB)与牛血清蛋白(BSA)结合反应,相互生成的紫色的配合物。采用UV光谱法,测得此配合物的最大吸收峰值为510nm,与试剂本身相比较红移90nm。表观摩尔吸光系数ε=1.2474×10^4mol^-^1.cm^-^1.L,最大结合数n=7,表观结合常数K~c=3.85×10^6。研究发现,AFB与BSA之间主要是以分子之间的静电引力结合,认为该反应符合Scatchard模型。离子强度对结合反应有显著的影响。     

锌试剂与赖氨酸相互作用的吸光光度研究

研完了邻{2-[α-(2-羟基-5-磺基苯偶氮)－亚苄基]－肼基}苯甲酸(锌试剂,ZcN)与L-粕氨酸(L-Lys)复合物的吸光光度测定基本条件,在pH1.9的缓冲溶液中,ZCN与Lys结合生成紫红色复合物,最大吸收波长在605nm处,标准工作曲线在5.47×10-6～1.64×l0-4mol·L-1范围内呈线性关系。在最大吸收峰处比锌试剂本身红移145nm,复合物的表观摩尔吸光系数ε为2.5×104。同时,研完了离子强度对反应体系的影响．ZCN作为光谱探针与Lys的结合数。     

钠盐溶液中U(Ⅵ)的电化学电子转移与晶化研究

采用循环伏安法分析钠盐溶液中U(Ⅵ)的电化学行为,恒电位电化学还原处理U(Ⅵ),利用交流阻抗谱分析电化学还原反应中的过程动力学特性,利用X射线衍射、扫描电子显微镜和电子能谱等方法分析了U(Ⅵ)的电化学晶化.结果表明,在钠盐溶液中,U(Ⅵ)可通过电化学反应先还原成低价的U(V)并进一步还原为U(Ⅳ),U(Ⅳ)一步氧化为U(Ⅵ),U(Ⅳ)/U(Ⅵ)之间的电化学转化过程受扩散控制,且U(Ⅵ)的电化学电子转移易受环境p H值的影响;恒电位还原4 h时,溶液中U(Ⅵ)的去除率可达90%,U(Ⅵ)的结晶固化产物主要以固态的(UO2)6O2(OH)8·6H2O(水铀矿)和UO2的形式附着在工作电极上.     

脱氧核糖核酸与3-氨基-6-二甲氨基-2-甲基吩嗪盐酸盐反应机理的研究

采用UV光谱法 ,发现在pH 7～ 8的缓冲溶液中 ,脱氧核糖核酸 (DNA)与 3 氨基 6 二甲氨基 2 甲基吩嗪盐酸盐 (ZR)相互作用 ,生成红色配合物 ,此配合物的最大吸收峰为 5 2 0nm。反应前后的吸收光谱变化明显 ,配合物的吸收峰值红移 70nm。测得该配合物的表观摩尔吸光系数ε =1 5× 10 6mol-1·L·cm-1;最大结合数n =30 3。研究了体系的酸度、温度、时间等基本反应条件。离子强度的改变对体系的吸光度有明显的影响。实验研究了生物大分子与小分子探针的结合模式 ,认为该反应基本符合Scatchard模型。     

载铅高硅质粉尘对大肠杆菌壁膜的损伤作用机制

大气颗粒物与微生物共存时的健康效应受到了越来越多的关注。以大气颗粒物中石英与重金属铅为研究对象，粉尘浓度为1.6 g·L-1，制备载带不同浓度铅高硅质粉尘，以人体常见菌-大肠杆菌为受试对象，探讨载铅高硅质粉尘对大肠杆菌细胞壁膜损伤的机理。采用噻唑蓝(MTT)测定微生物的细胞活力后发现，与对照组相比，大肠杆菌与载铅石英粉尘作用2 h后，细胞活力表现出单一铅离子组大于载铅石英粉尘组，并且呈现重金属剂量效应。PI的摄入量测试表明，高浓度载铅粉尘组中摄入量分别高出对照组36%与46%，单一重金属组摄入量也有较高的增长，而激光共聚焦显微镜观察图中，染毒组均出现不同程度的红色荧光，可以发现载铅石英粉尘作用后的细菌细胞壁膜通透性明显升高，利用探针标记，采取荧光分光光度法测定荧光强度显示胞内和溶液中活性氧逐渐增多，载铅粉尘组(Q+Pb-2，Q+Pb-3)胞内ROS分别较对照组高出2倍和2.5倍，参照前人研究，发现溶液中ROS变化主要与重金属离子在其表面结合态数量决定。综合分析，活性氧在诱使细胞膜损伤过程中起到决定性作用。红外表征中，细胞膜表面磷酸二脂基团、蛋白质甲基振动及酰胺带等基团与载铅石英粉尘作用后均发生明显峰位偏移，均与载铅粉尘发生较强相互作用，一定程度上影响细胞壁膜完整性。综上，重金属与粉尘共同作用使得细胞膜通透性发生变化，细胞壁膜的完整性改变，影响细胞活力，最终导致细菌死亡，活性氧及重金属等的作用导致细胞膜的损伤可能是载重金属高硅质粉尘的一种毒性作用机制。     

大鼠体内青石棉纤维表面变化的红外光谱研究

肌体蛋白质在与青石棉的相互作用过程中,组织结构对称性降低,结构疏松;青石棉的硅已与蛋白质中的烷基、胺基交联成键,存在明显的Si—O—C(N),Si—R新的吸收谱带;青石棉残留的粉尘仅为以硅为主的物质。石棉小体(斑)内的纤维表面基团和组织内的某些蛋白反应形成新的表面介体。染尘肌体组织在加热过程中,蛋白质类结构对称性降低并逐渐氧化,末端基团如—CH_3,—CH_2振动减弱。C—C长链骨架的分解,并可分成200,400和600℃三个相变温区。Si—O,Si—O-Si吸收加强,新生成的表面介体的稳定性(Si—O—C,Si—C,Si—CH_3)基团介于二者之间。在500℃以上,肌体组织、表面介体和体内残留纤维已全部破坏。体内青石棉被生物作用溶解和生化反应结合后,其热稳定温度大为降低。     

生物吸附剂梧桐树叶对铀的吸附行为研究

以梧桐树叶粉末为吸附剂,通过静态吸附实验,利用FTIR,SEM,XRD,XRF等手段,研究了梧桐树叶对铀的吸附行为及其可能存在的机制。结果表明:梧桐树叶对铀有较强的吸附能力,吸附率和吸附容量分别可达96%和19.68mg.g-1。吸附行为符合准二级动力学方程和Freundlich等温线方程。吸附过程中,铀通过静电作用被快速吸引到梧桐树叶表面,干粉中的羟基、羧基和酰胺Ⅱ带等官能团可能与铀发生络合或配位反应;吸附后,梧桐树叶干粉表面由疏散多孔的不规则分布状态变成致密平整的结构,以SiO2为主的纤维素特征峰减少,Ca和Na的元素含量增加,Mg的元素含量相对减少,并在吸附后的干粉中检测到铀的存在。推测在梧桐树叶对铀的吸附行为中既有物理吸附又有化学吸附,表现为静电吸引,络合配位及离子交换共同作用的机制。