电感耦合等离子体质谱法测定地表水中汞及其记忆效应的消除

<正>汞作为一种高毒性的重金属元素,其危害性已广为人知。工业及农业活动中都有可能造成水环境中汞污染,汞排入水中后,受污染水体的鱼体内甲基汞含量比水中高上万倍,汞在水体、土壤、大气和生物圈中迁移和转化并对人类的健康产生威胁[1-3]。     

基于大肠杆菌的全细胞微生物传感器的构建及其在急性生物毒性检测中的应用

构建了以大肠杆菌为指示生物的全细胞微生物传感器,初步探讨了其在重金属(Cu2+,Zn2+,Pb2+)及其二元联合毒物、农药污染物(莠灭净、乙酰甲胺磷)的急性生物毒性分析中的应用性能。结果表明,基于对数生长后期和稳定期的大肠杆菌微生物传感器具有良好的毒性分析性能。最优实验条件为:E.coli培养16 h,苯醌为电子传递介体,呼吸基质pH 6～8。所测毒物对E.coli的呼吸抑制作用大小顺序为:Cu2+>Zn2+>Pb2+,乙酰甲胺磷>莠灭净,与发光细菌、鱼类、藻类等其它方法检测所得结果一致。这种电化学全细胞生物传感器毒性分析方法具有快速灵敏、成本低廉、操作简单等优点,有望用于水体急性生物毒性的在线监测。     

海洋酸化条件下重金属和金属纳米颗粒的环境行为及其对海洋生物的影响

工业革命以来,海洋吸收人类排放的CO_2,导致地球表层海水碳酸盐浓度和pH持续下降,使得全球海洋出现酸化现象.海洋酸化(ocean acidification,OA)除直接威胁海洋生态系统的稳定外,还通过改变海洋污染物的环境行为间接改变其对海洋生物的毒性效应.本文以重金属和金属纳米颗粒(metallic nanoparticles,MNPs)等环境污染物作为主要的研究对象,通过对OA的成因进行深入分析,重点研究OA改变重金属的存在形态和影响金属纳米颗粒的溶解、悬浮、迁移等一系列过程的主要机理,探明这些重金属和MNPs的关键环境过程的改变对海洋生物个体的影响,并对其造成的毒性差异进行了重点分析.最后对OA与共存污染物毒性效应进一步需开展的研究工作进行了重点展望.     

碳纳米材料与共存污染物的联合毒性

碳纳米材料(carbon nanomaterials,CNMs)具有广泛的应用,其产量飞速增长,并在纳米产品的消费过程中不可避免地被释放到环境中.环境中的CNMs能够与共存污染物(如有机污染物、重金属和其他纳米颗粒)相互作用,影响彼此的归趋及毒性效应.因此在评价CNMs的环境风险时,CNMs与环境中共存污染物的联合毒性不容忽视.本文首先归纳了CNMs对生物体的直接及间接致毒机制,随后着重探讨了CNMs与有机污染物、重金属等环境污染物的联合毒性,从CNMs与其他污染物的作用方式入手,探究了联合毒性与单一毒性发生差异(增强或抑制)的机制,最后对目前CNMs与共存污染物联合毒性的评价方法、研究水平以及面临的挑战进行了分析和展望,为准确评估并深入理解CNMs的环境风险提供一定的理论基础.     

改性皮革胶原纤维对水体中Cd2+、Cr3+、Pb2+、Ni2+、Co2+等痕量重金属离子的富集与测定

利用改性皮革胶原纤维作为水体中重金属离子的富集材料,研究了该材料对水体中Cd^2＋、Cr^3＋、Pb^2＋、Ni^2＋、Co^2＋等重金属离子的分离富集能力。实验表明,在pH4～7的酸性和中性的条件下,该材料对重金属离子的富集量最大。其中,Cr^3＋在pH4～5时富集率达到100％;Co^2＋、Ni^2＋在pH6～7时富集率达到100％左右;Cd^2＋和Pb^2＋在pH8～9时富集率达到100％左右;在混和溶液中和存在络合配位体时,可以通过控制待测液的酸度对水体中的重金属离子进行选择性吸附。通过样品的分析,可以利用改性皮革胶原纤维作为测定水体中的重金属离子的吸附剂,对水体中的重金属离子进行分析测定。     

碳纳米材料修饰阳极电极对微生物燃料电池传感器水体毒性检测灵敏度的影响

微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)传感器检测水体毒性灵敏度偏低是阻碍其实际应用的瓶颈之一。本研究利用多壁碳纳米管(MWNT)和导电炭黑(GCB)修饰石墨毡(GF),作为阳极电极启动MFC传感器。考察了碳纳米材料修饰阳极电极对MFC传感器电化学性能及水体毒性检测灵敏度的影响。结果表明,GCB和MWNT修饰的电极比未修饰的电极内阻小,MFC的功率输出由大到小的顺序为:GCB/GF-MFC(2.63 W/m~2)MWNT/GF-MFC(2.56 W/m~2)GF-MFC(2.09 W/m~2)。以3,5-二氯苯酚(DCP)作为模型毒物进行毒性检测实验,10 mg/L DCP对3个MFC毒性传感器的平均抑制率为:MWNT/GF-MFC(31.8%)GCB/GF-MFC(26.3%)GF-MFC(20.1%),碳纳米材料修饰阳极电极组装MFC的毒性检测灵敏度均有所提高,MWNT/GF-MFC灵敏度最高。本研究对MFC型传感器在水污染预警中的实际应用研究提供了参考。     

水体总毒性在线检测仪器的研制

研制了基于电化学媒介体法的水体总毒性在线检测仪器, 通过对比水样和标样中微生物的呼吸活性差异, 实现对水体总毒性的在线监测.毒性检测的受试体微生物为原位培养微生物.电化学检测采用三电极系统, 其中铂微阵列电极、Ag/AgCl(3 mol/L KCl)电极和金丝电极分别作为工作电极、参比电极和对电极.对浓度为5.0、10.0和20.0 mg/L的模型毒物3,5-二氯苯酚(DCP)进行检测, 获得的微生物呼吸活性抑制率分别为24.4%、48.9%和59.2%.在连续在线监测过程中, 仪器能够对所有随机加入毒性物质(5.0 mg/L DCP)的水样输出毒性警报(以10%的呼吸抑制率为毒性报警临界值), 表明此仪器可以用于水体总毒性在线检测和预警.     

水溶性的半胱氨酸-β-环糊精铂配合物的合成及生物活性研究

利用半胱氨酸修饰的β-环糊精与K2PtCl4反应得到了水溶性的铂配合物(Pt(L-Cys-β-CD)Cl_2).通过质谱、元素分析和核磁等手段对合成的铂配合物进行表征.利用MTT法对该铂配合物的抗肿瘤活性进行研究.主要选择K562,HepG2和7701三种细胞对这种铂配合物的细胞毒性进行研究,结果表明该铂配合物具有较高的细胞抑制率.其在K562细胞中的IC50值为(89.5±2.6)μmol/L.更有意义的是,这种铂配合物对正常细胞7701的细胞毒性要明显低于另外两种癌细胞.因此,该类铂配合物有望作为潜在的抗肿瘤药物.     

同步辐射微区X射线荧光光谱法原位分析蚯蚓中K,Ca,Cu,Zn和Pb

为了研究重金属元素在蚯蚓体内的富集和存储机制,使用同步辐射微区X射线荧光光谱法(μ-SRXRF)研究了K,Ca,Cu,Zn和Pb元素在生长于南京栖霞山铅锌矿区附近菜园土壤的蚯蚓体内的分布特征,发现Pb主要富集在蚯蚓后部消化道周围的区域,Zn,Cu在蚯蚓后部的分布规律与Pb类似,推测后部消化道周围区域的分布是蚯蚓为了阻断毒性重金属元素威胁而特有的富集和存储方式.5种元素的相关性表明,Pb和Zn相关性最高,存储方式最为相似,Pb与K和Ca在蚯蚓后部的分布呈显著正相关,说明毒性元素Pb在蚯蚓体内的富集和存储过程可能伴随着其它元素的吸收.本研究表明,μ-SRXRF在原位微区分析蚯蚓样品的元素空间分布方面具有很大优势,而进一步开展土壤及蚯蚓中Pb的形态研究,是研究重金属胁迫下蚯蚓解毒机制的重要前提.     

碳点对重金属离子检测的研究进展

随着经济的飞速发展,工业生产所产生的废水也越来越多,尤其是含重金属的工业废水产生的环境污染问题日益突出,已造成极大的安全隐患、环境压力和经济负担.碳点(CDs)作为一种新兴的纳米荧光材料,具有水分散性良好、毒性低、易于表面修饰及光学性质稳定等特点,被广泛应用到重金属离子的检测中.本综述将按照CDs对重金属离子检测的种类...     

藻类去除水体中重金属的机理及应用

重金属污染水体的修复,以及含重金属工业废水的处理关乎地球上生物的健康发展。利用低耗能、高修复效率、环境友好、适用范围广泛的藻类去除水体中的重金属,已越来越受到研究者的关注。本文综述了国内外藻类去除水体中重金属的研究进展。分析了藻类去除重金属的生化结构;重点阐述了藻类吸附及富集重金属的机理;讨论了活藻体和死亡藻体用于水体中重金属去除的应用及影响因素,并比较了两者的适用范围及筛选标准;最后指出此领域尚存在的问题,展望了藻类去除重金属的未来发展方向。     

中国水体重金属污染研究现状与展望

对中国水体重金属污染现状、来源、迁移转化以及化学形态进行了综述,主要总结了水体中重金属的生态效应,提出了水体重金属污染的发展方向。     

分级花状氧化铁微球的水热合成及吸附性能研究

以六次甲基四胺、硫酸亚铁、柠檬酸钠为原料,采用水热合成方法制备了三氧化二铁(Fe_2O_3)粉体。以铅离子为水体中的模拟污染物,研究了Fe_2O_3对水体中重金属离子的吸附性能,结果表明,当柠檬酸钠的浓度为0.004 mol/L、水热温度为100℃和水热时间为8 h时,所制备的Fe_2O_3的吸附性能最好,其对铅离子的吸附容量为426.09 mg/g。X射线衍射(XRD)图片和扫描电子显微镜(SEM)照片显示所制备的粉体为低结晶度的分级花状Fe_2O_3微球。     

腐殖酸对La~(3+),Nd~(3+)等重金属离子混合体系吸附的研究

对含有La~(3+),Nd~(3+)的重金属混合体系进行吸附选择性试验,筛选出腐殖酸浓度为1.2 g·L~(-1)时吸附La~(3+),Nd~(3+)的最佳条件(pH=5.4,温度313 K,振荡时间8 h,重金属离子初始浓度0.15 mmol·L~(-1)),得出此条件下吸附优先顺序为:La~(3+)>Pb~(2+)>Cu~(2+)>Nd~(3+)>Cd~(2+)>Zn~(2+)>Co~(2+)>Cr~(3+);HA的吸附总量在室温下拟合二级动力学方程的效果最好;Langmuir方程则能更好地描述HA对重金属离子的等温吸附过程,并且随着温度的升高,HA的最大吸附量逐渐增加;HA对La~(3+),Nd~(3+)等重金属离子的吸附优先顺序受到pH值、温度、振荡时间、重金属离子初始浓度和本身性质的综合影响,且重金属的地球化学性质是主导因素.     

添加剂对化学沉积速率的影响

基于化学镀Ni-W-P和Ni-P体系中,添加剂LaCl3、乳酸、Fe2(SO4)3、硫脲和2,2’-联吡啶的浓度对沉积速率的影响表现出较为一致的变化规律,即随添加剂浓度的增加,出现最大沉积速率的实验事实,建立了一种吸附模型并导出添加剂加速化学沉积的公式.根据该公式和实验结果进行曲线拟合,得到相当吻合的结果.由拟合结果可得到一些参数值,如吸附平衡常数等.添加剂在基体上的吸附平衡常数(K1)大于已吸附了还原剂的表面上的吸附平衡常数(K2). K1值大表明添加剂在基体表面吸附能力更强. LaCl3、硫脲和2,2’-联吡啶的K1、K2值远大于乳酸、Fe2(SO4)3的K1、K2值,这表明LaCl3、硫脲和2,2’-联吡啶的吸附能力远强于乳酸、Fe2(SO4)3的, 因此,LaCl3、硫脲和2,2’-联吡啶所引起的沉积速率峰值的浓度远小于乳酸、Fe2(SO4)3的.     

燃煤电厂3种固体废物对水环境影响的研究

以某电厂灰渣作为研究对象,分别对锅炉渣、粉煤灰和烟道灰3种材料对水环境的影响进行了试验,全面分析了灰渣的物理性质和化学成分。分别做了灰渣的浸出毒性试验、浸出剂的pH值对粉煤灰重金属浸出毒性试验,灰渣的腐蚀性、灰渣的淋溶、灰渣的沉降试验,从而得出燃煤电厂固体废物对水环境潜在的毒性影响。     

铁、锰氧化物在自然水体生物膜上的分布

在自然水体中 ,生物膜是一个开放的动力学系统 ,生物膜的形成及其组分处于动态的变化中——水环境中的各种成分在生物膜上发生着合成、聚结、转化、降解等作用 ,从而成为生物膜的一部分 ,还会随着生物膜的脱落重新进入水相中 ,所有这些变化 ,与生物膜本身的性质是分不开的 [1～ 3] 。从环境化学角度看 ,自然水体中生物膜主要化学组分包括金属氧化物 (铁氧化物、锰氧化物和铝氧化物等 )、有机质及少量的矿物质 ,其中 ,铁、锰氧化物在影响痕量重金属在水环境中的迁移、最终归宿、生物地球化学特性、生物可利用性和毒性过程中起着非常重要的作…     

基于媒介体的电化学水体总毒性检测方法现状及展望

基于媒介体的电化学水体总毒性检测方法是一种灵敏、可靠的水体总毒性检测方法。 它以原位培养微生物为毒性检测受试体,能够更加准确的反映目标水体的水体总毒性变化,因此适合用于水体复合污染的评估及水质安全预警。 本文从检测原理、媒介体、微生物等方面详细阐述了该方法的研究现状,并对该方法今后的发展方向进行了展望。     

自然水体生物膜吸附Co,Ni和Cu的特征研究

研究了在自然水体中培养的生物膜吸附Co,Ni和Cu等3种重金属的热力学和动力学特征,并对生物膜吸附各重金属的热力学数据进行了非线性拟合.结果表明,3种重金属的吸附过程均符合Langmuir吸附等温曲线.在溶液中重金属浓度<0.5μmol/L时,生物膜对3种重金属元素的吸附能力顺序是Co>Cu>Ni;在重金属浓度>0.5μmol/L时,顺序是Cu>Co>Ni.对动力学数据进行非线性拟合的结果表明,生物膜对Co,Ni和Cu的吸附均在数小时内达到平衡,吸附过程符合Langmuir等动力学曲线.     

极谱法测定水中痕量黄腐酸

天然水中黄腐酸(Fulvic Acid简称FA)的含量为0.X-X.10ppm。黄腐酸与重金属离子有鳌合作用,降低了重金属的毒性,影响重金属的迁移、转化。FA对环境容量的研究、地方病病因的探讨等,已引起有关学者的关注。本文选定0.25M硫酸钾、2.0×10~(-2)M硫酸铜、0.8×10~(-3)M磷酸三丁酯(TBP)为底液(pH=4.0-5.0)。用普通极谱仪能简便、灵敏,以良好的选择性测定FA,回收率在94％以上,比Sohr法浓度线性范围增大了一倍。