基于抑制作用的新型葡萄糖氧化酶传感器测定环境污染物汞离子的研究

本文提出了一种基于抑制作用的新型葡萄糖氧化酶生物传感器用于测定环境样品中二价汞离子。其工作原理是汞离子对电极上葡萄糖氧化酶分子的抑制作用引起响应电流的下降而产生一可测定信号。详细探讨了电极的氧化还原反应机理及测试性能。该传感器对汞离子的检出限是0．49ng／mL,抑制率和汞离子浓度的自然对数值在0．49～783．21ng／mL和783．21ng／mL-25．55μg／mL范围内分别呈良好的线性关系。酶电极在抑制后可以完全恢复活性。考察了铅(Ⅱ)、铜(Ⅱ)、镉(Ⅱ)和铬(Ⅲ)离子对汞离子测定的干扰。测定了汞离子在土壤浸出液中的回收率,结果良好。     

柱前衍生-气相色谱-电子捕获法同时检测水体中的9种全氟羧酸

建立了柱前衍生-气相色谱-电子捕获(GC-ECD)法同时测定水中PFBA、PFPeA、PFHxA、PFHpA,PFOA,PFNA,PFDA,PFUnA及PFDoA等(全称见正文)9种全氟羧酸(Perfluorinated carboxylic acids,PFCAs).使用2,4-二氟苯胺(2,4-Difluoroaniline,2,4-DFA)为衍生剂,N,N'-二环己基碳二亚胺(N,N'-Dicy-clohexylcarbodiimide,DCC)为脱水剂,与PFCAs形成酰胺衍生产物,衍生产物通过TR-5毛细管色谱柱分离,并以ECD检测器进行检测.对全氟羧酸衍生化过程中2,4-DFA和DCC用量、衍生反应溶剂、反应温度、反应时间等条件进行了优化,得出最佳衍生化条件.结果表明,在最优实验条件下,9种PFCAs衍生产物的线性相关系数＞0.99,检出限为0.62～ 1.38 μg/L,相对标准偏差RSD为1.3％～7.5％.应用本方法对城市污水中全氟类羧酸进行了分析,城市污水中存在以PFPeA、PFHpA和PFOA为主的痕量PFCAs化合物,实际样品的加标回收率在84.4％ ～ 120.9％之间.本方法稳定、可靠、成本低,能够满足水样中多种全氟羧酸的同时检测的要求,可为水体中全氟化合物的污染评价提供技术支持.     

基于免疫胶体金标记技术的检测研究及其在堆肥中的应用展望

金纳米颗粒作为一种性能优异的标记物应用广泛.随后发展出来的免疫胶体金标记技术作为一种灵敏度高、操作步骤简便、检测快速的免疫反应检测技术得到广泛关注.本文介绍了免疫胶体金标记技术的基本原理、制备方法并详述了近年来该技术的新发展.此外,结合免疫胶体金标记技术在免疫检测与环境检测实际工作中的应用,展望了其在堆肥环境检测中的应用潜力和发展前景.     

表面活性剂浓度与表面张力-稀释倍数积分值的关系研究

比较了三阶段Hermit插值和二次多项式的表面张力-稀释倍数拟合曲线及其求积方式,得出由三阶段Hermit插值所得n 1个离散数据点的拟合曲线,及对其前n个离散数据点所在区间上进行求积较佳。在三阶段Hermit插值拟合及求积方式下,分析了十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、茶皂素和去菌体前后含鼠李糖脂发酵液溶液浓度与表面张力-稀释倍数积分值之间的线性回归方程F值和r值,结果显示:F值大小受积分区间、(生物)表面活性剂种类、溶液浓度与临界胶团浓度的比值大小及溶液中杂质的影响,但F值均大于F0.005。     

碳羟基磷灰石除废水中铬(Ⅵ)吸附动力学和热力学研究

利用废弃蛋壳合成碳羟基磷灰石(CHAP)对含铬(Ⅵ)离子废水进行吸附实验研究,考查了溶液的pH值、吸附时间和温度对吸附平衡的影响,并探讨了吸附动力学和热力学行为.结果表明:常温下,吸附时间为30min、pH=3.0、5g/L CHAP对50mg/L的铬(Ⅵ)离子的吸附率达到98.3%以上,CHAP对铬(Ⅵ)离子的吸附机理符合Langmuir和Freundlich方程;准二级动力学模型比准一级动力学模型能更好地描述CHAP对含铬(Ⅵ)离子吸附动力学行为;不同温度下的吸附热力学的吉布斯自由能以及熵变和焓变显示该吸附过程为自发吸热反应.     

碳源对SBR单级好氧工艺中微生物摄磷能力的影响及其机理研究

以两种典型基质：葡萄糖（R1）和乙酸钠（R2）作为单一碳源,考察了SBR单级好氧工艺在R1和R2中的除磷效果,并通过比较各自微生物体内储能物质的变化,探讨了SBR单级好氧工艺以不同基质作为碳源时影响其微生物摄磷能力的根本原因．结果表明：R1和R2中均观察到明显的超量摄磷现象,但在运行条件完全相同的情况下,两系统中微生物摄磷能力以及体内储能物质有很大的差别．稳定运行后,R1和R2中单位混合液挥发性悬浮固体（MLVSS）的总磷（TP）去除量分别为6．7～7．4、2．7～3．2mg·g^-1．R1中微生物体内储能物质多β羟基烷酸盐（PHA）含量没有明显的变化,另一储能物质糖原质在好氧段外碳源（葡萄糖）存在时有明显的积累现象（糖原质的最大积累量为3．21mmol-C·g^-1）,在好氧段外碳源消耗完后呈下降趋势,并在好氧结束时下降到好氧前水平;R2中PHA与糖原质在好氧段外碳源（乙酸钠）存在时均有明显的积累现象（外碳源消耗完时PHA与糖原质积累量分别为2．1,0．55mmol—C·g^-1）,PHA在好氧段外碳源消耗完后呈下降趋势,并在好氧结束时也几平下降到好氧前水平,而糖原质却在外碳源消耗完后继续积累,并在好氧2h左右时达到最大值（糖原质最大积累量为0．88mmol—C·g^-1）,此后下降明显,在好氧结束时也几乎恢复到原始水平．在整个好氧过程中,R1中内碳源（PHA与糖原质）的积累／转化量大于R2系统．在闲置期内,R1与R2中PHA与糖原质均没有明显变化,但却观察到明显的释磷现象,且R1释磷量多于R2系统．此研究显示,由于R1与R2中进水碳源不同,在其反应系统内碳源的好氧代谢途径有所差别,使各自微生物在好氧段体内储能物质的类型与积累／转化量也有所不同,各自微生物在好氧摄磷时得到的可利用的能量也不同,因而各自微生物的摄磷能力亦有所差别．     

不同Ca/P摩尔比碳羟基磷灰石对Cu2+的吸附特性

利用废弃蛋壳为原料、尿素为添加剂,合成不同Ca/P摩尔比的碳羟基磷灰石(CHAP)用于吸附水中Cu2+,利用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线能谱测试技术对CHAP样品表面化学进行了表征,考察了环境因子pH值、温度对CHAP吸附Cu2+的影响. 结果表明,通过改变尿素用量可以增加CHAP的Ca/P,提高其比表面积,Ca/P越高的CHAP,吸附能力越强. Ca/P为1.80的CHAP,在pH=7、温度40 ℃、反应时间为60 min时,其对Cu2+吸附量高达37.66 mg/g. 随着CHAP的Ca/P比增大,CHAP对Cu2+吸附的固相-水相分配系数也增大,对吸附量增大很有利.     

生物传感型核壳纳米颗粒的制备与应用

近年来纳米材料在各领域已受到人们越来越广泛的关注,尤其是核壳型纳米颗粒的制备技术在不断更新发展,在生物传感器方面有着巨大的应用前景.本文重点介绍了生物传感型核壳颗粒的工作原理、制备方法及其在电化学生物传感器、光学生物传感器以及压电晶体生物传感器上的最新应用进展.     

可聚合囊泡体系(烯丙基-二甲基-十二烷基溴化胺和十二烷基硫酸钠)在溶液中的盐效应

高稳定的囊泡广泛用于制作生物模型、药物输送以及合成纳米材料的模板。获得高稳定囊泡结构的重要方法之一是用聚合反应固定囊泡结构。作为可聚合囊泡制备的前期基础工作,研究了一种可聚合的囊泡体系：1-丙烯基－2,2,二甲基－十二烷基溴化胺（ADDB）和ADDB与十二烷基磺酸钠（SDS）的等摩尔比混合体系。该囊泡体系即使在高浓度盐水中也能够自发地形成均相的囊泡溶液。在聚合之前,采用动态激光光散射（DLS）、冷冻蚀刻透射电镜（FF-TEM）技术研究了可聚合囊泡的盐效应。DLS测试发现没有盐存在时,囊泡大小为83 nm,盐的浓度增加到250 mmol/L时,囊泡尺寸增大到250 nm。然而继续增大盐浓度到1000 mmol/L, 囊泡尺寸减小到180nm. FF-TEM结果发现盐浓度小于150 mM时, 单个囊泡为70 nm左右,然而明显存在囊泡的絮凝与融合;当盐浓度增加到400 mM时,单个囊泡尺寸减小到20 nm. 因此DLS 观测到囊泡尺寸增大的原因是由于囊泡的絮凝与融合;而尺寸减小的原因是由于在高盐浓度下,盐屏蔽了带电颗粒之间的静电相互作用,在熵增的驱使下,大囊泡变成小囊泡。     

硫化纳米零价铁去除水体污染物的研究进展

纳米零价铁（NZVI）作为一种原料来源广泛的环境污染修复剂,被广泛应用于地下水和废水等水环境污染修复领域中.尽管这种材料具有反应活性优异、成本低和毒性低的特点,但又面临着自身性质带来的在原位修复和储存等方面的局限.在提高其在水环境中的实际应用潜力的改性方法中,硫化作用成为近10年来的一个研究热点,这也意味着NZVI改性的研究重点从提高NZVI反应活性转移到提高电子的选择性上.硫化型NZVI的制备方法各异,制备方法主要为化学法.这些硫化型材料被大量应用于水体有机污染物降解和重金属去除的研究中来考察它们的实际反应活性,其与水体污染物在不同环境体系下的反应机制也被深入研究.其中,根据硫化型NZVI降解污染物种类和反应条件的不同,大致可以分为吸附、还原和氧化这三大类.尽管目前硫化型NZVI的实际应用仍面临着较多的局限,但是在提高反应活性和电子选择性等方面突破巨大.深入地梳理硫化型NZVI的反应性能和其去除水体中污染物的反应机制的研究进展能够为未来硫化型NZVI的研究指明发展方向.由于硫化型零价铁的优异性能,该材料和相关的硫化铁系材料将会逐步成为环境修复领域的重要材料分支,具有潜在的发展前景.