苯噻草胺光催化和直接光解影响因素和降解途径研究

采用微波辅助光催化降解和直接光解实验方法,研究了苯噻草胺在光催化和直接光解两种体系下的降解情况,并考察了初始pH值、腐植酸浓度以及阿特拉津对其光催化降解和直接光解的影响。结果表明,在光照4min内,苯噻草胺直接光解效率为93．3％,较光催化降解效率高出28．9％;初始pH值从1．88增加至10．28时,苯噻草胺光催化和光解速率常数分别提高了250％和58．6％;添加腐植酸对苯噻草胺的直接光解和光催化均具有抑制效应,并且抑制效应随着腐植酸浓度的增加而增加,当腐植酸浓度增加至40mg·L^-1时,直接光解和光催化降解速率分别降低了51．8％和47．5％;10mg·L^-1的阿特拉津抑制了苯噻草胺的前期降解,整体直接光解速率降低了46．3％,但整体光催化降解速率没有减小。此外,采用GC—MS对苯噻草胺两种降解体系下的主要中间产物进行鉴定,并提出了主要的光降解途径。     

纳米TiO2催化下表层土壤中BaP的紫外光降解

采用光解试验,研究了紫外照射与纳米TiO2联合作用下,土壤表层中苯并[a]芘（BaP）的降解动力学;同时考察了催化剂的浓度、土壤pH、腐植酸和光质对BaP的光催化降解的影响。结果表明,土壤中BaP的光催化降解表现为准一级动力学。催化剂TiO2可以明显地促进土壤中BaP的光降解,较少量的催化剂（0．5％）使光解的半衰期从363．22h减少到103．26h。H^＋和OH^-离子对BaP的催化光解起促进作用,在酸性和碱性土壤中BaP光催化降解高于中性土壤,酸性土壤中的降解速率最快。腐殖质吸收紫外光照射时,产生的活性氧中间产物能够攻击BaP,添加腐植酸能增加土壤表层中BaP的光催化降解。BaP的光解半衰期从无外加腐植酸的89．34h,减少到添加浓度分别为5、10、20和40mg·kg^-1的29．37、32．69、35．73和38．51h。BaP的催化降解随波长的增加而降低,在波长254、310和365nm下,BaP降解的一级动力学常数分别为0．0078h^-1、0．0061h。和0．005h^-1。     

寒区降解多环芳烃耐冷菌株的分离鉴定及特性

多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons,PAHs）是土壤中一种典型的持久性有机污染物。典型寒区东北地区因农业投入品不合理使用、污灌等造成农田土壤中含有大量致癌、致畸与致突变的多环芳烃,针对寒区气候特征致使农田中微生物降解多环芳烃效果不佳,难以改善农田土壤环境并降低食品风险的关键问题,基于目前常用商品化的降解微生物多来自于温暖地区,且难以适应寒区气候的特性,该研究以PAHs典型污染物-菲（PHE）为研究底物,驯化温度15 ℃,筛选分离出适应寒区低温环境的7株菌。经鉴定及降解性能研究,筛选了3株在温度20 ℃、接种量5%、pH值为8、底物浓度500 mg/L,以及外源物质腐殖酸的促进的条件下PHE降解率达到80%的高效降解耐冷菌。以上3株菌两两之间与三者组合均无拮抗关系。对菌株进行碳源的广谱性分析,菌株对2-5环多环芳烃降解率可达15%～85%之间,在将菌株应用至20 ℃土壤环境时,60 d可降解土壤中75%的PHE。该耐冷菌群适应条件符合寒区农田土壤实际环境,研究结果对黑土地区土壤多环芳烃污染的微生物修复提供了一定的基础资料。     

戊唑醇在土壤中的光降解行为动力学研究

以高压汞灯为光源, 研究了戊唑醇在土壤中的光化学降解行为及各种因素对光降解的影响。结果表明, 戊唑醇在高压汞灯下的光降解符合化学反应一级动力学方程。戊唑醇在不同类型土壤中的光解速度为砂姜黑土〉河潮土〉红壤〉棕壤〉紫泥土, 这与土壤有机质和黏粒含量有关;随土壤含水量增加, 戊唑醇的光解速率加快, 主要是因为水分增加了农药分子在土壤中的移动性;中性环境较酸或碱性环境更有利于戊唑醇的光解;当土壤中戊唑醇的浓度为20~100 mg·kg-1时, 其光解速率与浓度呈负相关关系;表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵对戊唑醇的降解均具有光猝灭作用;不同添加剂量的尿素对戊唑醇的光解几乎均表现出光猝灭作用, 氯化钾则表现为敏化作用。高压汞灯下, 戊唑醇在土壤中降解半衰期为10~22 min。     

戊唑醇在土壤中的光降解行为动力学研究

以高压汞灯为光源, 研究了戊唑醇在土壤中的光化学降解行为及各种因素对光降解的影响.结果表明, 戊唑醇在高压汞灯下的光降解符合化学反应一级动力学方程.戊唑醇在不同类型土壤中的光解速度为砂姜黑土>河潮土>红壤>棕壤>紫泥土, 这与土壤有机质和黏粒含量有关;随土壤含水量增加, 戊唑醇的光解速率加快, 主要是因为水分增加了农药分子在土壤中的移动性;中性环境较酸或碱性环境更有利于戊唑醇的光解;当土壤中戊唑醇的浓度为20～100 mg·kg-1时, 其光解速率与浓度呈负相关关系;表面活性剂十二烷基苯磺酸钠和十六烷基三甲基溴化铵对戊唑醇的降解均具有光猝灭作用;不同添加剂量的尿素对戊唑醇的光解几乎均表现出光猝灭作用, 氯化钾则表现为敏化作用.高压汞灯下, 戊唑醇在土壤中降解半衰期为10～22 min.     

腐植酸对水溶液中丁草胺光化学降解的影响

采用紫外光照射的方法研究了腐植酸对丁草胺光降解特性的影响。结果表明，潮土腐植酸对丁草胺的光降解具有明显的抑制。潮土腐植酸浓度较低（〈10mg·L^-1）时，随腐植酸浓度的增加，对丁草胺光降解的抑制作用越强，丁草胺光降解速率越低；当潮土腐植酸的浓度≥10mg·L^-1时，腐植酸浓度的变化对丁草胺光降解的抑制作用影响不大，20mg·L^-1腐植酸与10mg·L^-1腐植酸对丁草胺光降解的影响相近。不同腐植酸对丁草胺光降解的抑制作用不同，商品腐植酸对丁草胺光降解抑制作用较强，潮土腐植酸和黑土腐植酸对丁草胺光降解的抑制作用则相对较弱。这种现象可能是由腐植酸的纯度和腐植酸本身结构特性的差异造成的。     

多环芳烃长期污染土壤的微生物强化修复初步研究

本研究通过室内模拟试验,以急性毒性较强的菲(Phe)和遗传毒性较强的苯并[a]芘(B[a]P)为代表性多环芳烃(PAHs)污染物,以不同C源、通气状况和水分条件为调控因子,对PAHs长期污染土壤的土著微生物强化修复进行初步研究。结果表明,搅动处理使污染土壤中Phe和B[a]P的降解率分别达59.44%和26.14%,而淹水处理使两者降解率分别达46.48%和13.27%。添加C源(淀粉和葡萄糖)处理提高了土壤中PAHs的降解率,且随着C源的施用量而增加。同时也发现污染土壤中PAHs降解菌和微生物总量呈正相关,并随着PAHs降解菌数量的增加,土壤中PAHs降解率也随之提高。可见,土壤中PAHs降解速率主要决定于PAHs的降解菌数量。     

影响土壤中PAHs降解的环境因素及促进降解的措施

土壤中的多环芳烃(PAHs)类有机污染物的生物有效性低,不易降解。本文综述了影响污染土壤中多环芳烃降解的环境因素和促进降解措施的研究进展。影响土壤中多环芳烃降解的因素,包括水分、养分、土壤物理条件等;促进土壤中多环芳烃降解的措施有:向污染土壤添加有机溶剂、利用冯顿反应、添加堆肥和有机物料等。从目前研究来看,应当通过促进多环芳烃从土壤上解吸和培育具有较高多环芳烃降解能力的微生物来促进多环芳烃污染土壤的修复。     

氰霜唑的光降解研究

采用高效液相色谱法研究了10％氰霜唑悬浮剂在自然光照和黑暗条件下,在水溶液中和黄瓜植株叶片上的消解动态。结果表明,在自然光照下氰霜唑在黄瓜植株叶片上消解的半衰期为63．6h,而黑暗处理下消解不明显。在室内试验条件下,研究了不同pH值、温度、光源和光强等因子对氰霜唑光降解的影响：在pH值分别为4．96、7．02、9．56缓冲溶液中,其半衰期分别为167．7、102．4和64．0min,光解速率随着pH值升高而加快;在pH值为4．96的缓冲溶液中,在15℃、25℃和35℃时,其光解半衰期为368．7、167．7和112．5min。在3700、7600和12300 lx的模拟自然光（氙灯）光强下,其半衰期分别为962．7、167．7和120．1min,说明氰霜唑的降解速率与光强和温度呈正相关关系。氰霜唑在pH值为4．96的缓冲溶液在紫外光（254nm）下的半衰期为53．5min。     

酸碱调控对泥浆反应去除土壤中多环芳烃的影响研究

采用摇瓶试验模拟研究了酸碱调控对泥浆反应去除污染土壤中多环芳烃的影响,结果表明,泥浆反应对污染土壤中的多环芳烃具有一定的去除效果,长期污染土壤中多环芳烃的去除率为10.6% ~ 20.7%,模拟污染土壤中的去除率为37.4% ~ 42.1%;酸碱调控对不同性质的多环芳烃的去除影响不同,整体上看,酸性条件有利于高环（五环和六环）多环芳烃的去除,而中性条件有利于低环（三环和四环）多环芳烃的去除。在实际修复中,根据污染土壤中多环芳烃的组成进行适当的酸碱调控,可以促进污染土壤的快速修复。     

碘甲磺隆钠盐在水溶液中的光解研究

为了解碘甲磺隆钠盐在水溶液中的光降解特性,评价其环境安全性,以太阳光和高压汞灯为光源,进行光解试验,研究了碘甲磺隆钠盐在不同水溶液中的光解行为及水体pH值对其光解的影响。结果表明,碘甲磺隆钠盐在所有试验水体中的降解均符合一级动力学方程,不同水体中碘甲磺隆钠盐的半衰期分别为14.29～21.26h（太阳光）与2.29～3.76min（高压汞灯）,两种光源下碘甲磺隆钠盐在各自然水体中的降解速率依次为井水〉河水〉池塘水〉稻田水。不同pH值水体中的光解实验表明,碘甲磺隆钠盐在酸性介质中的光解比在碱性介质中快,顺序为pH5〉pH7〉pH9〉pH11。     

蚯蚓在植物修复菲污染土壤中的作用

采用盆栽试验法,研究了蚯蚓（Pheretima sp.）在植物修复菲污染土壤中的作用。结果显示,试验浓度（20.05-322.06 mg.kg-1）范围内,蚯蚓活动促进了菲污染土壤中修复植物黑麦草（Lolium multiforum）的生长,其根冠比明显增大。添加蚯蚓72 d后,种植黑麦草的土壤中菲的去除率高达64.35%-93.40%,其平均去除率（80.92%）比无蚯蚓活动的土壤-植物系统（71.57%）提高9.35%,比无植物对照组（22.58%）提高57.34%。各种生物、非生物修复因子中,植物-微生物交互作用对菲去除的平均贡献率（53.56%）最为突出,比无蚯蚓活动时（47.48%）提高6.08%。说明蚯蚓活动可强化土壤-植物系统对土壤菲污染的修复作用。     

ZnO纳米粒子光催化降解失效农药草甘膦的研究

采用Zn（NO3）2.6H2O和CF3COONa为原料制备ZnO纳米材料,运用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和紫外-可见漫反射光谱（UV-VisDRS）测定等技术对其进行表征。ZnO纳米粒子在波长为200～400nm的紫外光范围内具有强吸收,以高压汞灯为光源,利用ZnO纳米催化剂对失效农药草甘膦（FGP）进行光降解实验。研究表明,在经900℃煅烧的ZnO纳米粒子浓度为0.5g.L-1,FGP试液初始pH=2.2的条件下,光催化降解90min后FGP去除率达91.8%;光催化体系中,引入Fe3＋有利于提升ZnO纳米粒子催化活性。光谱分析显示,经ZnO纳米粒子光催化,失效农药草甘膦基本降解。     

阿维菌素3种剂型的光解研究

以太阳光为光源,利用玻片药膜法和高效液相色谱法研究浓度、水质硬度、pH和共存离子等因子对阿维菌素乳油、水乳剂和微乳剂3种液体剂型光解的影响。结果表明：3种阿维菌素液体剂型光解率随光照时间延长而逐渐增大。在试验初始浓度范围内,3种阿维菌素制剂光解均符合一级动力学方程,且与药液浓度呈负相关。在不同浓度、pH、共存离子条件下,阿维菌素的光解速率均表现为乳油〉水乳剂〉微乳剂,pH对单一剂型光解有较大影响,而共存离子对其影响作用较小。在不同浓度硬水条件下则表现为随水质硬度增加,微乳剂半衰期减少,水乳剂和乳油略微增大,在蒸馏水下的半衰期为微乳剂〉水乳剂〉乳油,而在684mg·L-1硬水时半衰期为水乳剂〉微乳剂≈乳油。相比于乳油,微乳剂和水乳剂光解速率较慢,可以有效延长阿维菌素持效期,进一步提高阿维菌素在田间的应用效果。     

抽穗期高温对水稻叶片光合特性和干物质积累的影响

以不同温度胁迫下(35℃/3d、35℃/5d、38℃/3d和38℃/5d)的水稻田间试验为基础,研究抽穗期高温胁迫对两个水稻品种扬稻6号和南粳43的干物质积累和分配、叶片绿色度值(Soil and plant analyzer development,SPAD)和净光合速率的影响.结果表明,与常温对照(CK)相比,高温胁迫下,两个水稻品种干物质积累量、SPAD值和净光合速率显著下降(P＜0.05),茎鞘物质输出率和转运率显著增加(P＜0.05).随着胁迫温度的升高和胁迫时间的延长,两个水稻品种各指标的变化幅度逐渐增加.不同水稻品种对高温胁迫的反应不同,扬稻6号受高温影响要小于南粳43.     

灌浆结实期高温对水稻剑叶生理特性和稻米品质的影响

以水稻耐热品系996和热敏感品系4628为材料,在灌浆结实期利用人工气候室进行高温处理（9：00-17：00,37℃,17：00-翌日9：00,30℃）和适温处理（CK,9：00-17：00,30℃,17：00-翌日9：00,25℃）22d,研究高温胁迫对水稻剑叶光合特性、膜透性、抗氧化酶活性及稻米品质的影响,并进行对比分析.结果表明：（1）灌浆结实期高温胁迫下水稻剑叶叶绿素含量、叶绿素a/b和净光合速率均降低,超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性表现出胁迫初期升高,高温处理5d后,随胁迫时间延长呈降低趋势,热敏感品系4628剑叶中叶绿素含量、净光合速率和抗氧化酶活性下降幅度大于耐热品系996;（2）高温下剑叶丙二醛（MDA）含量上升,相对电导率增加,热敏感品系4628增加幅度大于耐热品系996;（3）高温胁迫下垩白粒率和垩白度显著增加,精米率和整精米率显著降低,直链淀粉含量降低,蛋白质含量增加.灌浆结实期高温胁迫下,水稻功能叶抗氧化酶活性降低,膜透性增加,光合能力及光合产物的运输与卸载能力下降,可能是稻米品质降低的重要原因.     

腐植酸对四溴双酚A在金鱼藻体内的富集及氧化胁迫的影响

通过室内静态模拟实验,研究了在不同浓度的腐植酸（Humic acid,HA）条件下,四溴双酚A（tetrabromobisphenol A,TBBPA）在金鱼藻中的生物富集及对金鱼藻氧化胁迫的影响。结果表明,HA的存在降低了TBBPA在金鱼藻中的富集;低浓度HA及0.5mg·L^-1TBBPA共存条件下,金鱼藻组织中自由基强度、还原型谷胱甘肽（GSH）含量以及超氧化物歧化酶（SOD）活性均恢复到对照水平;加入高浓度的HA及0.5mg·L^-1TBBPA,金鱼藻组织中自由基强度显著增加,GSH含量受到抑制,SOD活性受到显著诱导;氧化型谷胱甘肽含量没有显著差异。考虑TBBPA的生物有效性和生态毒性时,不能忽视环境因子如HA的影响。     

Atrazine photodegradation in aqueous solution induced by interaction of humic acids and iron: photoformation of iron(II) and hydrogen peroxide

The photochemical formation of Fe(II) and hydrogen peroxide (H 2O 2) coupled with humic acids (HA) was studied to understand the significance of iron cycling in the photodegradation of atrazine under simulated sunlight. The presence of HA significantly enhanced the formation of Fe(II) and H 2O 2, and their subsequent product, hydroxyl radical ( (*)OH), was the main oxidant responsible for the atrazine photodegradation. During 60 h of irradiation, the fraction of iron presented as Fe(II) (Fe(II)/Fe(t)) decreased from 20-32% in the presence of the Fe(III)-HA complex to 10-22% after adding atrazine. The rate of atrazine photodegradation in solutions containing Fe(III) increased with increasing HA concentration, suggesting that the complexation of Fe(III) with HA accelerated the Fe(III)/Fe(II) cycling. Using fluorescence spectrometry, the quenching constant and the percentage of fluorophores participating in the complexation of HA with Fe(III) were estimated by the modified Stern-Volmer equation. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) offered the direct evidence that Fe(III)-carboxylate complex could be formed by ligand exchange of HA with Fe(III). Based on all the information, a possible reaction mechanism was proposed.