超声/K2S2O8体系降解水中左旋氧氟沙星的研究

【目的】研究超声/K₂S₂O₈体系对水中抗生素左旋氧氟沙星的降解效果。【方法】利用超声波粉碎装置,采用HPLC分析法,考察了反应条件、K₂S₂O₈添加质量浓度、溶液初始pH值、左旋氧氟沙星初始质量浓度对水中左旋氧氟沙星降解率的影响,并分析了左旋氧氟沙星降解过程中总有机碳（TOC）去除率及HPLC图谱的变化。【结果】与单独超声和K₂S₂O₈氧化相比,超声/K₂S₂O₈对水中左旋氧氟沙星具有明显的降解效果,这主要是因为体系中硫酸根自由基（SO₄^-·）的氧化作用所致。K₂S₂O₈添加质量浓度在1.0～4.0 g/L时,左旋氧氟沙星的降解率随其添加质量浓度的增大而提高;超声/K₂S₂O₈降解水中左旋氧氟沙星时,体系pH在未调节（pH=7.14）条件下效果最佳;左旋氧氟沙星初始质量浓度在10～30 mg/L时,左旋氧氟沙星的降解率随其初始质量浓度的增加先升高后降低。超声/K₂S₂O₈对左旋氧氟沙星的矿化效果也非常明显,在超声功率为195 W、pH=7.14、左旋氧氟沙星初始质量浓度为20 mg/L、K₂S₂O₈添加质量浓度为4.0 g/L条件下反应240 min时,左旋氧氟沙星TOC的去除率达到56.78%。HPLC分析发现,超声/K₂S₂O₈体系降解左旋氧氟沙星的过程中有3种中间产物生成。【结论】超声/K₂S₂O₈体系可有效降解水中的左旋氧氟沙星。     

H2O2对陈化马铃薯切片抗氰呼吸的诱导作用研究

研究了H₂O₂对陈化马铃薯切片抗氰呼吸的诱导作用.用切片和纯化线粒体进行测定的结果均表明外源H₂O₂(5.0 mmol/L)处理对陈化马铃薯切片的总呼吸只有微弱的影响,但却可以明显诱导切片的抗氰呼吸,并显著提高抗氰呼吸对总呼吸的贡献.应用交替氧化酶的单克隆抗体进行Western杂交的结果表明,H₂O₂处理可以增强陈化马铃薯切片中交替氧化酶的表达,表明H₂O₂对抗氰呼吸的诱导作用与其时交替氧化酶表达的诱导有关.抗氰呼吸可能参与了H₂O₂调控植物抗病防御反应的作用机制.     

H2O2 处理对盐胁迫下苜蓿种子萌发的影响

H₂O₂ 作为植物体内的一种活性氧,广泛参与植物多种生命活动过程。以敖汉（AH）、甘农三号（GN3号）、劳勃（LB）三个品种苜蓿为研究对象,使用不同浓度H₂O₂ 处理种子模拟盐胁迫环境,研究了不同浓度的H₂O₂ 浸种预处理对100mmol·L^-2 NaCl模拟盐胁迫下苜蓿种子萌发的影响。结果表明,100 mmol·L^-2NaCl胁迫下,苜蓿种子的发芽受到抑制;在H₂O₂ 浓度处于0.05%~0.5%之间时,三个品种苜蓿种子的发芽率和发芽势均随着H₂O₂ 浓度升高而升高,在H₂O₂ 浓度处于0.1%时,各品种发芽率和发芽势均最高,AH、GN三号、LB三个品种苜蓿发芽率和发芽势均最大,发芽率分别为90%、98%、95%,发芽势分别为72%、94%、86%,当H₂O₂ 浓度超过0.5%时对盐胁迫下的苜蓿种子发芽率和发芽势均起到了抑制作;在H₂O₂ 浓度处于0.1%~0.5%范围内,会有效缓解盐胁迫带来的伤害从而促进种子萌发。     

人参皂苷Rg1对H2O2诱导的HT22细胞凋亡及胞内Ca2+变化的影响

目的 研究人参皂苷Rg₁对H₂O₂诱导的HT22细胞凋亡及胞内Ca²⁺浓度变化的影响。方法 以0、6.25、12.5、25、50、100μg/L人参皂苷Rg₁预处理细胞24 h,采用Ca²⁺荧光染料探针Fluo-3/AM负载细胞1 h后,50 mmol/L H₂O₂刺激细胞,多功能酶标仪测定荧光强度,激光共聚焦显微镜实时监测[Ca²⁺]i变化,Hoechst 33258染色检测细胞凋亡。结果 H₂O₂可诱导细胞内Ca²⁺浓度增加（P<0.01）,并增加细胞凋亡率（P<0.01）。不同浓度人参皂苷Rg₁可呈剂量依赖性的抑制H₂O₂诱导的HT22[Ca²⁺]i增加（P<0.01）,抑制细胞凋亡（P<0.01）,以50μg/L的作用为最强（P<0.01）。结论 人参皂苷Rg₁可通过降低H₂O₂诱导的HT22细胞内Ca²⁺水平的升高,抑制氧化应激引起的细胞凋亡。     

磁性HAP/Fe3O4材料去除水土环境中Cd的效果研究

为探究磁性羟基磷灰石/四氧化三铁(HAP/Fe₃O₄)纳米材料对水土环境中Cd的去除效果,以米糠为原料,采用水热法制备纳米材料,通过水中吸附实验和土壤培养实验对Cd去除效果进行研究。结果表明:pH为8时,HAP/Fe₃O₄对Cd的吸附更符合伪二阶动力学模型,吸附过程以化学吸附为主。溶液为酸性时,HAP/Fe₃O₄对Cd²⁺的吸附机制可能为表面吸附和生成沉淀,溶液为中碱性时,对Cd²⁺的去除以表面吸附以及离子交换为主。此外,HAP/Fe₃O₄在5次循环后吸附能力仍保持在较高水平,说明其作为吸附剂具有较高的可重复利用性。在土壤实验中,土壤pH随培养时间的延长和HAP/Fe₃O₄投加量的增加,总体呈上升趋势。与对照组相比,HAP/Fe₃O₄添加量为0.5%的处理显著降低了土壤CaCl₂提取态Cd含量,降幅为62%;浸出实验证明HAP/Fe₃O₄增强了土壤中重金属的滞留能力。HAP/Fe₃O₄纳米材料作为一种原料价格低廉且环境友好的吸附剂在处理水污染和修复土壤方面应用前景广阔。     

纳米Fe3O4/生物炭活化过硫酸盐降解盐酸四环素

为找到经济有效且环保的自由基激发剂,以激发过硫酸盐（PS）氧化降解有机污染物,本研究制备了纳米Fe₃O₄/生物炭（BC）复合材料,并对其进行表征,检验其激发PS氧化降解水中盐酸四环素（TCH）的效果。结果发现,质量比为1∶4、1∶2和1∶1的纳米Fe₃O₄/BC复合材料均能有效激发PS氧化降解TCH,降解4 h后,TCH浓度分别减少了80.1%、82.5%和86.5%,而单一纳米Fe₃O₄和单一BC处理的TCH浓度仅减少了67.7%和61.8%。阴离子HCO₃^-和H₂PO₄^-显著抑制TCH降解,且HCO₃^-比H₂PO₄^-的抑制作用更强,而Cl^-和NO₃^-促进TCH降解。淬灭试验及电子自旋顺磁共振（EPR）检测表明,该降解过程中单线态氧（¹O₂）是主要活性物质,其次是羟基自由基（·OH）。当重复使用第3次时,质量比为1∶4、1∶2和1∶1的纳米Fe₃O₄/BC复合材料对TCH的去除率仍达70%以上。因此,纳米Fe₃O₄/BC复合材料是一种很有应用潜力的PS激发剂,可实现TCH的快速氧化降解。     

Mn-Co-Ce/γ-Al2O3臭氧催化氧化奶牛养殖废水及其机理

奶牛养殖废水中因存在难生化降解有机物而难以处理。本研究采用浸渍法制备了一种三元催化剂（Mn-Co-Ce/γ-Al₂O₃）,以经三级好氧处理后的奶牛养殖废水为对象,探究了催化剂的焙烧温度和焙烧时间、催化反应时间、pH、臭氧投加量和催化剂用量等对臭氧催化氧化的效果及其影响。结果表明,Mn-Co-Ce/γ-Al₂O₃用量为15 g·L^-1、pH=9、臭氧投加量为12.5 mg·L^-1·min^-1、反应时间30 min时,COD_Cr去除率达到50%左右。XRD、SEM、BET和XPS对催化剂的表征表明,金属氧化物可成功负载在球状γ-Al₂O₃上且高度分散。循环试验表明,催化剂在5次循环后仍保持了较高的活性,催化剂稳定性较好。活性氧淬灭试验表明,体系中可以生成O₂^-·、HO·、¹O₂,且¹O₂起主导作用。     

生物塔外曝气法去除沼气中H2S的研究

研究了利用反应塔外曝气、介质循环供氧处理沼气中的H₂S的新方法,结果表明：一定成份的硫代硫酸钠培养液可以富集培养出效果良好的脱硫污泥,在反应器中脱硫污泥可以高效地去除H₂S,当进气H₂S浓度为1.1 g/m3,进气量为0.34 L/min时,去除率可达98.6%,H₂S最大负荷为15.9 mmol.L-1.d-1;当进气H₂S浓度为2.44 g/m3,进气量为0.17 L/min时,去除率为100％,H₂S负荷可达17.6 mmol.L-1.d-1,系统运行的最佳酸度为pH1.9～2.0,尾气中残留氧的浓度不超过0.56 g/m3,远远低于国家标准,且具有较强的抗冲击负荷能力。     

10 ℃下O2联合CO2气调对西兰花生理生化及保鲜效果的影响

为了研究O₂联合CO₂气调对西兰花保鲜特性的影响，设计质量分数为100% O₂、 80%O₂+20% CO₂、60% O₂+40% CO₂、40% O₂+60% CO₂和20% O₂+80% CO₂5个气体处理（自然大气为对照），在10 ℃贮藏条件下对西兰花呼吸速率、乙烯释放量、活性氧代谢及西兰花的贮藏品质进行定期测定。结果表明:100% O₂处理加速西兰花黄化和叶绿素及维生素C含量的降低，增加H₂O₂、O₂-·和MDA含量，缩短西兰花保鲜时间，其保鲜期仅为12 d （对照的保鲜期为16 d）;40% O₂+60% CO₂处理能显著减少H₂O₂和O₂-·在体内的积累，维持较高的POD、SOD活性，延缓MDA的积累，维持较低的呼吸速率和乙烯释放量，较好的保持西兰花维生素C和叶绿素含量，延缓黄化速率，将西兰花的保鲜期延长至31 d。可见，适宜的O₂联合CO₂气调可以很好地保鲜西兰花。     

BiFeO3/H2O2类芬顿体系去除猪场沼液中3种磺胺类抗生素

沼气工程会产生大量的沼液，其养分浓度低、体积巨大，且含有抗生素等污染物，是沼液无害化处理和资源化利用中需要解决的难题。本研究利用BiFeO₃/H₂O₂类芬顿体系去除猪场沼液中3种磺胺类抗生素，通过设置单因素条件考察了沼液初始pH值、H₂O₂浓度、催化剂BiFeO₃的添加量对沼液中抗生素去除的影响。结果表明：磺胺类抗生素去除的最佳反应条件为初始pH=5、H₂O₂浓度为0.8 mol·L^-1、催化剂添加量为0.8 g·L^-1，在此条件下，磺胺甲恶唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺嘧啶去除率分别为97.93%、89.67%、86.42%，平均去除率为91.34%；沼液中总氮、总磷、总钾的保留率分别为94.7%、96.2%、95.1%。BiFeO₃经过4次重复使用，其类芬顿体系对沼液中3种磺胺类抗生素的平均去除率基本不变，说明其稳定性好、可重复利用。研究表明，BiFeO₃/H₂O₂类芬顿体系去除猪场沼液中抗生素具有良好的效果，为沼液无害化处理提供了一种可能方案。     

Na2S2O8、H2O2在氧化处理石油污染土壤中的持续有效性研究

以过氧化氢(H_2O_2)和过硫酸钠(Na_2S_2O_8)为氧化剂,通过室内模拟实验,研究不同氧化剂及分次添加方式(1次或分3次)、外源添加零价铁(ZVI)处理对石油污染土壤中石油烃类污染物的去除能力,探讨了不同处理下氧化剂的持续性和去除污染物的有效性。结果表明:在氧化剂初始浓度为21、63、105 mmol·L~(-1)的处理中,H_2O_2在反应第2 d均已检测不到,Na_2S_2O_8剩余量在反应10 d后分别为11、35、60 mmol·L~(-1);反应10 d后,总石油烃类(TPH)总去除率在氧化剂初始浓度为63、105 mmol·L~(-1)的Na_2S_2O_8处理中显著高于H_2O_2处理(P0.05),分别高出12.41%、14.21%;在第4～10 d Na_2S_2O_8和TPH剩余浓度的降低均非常缓慢,表明土壤中能活化Na_2S_2O_8的物质不足;加入ZVI显著提高了TPH总去除率(P0.05),尤其促进了第4～10 d TPH的持续降解(分别增加了8.46%、8.49%、12.26%)。总量相等的H_2O_2分3次在第0、24、48 h投加,反应10 d后TPH降解率比一次性投加分别提高了17.26%、25.43%、28.11%。通过对反应体系有机组分的GC-MS图谱分析,反应10 d后H_2O_2分3次添加、ZVI活化Na_2S_2O_8处理中石油烃类总峰值分别降低了56.64%和57.60%,且部分长链烷烃被降解为相对较短的烷烃组分。研究表明:Na_2S_2O_8在石油污染土壤中持续性优于H_2O_2,但Na_2S_2O_8去除TPH的有效性随反应时间增加而降低;添加ZVI提高了Na_2S_2O_8去除TPH的有效性;分批次投加H_2O_2提高了石油污染土壤中的TPH降解率。     

紫外线-B辐射引起拟南芥内源H2O2增加及细胞死亡

研究了UV-B辐射对拟南芥内源H2O2及细胞死亡的影响,结果表明紫外线-B辐射可引起拟南芥内源H2O2及细胞死亡的增加,且C型拟南芥幼苗比C24型表现较强的耐受紫外伤害的能力,推测在拟南芥响应紫外胁迫的反应中,H2O2起到了一种信号分子的作用引发下游的一系列反应.     

生物炭对棕壤NH3挥发、N2O排放及氮肥利用效率的影响

通过田间试验,采用封闭式酸吸收法和静态箱法,研究秸秆生物炭对棕壤玉米旱田NH_3挥发和N_2O排放以及氮肥利用效率的影响。试验设不施氮肥(对照CK)、单施氮肥(NB0)、施氮基础增施20 t·hm~(-2)生物炭(NB20)、施氮基础增施40 t·hm~(-2)生物炭(NB40)4个处理。结果表明,各施肥处理的NH3挥发量差异显著,表现为NB0NB20NB40,NB20和NB40分别比NB0降低24.07%和37.62%。NB20和NB40可显著降低N_2O排放量,分别比NB0降低21.76%和19.57%,而NB20和NB40之间差异不显著。NB20和NB40显著增加了土壤的p H、全氮和有机碳含量,降低了土壤的容重。相关分析表明,NH_3挥发量与土壤容重和铵态氮含量均呈极显著正相关,与土壤有机碳含量呈显著负相关;N_2O排放量与土壤容重呈显著正相关,与土壤硝态氮含量和有机碳含量呈显著负相关。与NB0相比,NB20提高了氮肥利用效率,玉米产量显著提高6.07%,而NB40降低了氮肥利用效率,玉米产量显著降低了13.88%。     

纳米Fe3O4负载酸改性炭对水体中Pb2+、Cd2+的吸附

为探讨纳米Fe₃O₄负载联合硝酸改性椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺单一及复合溶液的吸附特性，通过静态吸附实验，针对吸附剂的表面特性、投加量、溶液初始pH、吸附时间、重金属初始浓度等影响因素进行了探讨，应用等温吸附模型及吸附动力学模型对吸附特性进行了研究。结果表明，纳米Fe₃O₄负载酸改性炭比表面积较未改性椰壳炭增加了221.03 m²·g^-1，表面含氧官能团如O-H、C=O、C-O-C增加，芳香性增强，等电点提高至5.68。从经济效率角度考虑5 g·L^-1为合理吸附剂用量，pH为5.0时，吸附效果最好，吸附在4 h达到平衡。准二级动力学模型对吸附的拟合度更高，吸附主要是化学吸附，吸附由快速外扩散和颗粒内扩散共同作用，Pb²⁺、Cd²⁺的吸附分别更符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型。纳米Fe₃O₄负载酸改性椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺的最大吸附量（Q_m）分别达42.54 mg·g^-1和25.79 mg·g^-1，为未改性椰壳炭的1.87倍和2.23倍，复合溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的Q_m分别为单一溶液的65.16%和54.21%，这揭示了离子共存条件下的吸附竞争现象。研究表明，纳米Fe₃O₄负载联合硝酸改性提高了椰壳炭对Pb²⁺、Cd²⁺的吸附能力，且Pb²⁺的吸附性能及吸附竞争性优于Cd²⁺。     

GO/TiO2复合纳米材料对四环素的吸附作用及其再生效果研究

采用Hummers法制备的氧化石墨烯利用水热法获得氧化石墨烯（graphene oxide, GO）负载二氧化钛（titanium dioxide, TiO₂）复合材料（GO-TiO₂）, 采用X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）、X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）、扫描电子显微镜（scanning electron microscopy,SEM）、氮气吸附-脱附、Zeta电位等方法对材料进行表征。研究接触时间、温度、溶液pH值、初始TC浓度和离子强度等条件对GO-TiO₂吸附四环素（Tetracycline,TC）性能的影响,并考察 DBD等离子降解处理后吸附剂的再生效率。结果表明,GO-TiO₂复合材料对TC具有良好的吸附性能,并且该吸附过程受溶液pH和离子强度影响显著。此外,该吸附过程是一种单层的化学吸附和自发吸热过程。DBD等离子体对GO-TiO₂和GO 表面的TC处理后,由于TiO₂的催化作用使得GO-TiO₂再生效果比GO更好,并且再生后的GO-TiO₂在溶液中对TC仍有很高的吸附能力。     

Fenton法对沼液中三种四环素类和三种磺胺类抗生素氧化去除的研究

近年来各类抗生素广泛地用于畜禽养殖,经动物代谢后随粪便和尿液排出体外。代谢物通过沼气工程处理后,得到的沼液又多用于灌溉,使得抗生素进入环境被农作物吸收,通过食物链的传递对人体产生危害。因而沼液中抗生素的去除尤为重要。采用Fenton氧化技术去除沼液中的三种四环素类和三种磺胺类抗生素,通过设置单因素实验考察了pH值、H_2O_2浓度、摩尔比n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))对抗生素去除的影响。结果表明,最佳反应条件为pH=4,H_2O_2浓度为0.4 mol·L~(-1),n(H_2O_2)/n(Fe~(2+))=10∶1,在此条件下,四环素、土霉素、金霉素去除率分别为91.83%、92.38%、80.52%,磺胺甲恶唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺嘧啶去除率分别为93.60%、91.97%、91.60%。同时TN、TP、TK的保留率分别为96.0%、97.7%、97.2%。可见,Fenton氧化法对沼液中抗生素的去除有良好的效果,同时又保证其养分的保留,为沼液中抗生素的去除提供了一条可能的途径。     

假结核耶尔森氏菌rpoS基因的抗胁迫功能

为探讨食源性病原微生物假结核耶尔森氏菌的抗逆机制,采用同源重组原理进行双交换以获得rpoS基因突变株。分别在5mmol/L H_2O_2和pH 3.5两种胁迫下测定野生型菌株、rpoS基因突变株和互补菌株的存活率,并以2′,7′-二氯荧光黄双乙酸盐(DCFH-DA)为荧光探针,测定两种胁迫下细菌胞内活性氧水平。结果显示,在5mmol/L H_2O_2和pH3.5胁迫下,假结核耶尔森氏菌rpoS基因突变株存活率明显降低,这种降低能够在互补菌株中得到恢复;突变株中胞内活性氧自由基水平明显高于野生型菌株和互补菌株。说明:rpoS基因具有帮助假结核耶尔森氏菌抗氧化胁迫和酸胁迫的功能,且这一功能的发挥是通过调节胞内活性氧水平实现的。     

4种金色叶树木对SO2胁迫的生理响应

近年来 SO₂污染比较严重,它对植物有着多方面的影响。因此,越来越多的学者开始关注这方面的问题。彩叶植物在丰富园林景观及降低环境污染方面占用重要的地位,它们也被认为是净化城市空气最有效的途径之一。 旨在阐明4种彩叶树种耐SO₂污染机制,对丰富植物耐SO₂研究的理论、科学评价植物抗SO₂污染能力以及指导园林绿化科学选择树种等具有重要理论和现实意义。研究采用人工模拟熏气的方法对金叶女贞、金叶莸、金叶风箱果和金叶红瑞木4种金色叶树种的2年生苗木进行不同浓度的 SO₂ 胁迫,研究了参试树种的外观受害症状及膜脂过氧化、渗透调节物质、保护酶活性等生理指标对 SO₂ 的反应,并采用模糊数学隶属函数法和灰色关联度法对其抗SO₂能力进行了综合评价。结果表明: 4种金色叶植物对 SO₂ 均具有一定的净化能力,表现为随着 SO₂ 浓度的增加膜透性增大,丙二醛、脯氨酸、可溶性糖和硫含量增加,超氧化物歧化酶、过氧化物酶以及过氧化氢酶活性上升,叶绿素含量先增后降,叶液 pH 值下降。但4种金色叶树木对 SO₂ 的净化能力有差别,其中金叶红瑞木的净化能力强最大,金叶女贞和金叶风箱果的净化能力为中等,而金叶莸的净化能力最差。这与其含硫量的顺序一致,却与其对SO₂的抗性大小即金叶女贞> 金叶莸> 金叶红瑞木>金叶风箱果完全不同,说明这四种植物对 SO₂ 的吸收能力与其对该气体的抗性不完全一致。但这不能表明抗性差的树种在兰州地区不能应用,因为,兰州市空气中的SO₂实际污染程度与研究所设置的最低浓度相比仍属安全浓度。在所选的10个指标中,丙二醛含量、细胞膜透性、超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性、脯氨酸、过氧化物酶活性、叶绿素和可溶性糖等指标均可作为金色叶植物对 SO₂ 抗性的重要鉴定指标,而S含量和叶液 pH 值在评价植物对SO₂抗性能力时并不具有重要性。4种植物的受害程度与其SO₂抗性相反,说明受害症状可以作为判断其对SO₂抗性大小依据。