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水环境中典型抗生素的光降解 被引量:1
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作者 李先国 兰宇宇 +1 位作者 孙雨 张大海 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1-15,共15页
抗生素作为一种预防和治疗人和动物细菌感染的药物被广泛应用于医疗、水产养殖和畜牧业中。未被生物体吸收的抗生素会被排放进入水环境,并赋存于水体和沉积物中,由于其抗菌性,光降解成为抗生素在天然水环境中重要的降解方式,包括直接光... 抗生素作为一种预防和治疗人和动物细菌感染的药物被广泛应用于医疗、水产养殖和畜牧业中。未被生物体吸收的抗生素会被排放进入水环境,并赋存于水体和沉积物中,由于其抗菌性,光降解成为抗生素在天然水环境中重要的降解方式,包括直接光解、自敏化光解和间接光解。天然水环境中抗生素的光解受诸多环境因素的影响,溶解物质(溶解性有机质DOM、卤离子、HCO_(3)^(-)^(-)/CO _(3)^(2-)、NO_(3)^(-)/NO_(2)^(-)以及Fe ^(3+)等)对其间接光解有双重作用:一方面它们可能通过促进活性中间体(包括三重激发态溶解有机质^(3) DOM^(*)、其他活性氧物种等)的生成而促进抗生素的间接光解;另一方面它们又有可能通过光屏蔽、猝灭或清除活性氧(ROS)以及阻碍电子传递等方式抑制间接光解,pH主要通过影响抗生素的质子形态及ROS的稳态浓度影响光降解。不同类型的抗生素其光解途径差异较大,可能发生羟基化、去甲基化、脱水(或脱胺、脱氟、脱羧、脱SO _(2)、脱氢等),也有可能直接裂解断键、重排和开环。最后,本文对抗生素在水环境中光降解的研究提出了建议:应进一步加强沉积物中、环境浓度下和多因素作用下的抗生素光降解过程研究,并开发更加绿色的方法处理环境中的抗生素。 展开更多
关键词 抗生素 水环境 光降解动力学 光降解途径 光降解产物
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环境放射化学——国家核能健康可持续发展的卫士
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作者 刘春立 朱奕 +3 位作者 陈宗元 郭治军 吴王锁 都进 《核化学与放射化学》 北大核心 2025年第4期434-443,共10页
环境放射化学是放射化学与环境化学交叉融合而诞生的一门分支学科,是从关注环境放射性而逐渐发展起来的一门应用基础学科。人们对环境放射性的关注始于20世纪50年代,当时,世界上主要核大国因研制核武器的需要而开展了大量的核活动,包括... 环境放射化学是放射化学与环境化学交叉融合而诞生的一门分支学科,是从关注环境放射性而逐渐发展起来的一门应用基础学科。人们对环境放射性的关注始于20世纪50年代,当时,世界上主要核大国因研制核武器的需要而开展了大量的核活动,包括大量的地下和大气核试验,这些核活动向环境中释放了数量可观的放射性物质。放射性物质进入环境后,与环境介质发生相互作用,最终通过呼吸系统以及食物链等途径进入人体,构成对人群健康的直接或潜在风险。本文简要介绍并讨论了环境放射化学及其在中国的发展、环境放射化学的主要研究内容及重要学术交流平台、当前环境放射化学的研究热点和中国环境放射化学的现状、中国的环境放射化学在核能健康可持续发展中的作用、国际环境放射化学研究的重要进展以及中国环境放射化学面临的问题和主要挑战。 展开更多
关键词 环境放射化学 核能安全可持续发展 卫士
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基于可解释性机器学习的芬顿工艺降解有机污染物速率的研究
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作者 于林堂 陈咚咚 +1 位作者 陶翠翠 朱腾义 《中国环境科学》 北大核心 2025年第8期4294-4302,共9页
采用机器学习模型,包括多元线性回归(MLR)和轻量级梯度提升机(LGB)算法,预测芬顿工艺中57种有机污染物的降解效率.通过SHAP方法对模型进行机理解释,识别了影响降解效率的关键因素.研究结果表明,LGB模型在预测精度上(R_(adj)^(2)=0.969, ... 采用机器学习模型,包括多元线性回归(MLR)和轻量级梯度提升机(LGB)算法,预测芬顿工艺中57种有机污染物的降解效率.通过SHAP方法对模型进行机理解释,识别了影响降解效率的关键因素.研究结果表明,LGB模型在预测精度上(R_(adj)^(2)=0.969, Q^(LOO)^(2)=0.925, R_(ext)^(2)=0.844)优于MLR模型(R_(adj)^(2)=0.831, Q_(LOO)^(2)=0.802, R_(ext)^(2)=0.861).SHAP分析揭示了温度、分子三维结构和原子电离能力是影响降解效率的主要因素.本研究为优化芬顿工艺的操作条件和提升降解效率提供了科学依据,对水处理领域的研究和实践具有重要的指导意义. 展开更多
关键词 芬顿氧化工艺 污染物降解速率常数log K 有机污染物 机器学习模型 SHAP分析
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纳米颗粒和微生物相互作用过程中生物膜的形成机制与效应 被引量:2
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作者 张悦 管千慧 +3 位作者 周政 陈全 吴敏 易鹏 《材料导报》 北大核心 2025年第12期33-41,共9页
纳米颗粒(Nanoparticles, NPs)在环境中的迁移转化和生物安全问题是环境领域的研究热点,其中NPs和微生物相互作用过程中生物膜的形成机制与效应是亟需解决的关键科学问题。微生物可以通过吸附和内化等物理化学方式使NPs粘附在其细胞表... 纳米颗粒(Nanoparticles, NPs)在环境中的迁移转化和生物安全问题是环境领域的研究热点,其中NPs和微生物相互作用过程中生物膜的形成机制与效应是亟需解决的关键科学问题。微生物可以通过吸附和内化等物理化学方式使NPs粘附在其细胞表面或进入其细胞内部,这些NPs可能会引起微生物的应激保护反应从而刺激生物膜的形成,同时也会对生物膜产生毒性效应。本文主要从吸附作用和细胞内化总结了NPs与微生物的界面相互作用,并分析了NPs的性质、微生物的种类和环境条件对相互作用过程的制约;论述了生物膜的形成过程,剖析了NPs对生物膜的生长状态、代谢活性、群落组成和基因表达产生的影响;并进一步讨论了生物膜的形成对NPs的溶解腐蚀、表面钝化、稳定和团聚的影响。最后就多物种生物膜与NPs的相互作用机制、环境中NPs的长期毒性研究以及生物膜对NPs迁移行为的改变提出了展望。深入理解NPs与生物膜的相互作用及机制,可以为进一步研究NPs对环境及人类潜在毒性提供理论基础,从而对NPs做出更全面的风险评估。 展开更多
关键词 纳米颗粒 微生物 生物膜 胞外聚合物 相互作用
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孔隙地下水中汽油BTEX的生物降解和化学氧化:一个7 a砂槽实验回顾
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作者 陈余道 陆仁骞 +4 位作者 邓日添 邓旭 蒋亚萍 程亚平 王欢 《桂林理工大学学报》 北大核心 2025年第3期382-393,共12页
利用实验室较大尺度的砂槽开展了长达7 a的传统汽油和乙醇汽油污染修复实验,通过向砂槽投注硫酸盐、硝酸盐和过硫酸盐(persulfate,PS)研究其对汽油主要组分苯、甲苯、乙苯和二甲苯(benzene,toluene,ethylbenzene,xylene,简称BTEX)的增... 利用实验室较大尺度的砂槽开展了长达7 a的传统汽油和乙醇汽油污染修复实验,通过向砂槽投注硫酸盐、硝酸盐和过硫酸盐(persulfate,PS)研究其对汽油主要组分苯、甲苯、乙苯和二甲苯(benzene,toluene,ethylbenzene,xylene,简称BTEX)的增强生物降解和化学氧化机制和效果。结果表明:BTEX溶解具有初期浓度高、易波动、多峰并逐渐衰减的特征,长期污染会降低含水层的渗透性能,该影响在乙醇汽油污染场地更突出;乙醇汽油BTEX的自然衰减速率比传统汽油慢,补充硝酸盐和硫酸盐有利于提高BTEX衰减速率;投注PS能够更快地处理高浓度BTEX,而乙醇对PS氧化BTEX的影响不明显;多次或连续投注PS对提高BTEX衰减速率贡献不明显;地球化学证据和微生物证据表明,PS化学氧化作用能够与硝酸盐或硫酸盐还原作用在孔隙地下水燃油污染修复中共存,具有协同修复的可行性。 展开更多
关键词 燃油污染 地下水 自然衰减 增强生物修复 原位化学氧化
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直链全氟己磺酸(L-PFHxS)仿生降解特性
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作者 陈铃心 杨志敏 +2 位作者 刘淑坡 周真明 李飞 《中国环境科学》 北大核心 2025年第8期4620-4627,共8页
在确定直链全氟己磺酸(L-PFHxS)可仿生降解脱氟的基础上,定性分析了同位素(13C)标记L-PFHxS(MPFHxS)的降解产物,以明确L-PFHxS仿生降解机理.研究结果表明,仿生降解MPFHxS可生成两种13C标记全氟羧酸类(PFCAs,即13C3-全氟己酸和13C3-全氟... 在确定直链全氟己磺酸(L-PFHxS)可仿生降解脱氟的基础上,定性分析了同位素(13C)标记L-PFHxS(MPFHxS)的降解产物,以明确L-PFHxS仿生降解机理.研究结果表明,仿生降解MPFHxS可生成两种13C标记全氟羧酸类(PFCAs,即13C3-全氟己酸和13C3-全氟壬酸)、8种非13C标记PFCAs类(全氟碳链长度C1~C8)和7种非13C标记全氟磺酸类(全氟碳链长度C3~C8,含两种PFHxS异构体,即直链和支链PFHx S)降解产物.L-PFHxS降解途径如下:L-PFHxS分子中的C-S键首先断裂生成C6F13·,C6F13·自由基经一系列水解生成PFHxA;然后,C6F13·自由基或L-PFHxS分子在不同位置断裂C-C键生成C_nF2n+1·自由基(n=1,2或3),C_nF2n+1·自由基(n=1,2或3)逐步增加0~2个C3F6基团,后经一些列水解生成不同全氟链长PFCAs或与·SO3H自由基结合生成不同全氟链长PFSAs. 展开更多
关键词 直链全氟己磺酸(L-PFHxS) 仿生降解 降解产物 降解途径
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溶液pH对纳米生物炭与针铁矿的异质团聚及左氧氟沙星吸附的影响机制
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作者 马锋锋 李庆 +2 位作者 赵保卫 焦雅仙 康宏兵 《环境科学研究》 北大核心 2025年第4期852-861,共10页
纳米生物炭(BNPs)常与铁氧化物针铁矿(GT)共存于水环境中,其异质团聚行为显著影响左氧氟沙星(LEV)在BNPs上的吸附。溶液pH作为典型水化学条件,对BNPs与GT的异质团聚及LEV的迁移、转化和归趋起着关键调控作用。为探究溶液pH对BNPs与GT在... 纳米生物炭(BNPs)常与铁氧化物针铁矿(GT)共存于水环境中,其异质团聚行为显著影响左氧氟沙星(LEV)在BNPs上的吸附。溶液pH作为典型水化学条件,对BNPs与GT的异质团聚及LEV的迁移、转化和归趋起着关键调控作用。为探究溶液pH对BNPs与GT在水体中的异质团聚行为及LEV吸附性能的影响,利用XRD、FTIR、氮气吸附脱附等温线等技术表征样品的晶体结构、比表面积和表面形貌等特征,通过设计不同溶液pH条件下的团聚实验、沉降实验及吸附实验,探究溶液pH对BNPs与GT间的团聚行为及其对LEV吸附的影响。结果表明:①在酸性(pH=5~6)条件下,由于BNPs与GT表面携带相反电荷,静电引力驱动2种颗粒发生异质团聚。②在碱性(pH=8~9)条件下,BNPs+GT异质团聚体的水力学直径(D_(h))增长更快,氢键及路易斯酸碱作用成为促进异质团聚的主要作用机制,表明分子间作用力在异质团聚中占主导地位。③在吸附过程中,溶液pH通过调控BNPs+GT的表面电荷和团聚行为,显著影响着团聚体对LEV的吸附性能,氢键(普通氢键和电荷辅助氢键)、静电以及孔隙填充共同作用,BNPs与GT间的异质团聚掩蔽或占据了BNPs部分吸附位点和有效官能团,使得BNPs对LEV的吸附受到抑制。研究显示,溶液pH通过调控BNPs与GT的表面电荷和分子间作用力主导其异质团聚机制,而异质团聚行为通过掩蔽/占据吸附位点和官能团显著抑制了BNPs对LEV的吸附效能。研究结果可为解析BNPs在水环境中的迁移转化及其对抗生素归趋的影响提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 纳米生物炭 针铁矿 异质团聚 左氧氟沙星 吸附
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颗粒状白酒污泥对土壤养分及重金属含量的影响
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作者 张鹏 吴永贵 +4 位作者 鲁鸿霈 李夏琳 袁佳艺 梁婉 马幸 《水土保持通报》 北大核心 2025年第5期35-44,共10页
[目的]分析白酒废水污泥施用于辣椒栽培后对土壤肥力、作物产量及重金属含量的影响,为白酒废水污泥高效资源化利用提供理论参考。[方法]基于白酒废水污泥富含氮磷钾,重金属含量低的特性,通过造粒工艺优化其性状。以辣椒为试验植物,根据... [目的]分析白酒废水污泥施用于辣椒栽培后对土壤肥力、作物产量及重金属含量的影响,为白酒废水污泥高效资源化利用提供理论参考。[方法]基于白酒废水污泥富含氮磷钾,重金属含量低的特性,通过造粒工艺优化其性状。以辣椒为试验植物,根据辣椒产量计算当地辣椒需肥量分别按1500~6000 kg/hm^(2)的量将颗粒状白酒污泥施于盆栽辣椒土壤,并以未施用白酒污泥(CK)和施用普通复合肥(F)为对照。[结果]①6000 kg/hm^(2)的处理(W4)综合效果最佳,土壤pH值、电导率(EC)分别比对照(CK)提高了7.37%,59.21%;土壤有机质(OM)、有效磷(AP)、速效钾(AK)、碱解氮(AN)、铵态氮(NH4+-N)以及硝态氮(NO3--N)含量分别提高72.73%,93.28%,62.24%,24.08%,63.40%和14.91%;②不同处理土壤重金属含量均远低于标准限值并达到Ⅰ类标准,且处理后土壤中铁(Fe)含量、铝(Al)含量较低不易导致土壤酸化板结;③施用颗粒状白酒污泥明显促进辣椒生长,其中W4处理的辣椒株高和叶绿素含量分别比CK增加68.84%,65.48%,辣椒产量也最高(达33180 kg/hm^(2))。[结论]施用颗粒状白酒污泥可显著改善土壤理化性质,明显提升土壤肥力并有效促进辣椒的生长。 展开更多
关键词 白酒污泥 颗粒状肥 土壤养分 土壤理化性质 土壤重金属
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球磨对生物炭表面特征及稀土钇(Ⅲ)吸附能力的影响
9
作者 张萌萌 吴增学 +4 位作者 杨尘 刘玉学 刘微 冯丁 刘晶静 《环境科学与技术》 北大核心 2025年第9期67-78,共12页
生物炭是一种高芳香性多孔吸附材料,为明确球磨改性对生物炭吸附稀土离子钇(Ⅲ)(Y^(3+))的影响,该研究以稻壳炭(RBC)、秸秆炭(SBC)、猪粪炭(ZBC)为原料,采用球磨和加磷球磨方式改性生物炭,通过扫描电镜、X射线衍射光谱、傅里叶红外光谱... 生物炭是一种高芳香性多孔吸附材料,为明确球磨改性对生物炭吸附稀土离子钇(Ⅲ)(Y^(3+))的影响,该研究以稻壳炭(RBC)、秸秆炭(SBC)、猪粪炭(ZBC)为原料,采用球磨和加磷球磨方式改性生物炭,通过扫描电镜、X射线衍射光谱、傅里叶红外光谱分析结合单因素吸附实验(初始浓度、生物炭添加量和溶液初始pH),研究球磨对生物炭表面特征、官能团和稀土Y^(3+)吸附能力的影响;吸附动力学揭示原始/球磨生物炭对Y^(3+)吸附特性。结果表明,原始生物炭吸附能力大小关系为ZBC>SBC>RBC,pH升高有利于SBC和RBC及其改性生物炭对Y^(3+)的吸附,pH为7时吸附效果最佳。球磨显著提高球磨稻壳炭(BRBC)和球磨秸秆炭(BSBC)对Y^(3+)的吸附效果,加磷球磨进一步提升球磨红磷改性秸秆炭(BPSBC)的吸附能力。吸附过程符合准二级吸附动力学模型,偏向于化学吸附。吸附动力学拟合分析表明,球磨红磷改性稻壳炭(BPRBC)最大吸附量为(18.727±0.020)mg/g,相较于RBC提高了252%,BPSBC最大吸附量为(22.586±0.147)mg/g,比SBC提高了101%,球磨/加磷球磨对ZBC的Y^(3+)最大吸附量无显著影响。SBC、RBC和ZBC及其球磨/加磷球磨生物炭对Y^(3+)的主要吸附机制是表面官能团络合和沉淀作用。球磨过程显著减小了生物炭粒径,提高了其比表面积和孔容,增加了吸附位点数量,显著提高了生物炭对Y^(3+)的吸附能力。加磷球磨将磷元素负载到生物炭上,增加了生物炭表面官能团的种类数量,进一步提高了生物炭对Y^(3+)吸附能力。球磨/加磷球磨是提高大粒径生物炭吸附能力的有效改性方法。 展开更多
关键词 生物炭 红磷 稀土钇(Ⅲ) 球磨改性 吸附
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藏贝母生物吸附剂的制备及对PM_(2.5)吸附性能研究
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作者 王浩宇 陈莉 +4 位作者 杨博 肖方景 张强英 布多 崔小梅 《环境科学与技术》 北大核心 2025年第9期79-87,共9页
该研究以藏贝母为原材料,改性处理研究其对PM_(2.5)的吸附性能。通过二次正交旋转回归组合设计,得出纤维素酶浓度为3.8 mg/mL、酶解温度58℃、灭酶温度78℃时,藏贝母对PM_(2.5)的去除率最高,达到34.04%。单因素实验结果显示,当藏贝母吸... 该研究以藏贝母为原材料,改性处理研究其对PM_(2.5)的吸附性能。通过二次正交旋转回归组合设计,得出纤维素酶浓度为3.8 mg/mL、酶解温度58℃、灭酶温度78℃时,藏贝母对PM_(2.5)的去除率最高,达到34.04%。单因素实验结果显示,当藏贝母吸附剂的渣粒径为40目、加入量为2.0 g、环境温度为28℃时,去除率最高。藏贝母吸附PM_(2.5)过程是物理化学协同作用,以化学吸附为主,属于单层、自发、吸热过程(ΔG<0、ΔH>0、ΔS>0),吸附等温线符合Langmuir模型。主要吸附机理是通过羟基(-OH)、羰基(C=O)等官能团与PM_(2.5)进行相互作用。与活性炭、硅藻土、竹炭、AB-8大孔吸附树脂及原始藏贝母进行横向对比,改性藏贝母对PM_(2.5)吸附效率提高8~10倍,是大气环境中PM_(2.5)的有效潜力吸附剂。该研究为藏贝母的高值利用和PM_(2.5)的有效去除提供了理论依据和技术参考。 展开更多
关键词 藏贝母 生物吸附剂 纤维素酶 PM_(2.5)
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面向CO_(2)捕集的吸附剂研究:从传统设计到机器学习
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作者 延卫 高岁寒 +3 位作者 宋舒婷 胡雅迪 兰申玉 张倩 《西安交通大学学报》 北大核心 2025年第11期1-18,共18页
随着全球气候问题日益严峻,碳捕集技术对于实现“双碳”目标的重要性愈加凸显。在众多碳捕集材料中,吸附剂因其优异的选择性、高吸附容量及长期稳定性等优势,已成为实现高效CO_(2)捕集的核心材料体系。其中,面向碳捕集应用场景的CO_(2)... 随着全球气候问题日益严峻,碳捕集技术对于实现“双碳”目标的重要性愈加凸显。在众多碳捕集材料中,吸附剂因其优异的选择性、高吸附容量及长期稳定性等优势,已成为实现高效CO_(2)捕集的核心材料体系。其中,面向碳捕集应用场景的CO_(2)吸附剂主要涵盖碳基吸附剂、胺基复合吸附剂、沸石分子筛、介孔二氧化硅、金属有机框架材料、共价有机框架材料和磁性纳米颗粒等类型。首先,系统梳理了上述各类CO_(2)吸附材料的研究进展,着重对比分析其吸附动力学、吸附机理及循环稳定性等关键性能指标;其次,深入剖析机器学习技术在CO_(2)吸附剂开发中的研究进展,包括基于主动学习的新材料筛选系统开发、基于神经网络和高通量计算的吸附容量等性能评估以及通过特征工程建立吸附参数与孔隙结构等参数的机理分析;最后,指出该领域当前面临的一些瓶颈问题,包括构建标准化多指标数据库、跨尺度数据融合困难及实验验证滞后等。未来应聚焦材料基因工程与机器学习的深度融合,开发兼具解释性和预测性的新一代算法框架,建立机器学习-实验闭环验证系统。 展开更多
关键词 CO_(2)捕集 吸附剂 机器学习
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Fe(Ⅱ)活化过碳酸钠降解碘帕醇
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作者 张泽军 魏红 +2 位作者 牛海彦 宋俊其 钮金芬 《现代化工》 北大核心 2025年第S2期134-143,共10页
研究了Fe(Ⅱ)/SPC体系去除典型非离子型碘代X射线造影剂(ICM)—碘帕醇(IPM)的反应机理。在初始pH=6.5、Fe(Ⅱ)浓度为0.4 mmol/L、过碳酸钠(SPC)浓度为0.2 mmol/L的条件下,10 mg/L的IPM在10 min内被完全去除。Cl^(-)、NO_(3)^(-)、腐殖酸... 研究了Fe(Ⅱ)/SPC体系去除典型非离子型碘代X射线造影剂(ICM)—碘帕醇(IPM)的反应机理。在初始pH=6.5、Fe(Ⅱ)浓度为0.4 mmol/L、过碳酸钠(SPC)浓度为0.2 mmol/L的条件下,10 mg/L的IPM在10 min内被完全去除。Cl^(-)、NO_(3)^(-)、腐殖酸对Fe(Ⅱ)/SPC体系有轻微抑制作用,HCO_(3)^(-)对体系影响较大。三维荧光分析和自由基淬灭实验显示·OH、^(1)O_(2)、·O_(2)^(-)和·CO_(3)^(-)是活性物质,·OH起主导作用。循环伏安和计时电流曲线测试证实电子转移过程的存在,同时发现Fe(Ⅱ)/SPC体系存在一定的絮凝作用。液相色谱-质谱鉴定出IPM降解过程中可能存在的10种中间产物,利用生态结构活性关系模型(ECOSAR)对其毒性进行了预测,同时提出了可能的降解路径。此外,Fe(Ⅱ)/SPC去除IPM过程中,碘仿(CHI_(3))的生成量(0.38μg/L)低于单独SPC(0.84μg/L)体系,且矿化效果较好。 展开更多
关键词 Fe(Ⅱ) 过碳酸钠 碘帕醇 高级氧化
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施氮改变了三江平原湿地小叶章对CO_(2)升高的生理响应
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作者 王建波 付晓玲 +1 位作者 刘赢男 钟海秀 《林业科技》 2025年第4期40-45,共6页
利用开顶式气室设置不同CO_(2)浓度梯度(400、550和700μmol/mol)和氮肥梯度(对照0 g N/m^(2)·y,CK和高氮8 g N/m^(2)·y,HN),研究三江平原湿地小叶章在不同可利用氮条件下的潜在响应。结果表明,施氮显著增加了不同CO_(2)浓度... 利用开顶式气室设置不同CO_(2)浓度梯度(400、550和700μmol/mol)和氮肥梯度(对照0 g N/m^(2)·y,CK和高氮8 g N/m^(2)·y,HN),研究三江平原湿地小叶章在不同可利用氮条件下的潜在响应。结果表明,施氮显著增加了不同CO_(2)浓度下的叶片可溶性蛋白含量,增加了CO_(2)升高背景下的叶片氮含量,降低了叶片淀粉含量和CO_(2)升高背景下C/N比。两个氮肥梯度下,CO_(2)浓度升高均显著降低了叶片氮含量,但HN处理不仅延缓叶片氮含量的降低,而且调节了CO_(2)升高背景下叶片C/N的增加。CK和HN两个处理条件下,6月份净光合速率(Pn)均随着CO_(2)浓度的升高而升高,高氮处理条件下,小叶章叶片净光合速率增加的幅度显著高于CK处理;而7,8月份净光合速率均随着CO_(2)浓度升高而降低,这可能是由于长期CO_(2)熏蒸导致小叶章发生了“光合适应”。施氮不仅显著降低了这种趋势,而且施氮显著增加了叶片净光合速率。生长季末,施氮显著增加了不同CO_(2)下生长的植物生物量,尤其在700μmol/mol。这些结果均表明施氮将会改变小叶章对CO_(2)浓度升高的响应。 展开更多
关键词 CO_(2)浓度升高 施氮 叶片氮 小叶章 光合作用
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天然有机物与钙镁离子对水环境中氧化石墨烯稳定性的复合影响
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作者 方华 王燕 +3 位作者 李璇 章婷婷 赵怡 徐林 《生态环境学报》 北大核心 2025年第5期754-762,共9页
氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)是应用最广泛的碳纳米材料,可造成潜在的水生态环境风险。进入水体后,GO将受各类环境因子的影响诱发凝聚和沉降而改变其稳定性和生态毒性。其中,最重要的影响因素为天然有机物(natural organic matters,NO... 氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)是应用最广泛的碳纳米材料,可造成潜在的水生态环境风险。进入水体后,GO将受各类环境因子的影响诱发凝聚和沉降而改变其稳定性和生态毒性。其中,最重要的影响因素为天然有机物(natural organic matters,NOMs)和电解质。目前NOMs特性及其与金属离子间复合作用对水中GO稳定性的影响机制尚不清晰。通过对水中GO凝聚、沉降和再分散过程的动力学分析,研究了典型NOMs和电解质对水中GO稳定性的复合影响。结果表明,电解质可压缩GO表面双电层引发其在水中凝聚。凝聚后GO可进一步沉降并从水中分离,沉降速度与凝聚速度呈正相关。相较于Mg^(2+),Ca^(2+)与GO的亲和力更强,可使GO更快地凝聚和沉降。NOMs不会直接诱发GO凝聚,但可通过空间位阻作用抑制凝聚。相较于海藻酸钠,腐殖酸(humic acid,HA)更易被GO吸附,抑制凝聚作用更强。HA可与Ca^(2+)发生络合凝聚;GO、Ca^(2+)和HA共存时,引发了多种凝聚过程的协同,使凝聚速度加快。有机物分子量越大,对GO凝聚和沉降的抑制作用越强。再分散过程使GO凝聚体分解,再分散后的GO可再次自发凝聚和沉降,但速度变慢。有机物存在进一步增强了再分散后GO在水中的稳定性。该研究可为全面评估GO在水中的稳定性和生态风险提供理论依据。 展开更多
关键词 氧化石墨烯 天然有机物 钙镁离子 凝聚动力学 沉降动力学 再分散
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炭基菌剂促进Cr(Ⅵ)还原和Cr(Ⅲ)固定的协同效能及机制研究
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作者 陈友媛 李浩 +2 位作者 刘乐成 寇晗 王磊 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期128-137,共10页
微生物还原法在Cr(Ⅵ)污染的修复中发挥着重要的作用,但是存在修复效率低以及微生物流失的问题。本研究以水稻壳为原料制备了胺基改性生物炭(PBC),在其表面负载铬还原菌制成炭基菌剂(MPBC),并研究了PBC和铬还原菌对Cr(Ⅵ)还原和Cr(Ⅲ)... 微生物还原法在Cr(Ⅵ)污染的修复中发挥着重要的作用,但是存在修复效率低以及微生物流失的问题。本研究以水稻壳为原料制备了胺基改性生物炭(PBC),在其表面负载铬还原菌制成炭基菌剂(MPBC),并研究了PBC和铬还原菌对Cr(Ⅵ)还原和Cr(Ⅲ)固定的协同效果及机制。结果显示,PBC表面吸附的微生物数量是原始生物炭的4.3倍,有效减少了微生物的流失。Cr(Ⅵ)去除实验结果表明,铬还原菌、PBC和MPBC在实验的前6 h对Cr(Ⅵ)去除速率分别为1.6、5.9和11.7 mg·L^(-1)·h^(-1),PBC和铬还原菌对铬的去除表现出较强的协同效应,协同系数为49.6%。产物分析表明,75.9%的铬(Cr)被固定到MPBC表面,MPBC的XPS分析显示MPBC表面主要固定了Cr(Ⅲ)。炭基菌剂去除Cr的路径为MPBC的胺基官能团将Cr(Ⅵ)捕获,有利于菌剂还原Cr(Ⅵ),并促进胞外铬还原酶的释放和Cr(Ⅵ)的还原,然后通过胺基络合作用和胞外聚合物将Cr(Ⅲ)固定,从而增强了胺基改性生物炭和铬还原菌对铬污染的协同修复能力。本研究为在铬污染环境中同时实现Cr(Ⅵ)还原和Cr(Ⅲ)固定提供了新的思路。 展开更多
关键词 生物炭 胺基改性 铬还原菌 还原 协同效应
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铁锰矿物作用下环境中抗生素和抗性基因的降解行为
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作者 程鹏飞 李代微 +4 位作者 颜子竣 田芹 戴志聪 秦好丽 刘同旭 《中国环境科学》 北大核心 2025年第6期3359-3369,共11页
为了阐明铁锰矿物与抗生素和抗性基因间的作用机制,深化对环境中抗生素与抗性基因降解行为的理解,改善抗生素与抗性基因修复技术,本文系统揭示了铁锰矿物对抗生素的多元降解机制:表面Brønsted酸、Lewis酸和羟基位点协同催化抗生素... 为了阐明铁锰矿物与抗生素和抗性基因间的作用机制,深化对环境中抗生素与抗性基因降解行为的理解,改善抗生素与抗性基因修复技术,本文系统揭示了铁锰矿物对抗生素的多元降解机制:表面Brønsted酸、Lewis酸和羟基位点协同催化抗生素水解;基于半导体特性介导的抗生素光降解;矿物中Fe(III)/Mn(IV)等变价组分直接氧化抗生素或活化过硫酸盐/过氧化氢产生活性自由基实现深度矿化;同时,上述过程产生的自由基也可破坏抗性基因,抑制其迁移转化过程.铁锰矿物已证实可有效去除土壤、水体、污泥及畜禽粪便等环境介质中的抗生素及其抗性基因,其降解行为受环境pH值、有机质含量、共存离子浓度及水分条件等因素动态调控.本文进一步提出未来研究应聚焦于抗生素和抗性基因降解途径和毒性、原位动态表征技术以及铁锰矿物应用工艺等研究方向. 展开更多
关键词 铁矿物 锰矿物 抗生素 抗生素抗性基因 降解
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廊坊平原区高氟地下水分布及形成机理 被引量:1
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作者 李堃正 白雪山 +3 位作者 杜垚 张旭虎 朱小龙 靳潇锐 《生态与农村环境学报》 北大核心 2025年第4期496-505,共10页
为查明廊坊地区天然高氟地下水的空间分布特征及形成机制,本研究分别采集廊坊平原区深层和浅层地下水样品76和100个,系统分析了高氟地下水分布、地下水氟来源及富集的水文地球化学作用。结果表明,研究区深层地下水氟离子浓度(平均值为1.... 为查明廊坊地区天然高氟地下水的空间分布特征及形成机制,本研究分别采集廊坊平原区深层和浅层地下水样品76和100个,系统分析了高氟地下水分布、地下水氟来源及富集的水文地球化学作用。结果表明,研究区深层地下水氟离子浓度(平均值为1.65 mg·L^(-1))高于浅层地下水氟离子浓度(平均值为1.06 mg·L^(-1)),深、浅层地下水氟离子超标率分别为73.7%和40%。地下水中氟浓度随深度增加而增加。含水层中萤石溶解、方解石和白云石饱和沉淀有利于氟在深层地下水中的富集。偏碱性环境中含水层中氟离子解吸附和HCO_(3)^(-)竞争性吸附及阳离子交换吸附作用可进一步促进地下水中氟富集。蒸发浓缩作用对部分浅层高含氟地下水具有显著影响。同时,类似含氟矿物质和岩盐的溶解等各种地质过程也是地下水中氟富集的主要机制。 展开更多
关键词 地下水 水文地球化学 分布特征 廊坊平原区
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纳米塑料吸附四环素的尺寸效应与离子特异性
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作者 钱晓燕 张臻 +3 位作者 梁越 张鹏彦 马海亮 李发永 《环境科学与技术》 北大核心 2025年第9期58-66,共9页
为阐明纳米塑料(NPs)粒径效应对水体中抗生素吸附行为的影响,文章选取150 nm(150-NPs)和800 nm(800-NPs)的聚苯乙烯纳米塑料,通过控制pH、温度、离子类型和离子强度,研究其对盐酸四环素(TCH)的吸附特性及其环境调控机制。结果表明:NPs对... 为阐明纳米塑料(NPs)粒径效应对水体中抗生素吸附行为的影响,文章选取150 nm(150-NPs)和800 nm(800-NPs)的聚苯乙烯纳米塑料,通过控制pH、温度、离子类型和离子强度,研究其对盐酸四环素(TCH)的吸附特性及其环境调控机制。结果表明:NPs对TCH的吸附以物理吸附为主,其吸附过程更符合Freundlich模型(150-NPs和800-NPs最大吸附量分别为65.5 mg/g和33.6 mg/g)。与微塑料相比,纳米级颗粒展现出显著增强的吸附性能,且该过程吸热。pH通过改变TCH的分子形态及NPs表面Zeta电位影响吸附效率,当pH=9.0时,150-NPs和800-NPs的Zeta电位分别达到-37.93 m V和-29.27 mV,此时疏水相互作用与氢键作用的协同效应使吸附效率达到峰值。150-NPs和800-NPs对阳离子的反应效应不同,包含阳离子桥接、疏水作用、络合等机制,Ca^(2+)通过压缩双电层促进吸附,吸附增加量达31.9~49.0 mg/g,其效果显著强于Na^(+);Mg^(2+)通常与四环素形成稳定的络合物抑制吸附。同价态阳离子对吸附的影响呈现特异性序列:Ca^(2+)>Mg^(2+),表明该体系中存在阳离子桥接-络合竞争机制。 展开更多
关键词 纳米塑料 盐酸四环素 吸附 粒径 阳离子
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沙尘中的主要矿物组分在城市大气臭氧形成中的作用
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作者 路嘉宽 吕森林 +4 位作者 牛何晶英 赵九梅 侯国庆 刘新春 米持真一 《上海大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期264-273,共10页
沙尘在传输过程中会吸附大量的气态污染物,且吸附在颗粒物表面的气态组分在非均相大气化学过程中对臭氧(O_(3))的生成有直接贡献.由于不同矿物组分的吸附能力、氧化潜能(oxidative potential,OP)等物化特性存在差异,结合观测数据、研究... 沙尘在传输过程中会吸附大量的气态污染物,且吸附在颗粒物表面的气态组分在非均相大气化学过程中对臭氧(O_(3))的生成有直接贡献.由于不同矿物组分的吸附能力、氧化潜能(oxidative potential,OP)等物化特性存在差异,结合观测数据、研究结论和已有的文献报道,对沙尘中的矿物组分在大气O_(3)生成过程中的机制进行了总结分析,明确了沙尘组分中的重金属元素及主要矿物组分(如石英等矿物)赋存OP在气态污染物的大气化学过程中有重要作用,并对未来的相关研究提出了前瞻性建议. 展开更多
关键词 沙尘气溶胶 矿物组分 臭氧 非均相反应
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砜吡草唑及其主要代谢物在土壤中的消解和对土壤酶活性的影响研究 被引量:1
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作者 杜颂 汤涛 +7 位作者 程曦 赵学平 张春荣 梁晓宇 王萌 张震 李永成 章程辉 《浙江农业学报》 北大核心 2025年第4期847-857,共11页
砜吡草唑是新型异唑类芽前除草剂,已被登记在小麦上使用,但其主要代谢物M-1和M-3对土壤环境的风险尚不明确。本研究使用黑土、褐土、红土3种理化性质不同的土壤,研究了不同理化条件对砜吡草唑及其主要代谢物消解性的影响,以及砜吡草唑... 砜吡草唑是新型异唑类芽前除草剂,已被登记在小麦上使用,但其主要代谢物M-1和M-3对土壤环境的风险尚不明确。本研究使用黑土、褐土、红土3种理化性质不同的土壤,研究了不同理化条件对砜吡草唑及其主要代谢物消解性的影响,以及砜吡草唑及其主要代谢物对土壤酶活的影响。结果表明,M-1和M-3在不同土壤中的消解速率低于母体,3种土壤培养120 d后,砜吡草唑的消解速率为12.3%~38.0%;M-1的消解速率为3.8%~4.6%;M-3的消解率为4.6%~21.0%。砜吡草唑易在高pH值和有机质含量高的土壤(黑土)中消解,M-1易在高阳离子交换量的土壤(黑土)中消解,M-3易在低pH值和有机质含量低的土壤(红土)中消解。土壤阳离子交换量和pH值是影响M-1和M-3消解的主要因素。同时,M-1和M-3均在母体消解过程中逐渐累积,3种土壤中M-1和M-3的总累积量分别占砜吡草唑消解总量的41.0%、27.2%、32.6%。M-1易在有机质含量高的环境中生成,而M-3易在高pH值环境中生成。对土壤酶活性的影响研究发现,砜吡草唑母体及其代谢物M-1和M-3对土壤酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶、脲酶和脱氢酶等均具有明显的活性抑制作用,而且代谢物的抑制作用要强于母体。因此,在评估砜吡草唑对土壤的潜在风险时,需综合考虑砜吡草唑及其代谢物的生态风险,为农药的合理使用提供科学依据。 展开更多
关键词 砜吡草唑 代谢物 消解动态 土壤酶活性
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