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机器学习辅助光谱分析技术在环境微/纳塑料研究中的应用 被引量：2
1
作者 李艳 吴欣宜 +7 位作者 王全龙 巩一潮 黎刚 阴永光 裴志国 宋茂勇 谭志强 张庆华 《中国无机分析化学》 CAS 北大核心 2024年第8期1137-1146,共10页
微/纳塑料在环境中广泛存在,威胁着全球生态系统的平衡和稳定,因此有必要确定和评估微/纳塑料的环境赋存特征、环境行为和效应以及生态毒性效应。然而微/纳塑料具有的低浓度、小尺寸及容易吸附其他物质等特点,为其在复杂环境基质中的分... 微/纳塑料在环境中广泛存在,威胁着全球生态系统的平衡和稳定,因此有必要确定和评估微/纳塑料的环境赋存特征、环境行为和效应以及生态毒性效应。然而微/纳塑料具有的低浓度、小尺寸及容易吸附其他物质等特点,为其在复杂环境基质中的分析带来了巨大挑战。大多数分析方法在提供环境样本中微/纳塑料的定性定量信息方面存在成本高、准确性差、时间效率低等问题,而具有无损、高效、操作方便等优点的光谱分析技术可以弥补这些方法的不足。但采集的微/纳塑料光谱信号可能会受到环境样本中复杂成分的背景噪声干扰,亟需采用智能化手段提高分析的准确性和效率。机器学习具有强大的数据处理和自动化分析能力,准确性高、应用性广,适用于复杂光谱数据的分类和解析,将机器学习与光谱分析技术相结合有望成为微/纳塑料分析的可靠方法。首先对常用的机器学习辅助光谱分析技术进行综述,然后系统性地讨论了机器学习辅助光谱分析技术在微/纳塑料的环境赋存特征、环境行为和效应、生态毒理效应等研究中的应用,最后对该技术的发展前景进行了总结和展望。机器学习辅助光谱分析技术有望为环境中微/纳塑料的生态环境健康风险评估和污染防治提供重要数据支持。 展开更多
关键词 微/纳塑料 光谱分析技术 机器学习 环境赋存特征 环境行为和效应 生态毒理效应
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基因工程菌在石油污染修复中的研究进展与前景 被引量：3
2
作者 宫兆波 郭瑛瑛 +7 位作者 张燕萍 杨永霞 赵增义 刘艳伟 史斌 毕磊 阴永光 宋茂勇 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期14-26,共13页
构建基因工程菌(genetically engineered microorganisms,GEMs)是石油污染生物修复的重要发展方向.目前,通过基因编辑、过表达和定向进化等手段改造微生物的石油污染物降解和调控途径,可以提高微生物的环境适应能力和污染物降解能力,用... 构建基因工程菌(genetically engineered microorganisms,GEMs)是石油污染生物修复的重要发展方向.目前,通过基因编辑、过表达和定向进化等手段改造微生物的石油污染物降解和调控途径,可以提高微生物的环境适应能力和污染物降解能力,用于石油污染物的生物降解和监测.本文概述了石油污染物降解基因工程菌的主要构建策略,包括选择和改造宿主菌、改造与优化石油污染物关键酶和代谢通路、开发微生物全细胞传感器和构建基因工程菌的自毁程序.此外,基因工程菌也可用于石油污染的酶修复、微生物菌群修复和细菌-植物联合修复.随着系统生物学和合成生物学在降解微生物中的应用,基因工程菌在石油污染修复中展现出良好的研究和应用前景. 展开更多
关键词 石油污染物 基因工程菌 微生物修复 合成生物学 降解
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环境中汞的微生物还原过程及机制
3
作者 崔艺凡 郭瑛瑛 +3 位作者 史建波 梁勇 阴永光 蔡勇 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1461-1468,共8页
汞是一种全球性的环境污染物.汞的还原过程可降低地表环境汞浓度,促进汞的大气传输,对汞的区域/全球循环、甲基化及生物积累具有重要的作用.地表环境微生物还原是汞还原的重要过程,在多种环境介质中均可发生.本文介绍了多种环境介质中... 汞是一种全球性的环境污染物.汞的还原过程可降低地表环境汞浓度,促进汞的大气传输,对汞的区域/全球循环、甲基化及生物积累具有重要的作用.地表环境微生物还原是汞还原的重要过程,在多种环境介质中均可发生.本文介绍了多种环境介质中微生物汞还原在汞生物地球化学循环中的重要作用,详细总结了有氧与缺氧条件下微生物汞还原的途径与机制,提出了微 生物还原汞的其它可能机制,并对相关领域的研究进行了展望. 展开更多
关键词 汞 还原 微生物 好氧 厌氧
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镉全细胞微生物传感器研究进展
4
作者 汤文瑶 郭瑛瑛 +4 位作者 向玉萍 刘艳伟 梁勇 阴永光 蔡勇 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1085-1095,共11页
镉全细胞微生物传感器(cadmium whole-cell biosensors,Cd-WCBs)以微生物为载体,利用微生物的调节元件组成模块化基因回路,以实现镉生物有效性的简单、经济和高通量检测.本文概述了基于转录因子和酶生物传感器构建的非特异性Cd-WCBs,以... 镉全细胞微生物传感器(cadmium whole-cell biosensors,Cd-WCBs)以微生物为载体,利用微生物的调节元件组成模块化基因回路,以实现镉生物有效性的简单、经济和高通量检测.本文概述了基于转录因子和酶生物传感器构建的非特异性Cd-WCBs,以及基于转录因子和荧光共振能量转移构建的特异性Cd-WCBs.本文还总结了Cd-WCBs的基本优化策略,主要包括对识别蛋白进行定向改造或定向进化、利用反馈调控优化基因回路以及改造底盘细胞的金属调控系统.目前,Cd-WCBs已经用于不同环境介质中镉的生物有效性检测,但是其在实际环境中细胞活性,和检测性能仍有待提高.本研究指出未来可通过开发和改造底盘生物来提高传感器的环境适应能力,利用多种合成生物学手段进一步提高传感器的检测灵敏度和特异性. 展开更多
关键词 镉 全细胞生物传感器 生物有效性 环境检测 特异性 灵敏度 识别元件 报告元件
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基于电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法的大棚和露天种植模式下典型叶类蔬菜重金属累积特征
5
作者 庞婷婷 金紫依 +7 位作者 高家晖 潘钰 肖彩玲 陈路锋 曹梦西 刘艳伟 阴永光 梁勇 《中国无机分析化学》 北大核心 2025年第3期330-339,共10页
随着人类膳食结构的改变,因蔬菜摄入导致的重金属暴露越来越受到关注。而有关大棚和露天种植模式下叶类蔬菜重金属富集特征、影响因素及主要来源研究的缺乏,限制了对蔬菜富集重金属的有效控制。通过电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定... 随着人类膳食结构的改变,因蔬菜摄入导致的重金属暴露越来越受到关注。而有关大棚和露天种植模式下叶类蔬菜重金属富集特征、影响因素及主要来源研究的缺乏,限制了对蔬菜富集重金属的有效控制。通过电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定湖南攸县大棚和露天种植的白苋菜和空心菜中Cd、Pb、As和Cr的含量发现,除白苋菜中As和空心菜中的Cd,其余叶类蔬菜重金属浓度呈现大棚种植低于露天种植的趋势。大棚种植模式下土壤水溶态Cd与叶类蔬菜各部位Cd浓度呈现显著的正相关关系,说明水溶态Cd可以更有效地预测土壤Cd的生物有效性,也表明土壤可能是大棚种植叶类蔬菜Cd的主要来源;而土壤及大气共同影响了露天叶类蔬菜Cd的富集。除了大棚种植的空心菜Cd外,大棚种植的白苋菜和空心菜的其他单一重金属风险商(HQ)均低于露天种植,且露天种植的白苋菜的危害指数(HI)显著高于大棚种植,说明露天种植的叶类蔬菜存在较高的健康风险。研究结果丰富了对不同种植模式下蔬菜重金属富集及健康风险的认识,并有望为蔬菜的安全种植及利用提供理论依据。 展开更多
关键词 重金属 叶类蔬菜 富集 大棚种植 露天种植
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光化学反应中自由基的作用及反应影响因素的研究进展 被引量：13
6
作者 王庆良 李倩倩 +3 位作者 童东革 李传奇 吴明鸽 苏贵金 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第2期301-316,共16页
自由基是对流层大气光化学反应的重要组成部分,光化学反应过程中不同的自由基扮演着不同的角色.本文综述了大气中常见的·OH、HO2··、RO·、RO2·、NO3·和环境持久性自由基等自由基的来源,在光化学反应中的... 自由基是对流层大气光化学反应的重要组成部分,光化学反应过程中不同的自由基扮演着不同的角色.本文综述了大气中常见的·OH、HO2··、RO·、RO2·、NO3·和环境持久性自由基等自由基的来源,在光化学反应中的作用,以及关键影响因素,展望了未来对于自由基在光化学反应中的研究方向.这对于理解大气氧化性和自由基在光化学反应中的作用机理等核心科学问题具有重要的意义. 展开更多
关键词 自由基 大气光化学反应 来源 作用 影响因素
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商用催化剂对氯代芳烃和氮氧化物的协同处置研究
7
作者 刘豪杰 李倩倩 +6 位作者 芦会杰 苏贵金 侯梅芳 孙博华 吴明鸽 孟晶 史斌 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期1236-1251,共16页
多污染物的协同控制是环境催化研究的前沿,氯代芳烃和氮氧化物(NO_(x))是生活垃圾焚烧等热工业过程中共存的典型污染物,目前商用催化剂能否实现二者的协同处置尚不清楚.因此,本文研究了5类商用SCR催化剂对氯苯(CB)和一氧化氮(NO)的协同... 多污染物的协同控制是环境催化研究的前沿,氯代芳烃和氮氧化物(NO_(x))是生活垃圾焚烧等热工业过程中共存的典型污染物,目前商用催化剂能否实现二者的协同处置尚不清楚.因此,本文研究了5类商用SCR催化剂对氯苯(CB)和一氧化氮(NO)的协同处置活性.结果表明,1^(#)催化剂在300℃下对CB和NO具有较好的降解活性,且在90 min的反应周期内具有较高的稳定性,这是由于1^(#)催化剂具有较大比表面积、较高比例的表面吸附氧(O_(β))以及V^(5+).1^(#)催化剂对CB和NO的协同降解实验显示,在250℃和300℃下,NO的引入能够生成NO_(2),可促进CB的降解.300℃时CB的存在抑制了NO的转化,而当温度降到250℃时,CB对NO的转化有促进作用.这可能是因为在较高温度下NO_(2)生成量相对较多,C—Cl键解离程度较大,在一定程度上会影响SCR反应的进行,导致NO的转化率较低;而温度降低时,CO_(2)选择性增强,可能会抑制NH3的过度氧化,同时NO_(2)生成量和C—Cl键的解离均变弱,进而使得SCR反应相对增强.利用热脱附/GC-MS联用系统全面分析了降解过程中产生的中间产物,发现CB和NO协同处置体系中间产物种类显著减少,经过脱氯、烷基化、氧化等一系列反应生成苯、甲苯、苯甲醛和苯酚等中间产物,最终矿化生成H_(2)O和CO_(2).可见NO的引入不仅能促进CB的深度氧化,还能在一定程度上抑制多氯代副产物的生成. 展开更多
关键词 商用催化剂 氯代芳烃 氮氧化物 催化氧化 协同降解
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斑马鱼在化学品高通量毒性评价中的应用 被引量：3
8
作者 王俊 刘力 +6 位作者 徐颖君 刘俊杰 程波 张蒙 庞少臣 梁勇 宋茂勇 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期47-59,共13页
随着全球化学品数量的不断增加,传统的哺乳动物毒性评价方式已经无法满足化学品环境监管的需求.21世纪毒性测试转变成以高通量体外测试和非哺乳类动物模型替代方法为主的新模式.斑马鱼既有生物复杂度又具一定的分析通量,是高通量的药物... 随着全球化学品数量的不断增加,传统的哺乳动物毒性评价方式已经无法满足化学品环境监管的需求.21世纪毒性测试转变成以高通量体外测试和非哺乳类动物模型替代方法为主的新模式.斑马鱼既有生物复杂度又具一定的分析通量,是高通量的药物筛选和化学品毒性测试中重要的动物模型.本文综述了斑马鱼在化学品高通量毒性评价中应用的重要研究进展,分析了多种自动化技术在斑马鱼高通量分析中的优势和潜力,最后探讨了斑马鱼高通量毒性测试未来的发展方向.本文为研究人员高效利用斑马鱼胚胎开展化学品安全性评价提供参考. 展开更多
关键词 高通量 毒性筛查 风险评估 斑马鱼 化学品
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贵州万山汞矿区植物中汞的累积特征 被引量：3
9
作者 陶惠 陈颖 +3 位作者 刘艳伟 梁勇 阴永光 蔡勇 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期4047-4056,共10页
本研究对采集自贵州万山废弃汞冶炼作坊与废弃汞矿附近的土壤和植物样品进行总汞分析,旨在探究不同种类植物和植物组织中汞的蓄积能力和分布特征.本研究共采集菊科、禾本科和唇形科等植物77种,植物茎叶部分和根部样品共185个.结果表明,... 本研究对采集自贵州万山废弃汞冶炼作坊与废弃汞矿附近的土壤和植物样品进行总汞分析,旨在探究不同种类植物和植物组织中汞的蓄积能力和分布特征.本研究共采集菊科、禾本科和唇形科等植物77种,植物茎叶部分和根部样品共185个.结果表明,废弃汞冶炼作坊与废弃汞矿周围土壤汞浓度(1.8–224 mg·kg^(-1))显著高于贵阳市对照点(0.14–0.26 mg·kg^(-1));万山汞矿区采集的植物茎叶部分和根部总汞浓度范围分别为0.07–7.9 mg·kg^(-1)和0.06–28 mg·kg^(-1),显著高于对照点的同种植物茎叶部分和根部样品中总汞浓度(P<0.001).另外,草本植物和木本植物,以及菊科、禾本科和唇形科植物对汞的累积水平无明显差异(P>0.05).通过对同株植物的不同组织进行分析,发现植物茎叶部分和根部累积汞的能力存在差异,二者总汞浓度水平显著相关(R≥0.58,P<0.001),推测其与不同组织中汞的来源不同及植物体内汞转运有关.这些结果表明废弃汞冶炼作坊和废弃汞矿对周边植物的汞累积能力有显著影响,需重视废弃汞矿区的潜在生态风险. 展开更多
关键词 汞 汞矿区 土壤 植物 生物累积
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