检索结果-内蒙古大学图书馆

环境工程 2022年第6期40卷 171-181页

作者：胡献刚李佳薇李佳蔷靳红叶于福波南开大学环境科学与工程学院环境污染过程与基准教育部重点实验室天津300350 南开大学生命科学学院天津300072

纳米材料(nanomaterials, NM)作为一类新型的化学品,认识、控制其引起的不良环境健康风险是推广应用的重要前提。近些年,机器学习(machine learning, ML)作为一种数据驱动的研究方法,在环境、化学和材料等领域引起了广泛关注。从NM引起... 详细信息

纳米材料(nanomaterials, NM)作为一类新型的化学品,认识、控制其引起的不良环境健康风险是推广应用的重要前提。近些年,机器学习(machine learning, ML)作为一种数据驱动的研究方法,在环境、化学和材料等领域引起了广泛关注。从NM引起的细胞毒性、个体效应、蛋白冠与生态冠预测等几方面,介绍了ML的应用,并分析了应用过程中,数据集、描述符、ML方法、模型可解释性等方面存在的问题和解决方法。文章提出,数据提取与挖掘方法、新描述符、新模型、模型解释方法的创新与发展将能够促进ML在NM生物效应领域的应用。同时,随着ML的发展,ML有望能够预测新型的NM和复杂的效应,并揭示了相关原理。以梳理讨论ML在NM生物效应预测中面临的重要科学问题为重点,有助于后续研究者理清思路,解决该领域的难题,促进纳米产业健康可持续发展。

关键词：纳米材料生物效应机器学习大数据人工智能

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材料空位在类芬顿技术中的作用及研究进展

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科学通报 2023年第33期68卷 4457-4471页

作者：李嫣笑张东鹏屈金勇展思辉李轶南开大学环境科学与工程学院天津300071 南开大学污染过程与环境标准教育部重点实验室天津300071 天津大学理学院化学系天津市分子光电科学重点实验室和化学科学与工程协同创新中心天津300072 新加坡国立大学和天津大学联合学院天津大学福州国际校区福州350207

随着人们生活需求的发展与改变,因人类活动而排入地表水中的污染物种类也日益增多.类芬顿技术是解决水污染问题的有效途径之一.多相催化剂的空位在类芬顿技术中的作用引起广泛地关注,空位可以有效地改变材料的电荷分布,改善类芬顿反应... 详细信息

随着人们生活需求的发展与改变,因人类活动而排入地表水中的污染物种类也日益增多.类芬顿技术是解决水污染问题的有效途径之一.多相催化剂的空位在类芬顿技术中的作用引起广泛地关注,空位可以有效地改变材料的电荷分布,改善类芬顿反应中电子转移和活性位点失活等问题.同时,空位也加强了催化剂表面对反应物的吸附能,降低反应能垒,促进了氧化剂的活化和污染物的降解.到目前为止,还缺少材料空位在类芬顿技术中的作用的综述报道.本文系统地综述了空位的种类、构建方法、表征技术、作用机理以及在类芬顿技术中去除不同类型污染物的应用,并展望了空位工程在类芬顿技术中的发展前景.本文可为空位的可控合成、类芬顿技术中氧化剂的活化机理和去除污染物的应用提供参考.

关键词：材料空位类芬顿技术电子转移 PS/H2O2的活化污染物去除

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多环芳烃和镉土壤复合暴露条件下黑麦草的氧化应激指标变化

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农业环境科学学报 2022年第8期41卷 1739-1749页

作者：李程姚义鸣李逍逍成杰民孙红文山东师范大学地理与环境学院济南250358 南开大学环境科学与工程学院教育部环境污染过程与基准教育部重点实验室天津300071

为了探究场地土壤多环芳烃(PAHs)和镉(Cd)在复合污染条件下的植物生物效应,本研究以黑麦草(Lolium perenne L.)为供试植物,采用土培方法进行染毒试验,分析了植物中4种典型氧化应激指标多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)、磷酸烯醇式... 详细信息

为了探究场地土壤多环芳烃(PAHs)和镉(Cd)在复合污染条件下的植物生物效应,本研究以黑麦草(Lolium perenne L.)为供试植物,采用土培方法进行染毒试验,分析了植物中4种典型氧化应激指标多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(Phosphoenolpyruvate carboxylase,PEPC)、脯氨酸(Proline,Pro)和还原性谷胱甘肽(Reduced glutathione,GSH)的响应变化。结果表明:单一Cd染毒下,黑麦草的PPO活性呈下降趋势,PEPC活性以及Pro浓度均呈先上升后下降的趋势,GSH浓度呈上升趋势;单一PAHs染毒下,黑麦草的PPO活性呈下降趋势,PEPC活性以及Pro和GSH浓度均呈先上升后下降的趋势。因此,PAHs和Cd的单一污染胁迫下黑麦草生理系统均受到了影响,产生了氧化应激反应。与单一Cd染毒相比,Cd-PAHs复合染毒下,黑麦草的4种指标变化趋势均发生了显著变化(P<0.05)。PEPC和PPO的活性以及Pro和GSH浓度的显著下调可能是场地土壤高浓度PAHs和Cd复合污染的重要指征。在复合染毒胁迫下,黑麦草4种指标普遍呈现拮抗效应。研究表明重金属Cd和PAHs复合污染对典型植物氧化应激效应指标具有剂量-效应关系。

关键词：镉多环芳烃黑麦草氧化应激拮抗作用

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pH对沉积物中五氯酚毒性的影响及其质量基准值推导

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环境科学研究 2021年第2期34卷 491-500页

作者：王园圆张彦峰祝凌燕南开大学环境科学与工程学院环境污染过程与基准教育部重点实验室天津300350

PCP(pentachlorophenol,五氯酚)是一种可电离有机化合物,pH会影响水体中PCP的毒性.为准确评估沉积物中PCP的生态风险,通过研究不同pH下沉积物中PCP对河蚬(Corbicula fluminea)、泥鳅(Misgurnus anguillicaudatus)、伸展摇蚊(Chironomus riparius)等底栖生物的毒性效应,探讨沉积物中PCP生物毒性与pH的关系.基于毒性试验结果和搜集筛选文献中报道的PCP生物毒性数据,利用物种敏感度分布法推导PCP沉积物质量基准,进而对我国淡水水体沉积物中PCP风险进行评估.结果表明:①沉积物中PCP对底栖生物的毒性均随pH的升高而降低,pH为6.5~8.5时,沉积物中PCP对河蚬、泥鳅、伸展摇蚊的96 h-LC 50值分别为2.99~7.64、8.05~8.76、10.50~22.30μg g;对泥鳅的30 d-LC 10值为0.26~0.80μg g,对伸展摇蚊的21 d-EC 10值为0.28~0.54μg g.②推导获得PCP依赖于pH的沉积物质量基准函数,即CMC sed(急性基准值)=e 0.204pH-2.96、CCC sed(慢性基准值)=e 0.204pH-5.85,当pH为7.0时,CMC sed、CCC sed分别为0.217、0.012μg g.③我国主要淡水河流、湖泊沉积物中99.0%的采样点w(PCP)低于该研究推导的CCC sed,仅有1.0%的采样点w(PCP)介于CCC sed与CMC sed之间.研究显示,我国主要淡水水体沉积物中PCP总体风险较低,个别地区沉积物中PCP可能存在潜在的生态风险,需要引起重视.

关键词：五氯酚(PCP) pH 沉积物质量基准底栖生物毒性效应风险评估

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肠道微生物与环境健康关系的研究进展与展望

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环境化学 2021年第1期40卷 1-10页

作者：高渊陆晨希袁鹏胡献刚南开大学环境污染过程与基准教育部重点实验室环境科学与工程学院天津300350

尽管肠道微生物群落在调节宿主多种生理功能的稳态以及抵抗环境污染物的毒性等方面至关重要,但是其在环境健康上的作用直到近几年才引起关注.本综述主要概述了环境污染物对肠道微生物的作用导致的健康效应的最新研究进展.发展迅速的高... 详细信息

尽管肠道微生物群落在调节宿主多种生理功能的稳态以及抵抗环境污染物的毒性等方面至关重要,但是其在环境健康上的作用直到近几年才引起关注.本综述主要概述了环境污染物对肠道微生物的作用导致的健康效应的最新研究进展.发展迅速的高通量测序平台与合成生态学方法有助于快速确定肠道微生物组成,结合信息化综合分析方法可进一步探明肠道微生物对污染物的调节机制.本综述进一步重点举例,讨论了重金属、有机污染物、纳米颗粒、微塑料与肠道微生物群落相互作用的机制,及其对宿主健康产生的影响.目前对于肠道微生物群落介导环境污染物诱发环境健康效应的研究还不够成熟,存在诸多需要克服的科学技术难点.综述在最后从研究对象、技术方法和应用方面提出了对未来研究内容的展望.

关键词：肠道微生物环境健康环境毒理重金属有机污染物纳米颗粒

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石油烃污染土壤中蚯蚓对PAHs富集研究

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生态毒理学报 2022年第4期17卷 471-481页

作者：黄盼盼陶宗鑫王佳佳徐晶欧阳少虎东营市生态环境局东营257000 南开大学环境科学与工程学院环境污染过程与基准教育部重点实验室天津300071

为探究石油烃污染胁迫下土壤生物对多环芳烃(PAHs)的富集作用,以赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为受试生物,分别暴露于不同浓度(0~20 g·kg^(-1))石油烃7、14、21和28 d,测定蚯蚓体内总PAHs及各环PAHs的生物富集量和生物富集系数(BCF)... 详细信息

为探究石油烃污染胁迫下土壤生物对多环芳烃(PAHs)的富集作用,以赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为受试生物,分别暴露于不同浓度(0~20 g·kg^(-1))石油烃7、14、21和28 d,测定蚯蚓体内总PAHs及各环PAHs的生物富集量和生物富集系数(BCF),评价了石油污染土壤对蚯蚓的PAHs富集特征的影响。结果表明,与无石油烃暴露对照组相比,蚯蚓对总PAHs及各环PAHs的富集量均显著(P<0.05)增长,且随石油烃染毒浓度和暴露时间增加而提高,表现出很强的富集效应。在同一浓度石油烃污染暴露下,蚯蚓对PAHs 2环、3环和4环富集量显著(P<0.05)大于5环和6环富集量,并且石油烃浓度越大,这种选择性富集特征越明显。而且,随着石油烃染毒浓度的增加,蚯蚓对总PAHs及各环PAHs的BCF呈现先增大后减小趋势。以上结果说明,蚯蚓对PAHs的生物富集量与BCF之间没有特别明显的相关关系。本研究结果为评估石油烃及PAHs污染对土壤生物生态健康风险提供了基础数据和参考依据。

关键词：石油烃多环芳烃蚯蚓富集效应生态风险

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基于细菌学研究改性生物炭对抗生素的降解机制

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中国环境科学 2021年第4期41卷 1723-1731页

作者：杨芳简宏先高越王翠苹南开大学环境科学与工程学院环境污染过程及基准教育部重点实验室天津市环境修复和控制实验室天津300071

分别选取3个裂解温度下制备的改性生物炭——MBC350,MBC500和MBC700,2种抗生素——磺胺甲噁唑(SMX)和氯霉素(CAP),考察MBCs对SMX和CAP生物降解的影响及生物降解过程中Pseudomonas stutzeri和Shewanella putrefaciens的细菌学特征.结果表明,在低浓度MBCs培养的细菌体系中,SMX和CAP的去除主要依靠细菌***和***的生物降解;而在高浓度MBCs培养的细菌体系中,SMX和CAP的去除主要依靠MBCs的吸附.其主要是由于随着MBCs浓度的增加,对SMX和CAP的吸附量提高,同时促进细菌的繁殖,导致溶液中较少的SMX和CAP被细菌生物降解.MBCs提高了***细胞膜中饱和脂肪酸含量,抑制了***中饱和脂肪酸的合成.特别是***中脂肪酸C10:0和C15:1,cis-10消失;而***中逆式脂肪酸C14:1,cis-9和C15:1,cis-10生成.此外,应用基因绝对定量技术发现MBCs显著提高了细菌***的基因表达拷贝数,抑制了***的基因表达拷贝数.但细菌***和***的基因表达拷贝数均随着MBCs浓度的增加而增加.因此,本研究表明低浓度MBCs有利于SMX和CAP的生物降解,而高浓度MBCs促进细菌的生长量,脂肪酸和基因表达拷贝数.

关键词：抗生素改性生物炭生物降解细菌生长量脂肪酸基因表达拷贝数

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纳米银在多孔介质中的迁移过程与机制研究进展

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环境化学 2022年第6期41卷 1831-1842页

作者：王坤坤张寅清孙斌斌杨艺祝凌燕环境污染过程与基准教育部重点实验室天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室环境科学与工程学院南开大学天津300350

纳米银(AgNPs)作为消费品中最常用的人工纳米材料,由于其优异的抗菌性能,在织物、医疗设备和食品及饮料包装中广泛使用.AgNPs可通过大气沉降、地表水径流、污水灌溉和生物污泥的土地施用等多种途径进入土壤等多孔介质,甚至进入地下水.Ag... 详细信息

纳米银(AgNPs)作为消费品中最常用的人工纳米材料,由于其优异的抗菌性能,在织物、医疗设备和食品及饮料包装中广泛使用.AgNPs可通过大气沉降、地表水径流、污水灌溉和生物污泥的土地施用等多种途径进入土壤等多孔介质,甚至进入地下水.AgNPs进入环境后可在动物和植物体内累积并产生毒性效应,对生态环境构成危害.因此,全面了解AgNPs在土壤等多孔介质中的迁移过程对正确评估其环境归趋和生态效应具有重要的理论和现实意义.本文针对近年来已发表的不同表面稳定剂、环境有机质、土壤矿物及微生物等对AgNPs性质及在多孔介质中迁移过程中产生的影响进行了全面的总结,并就目前研究中存在的问题和后续研究的发展方向进行了展望.

关键词：纳米银稳定剂多孔介质迁移

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全氟辛烷磺酰胺在小麦和蚯蚓中的富集与转化

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中国环境科学 2021年第5期41卷 2434-2440页

作者：吴思寒吴雨濛王双杰陈萌刘青祝凌燕南开大学环境科学与工程学院环境污染过程与基准教育部重点实验室天津城市生态环境修复与污染防治重点实验室天津300350

研究了不同培养介质和培养方式下全氟辛烷磺酰胺(PFOSA)在小麦、蚯蚓体内的生物富集和转化.结果表明:小麦根系可以从培养介质中吸收PFOSA并向上转运至茎叶.土壤中PFOSA生物有效性受总有机碳(TOC)的影响显著,高TOC含量土壤中PFOSA的生物... 详细信息

研究了不同培养介质和培养方式下全氟辛烷磺酰胺(PFOSA)在小麦、蚯蚓体内的生物富集和转化.结果表明:小麦根系可以从培养介质中吸收PFOSA并向上转运至茎叶.土壤中PFOSA生物有效性受总有机碳(TOC)的影响显著,高TOC含量土壤中PFOSA的生物有效性降低,导致其在小麦和蚯蚓中的生物富集因子分别由(61.24±8.42)和(21347.91±208.86)降至(5.61±0.23)和(1404.92±108.21).PFOSA在小麦的根和茎叶以及蚯蚓中都可以转化为PFOS,但在蚯蚓中的转化率((3.87±1.71)%)显著低于小麦((26.39±3.02)%).小麦根中PFOS的支链异构体(br-PFOS)比例在低、高TOC含量时分别为(14.8±2.0)%、(66.1±26.2)%,低于茎叶(分别为(63.0±21.3)%、(85.2±2.4)%),可能是由于根部转化生成的br-PFOS更容易向茎叶转运.小麦特别是小麦茎叶中的br-PFOS比例((85.2±2.4)%)显著高于蚯蚓((16.5±4.0)%).小麦的存在可以提高土壤中PFOSA的生物有效性,从而促进蚯蚓对PFOSA的富集,但对其转化影响不大.本文为小麦和蚯蚓中PFOSA的富集和转化提供了证据,有助于探索环境中PFOS的间接来源.

关键词：全氟辛烷磺酰胺(PFOSA) 小麦蚯蚓生物富集生物转化

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纳米氧化物对美托洛尔生物富集的影响研究

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农业环境科学学报 2022年第3期41卷 455-463页

作者：卢媛宋琪许佳瑶孙红文南开大学环境科学与工程学院环境污染过程与基准教育部重点实验室大连理工大学外国语学院盘锦分院沈阳大学环境学院

为揭示氧化物纳米颗粒（NPs）对离子型有机污染物在水生生物体内富集的影响，本研究考察了两种典型的氧化物NPs对鲤鱼富集β-阻断剂美托洛尔的影响以及美托洛尔在鱼体内各部位的分布，并通过批平衡实验进一步探讨了吸附解吸与生物富集... 详细信息

为揭示氧化物纳米颗粒（NPs）对离子型有机污染物在水生生物体内富集的影响，本研究考察了两种典型的氧化物NPs对鲤鱼富集β-阻断剂美托洛尔的影响以及美托洛尔在鱼体内各部位的分布，并通过批平衡实验进一步探讨了吸附解吸与生物富集的关系。结果表明：NPs共暴露时，在摄取阶段结束时美托洛尔生物浓缩因子（BCF）值增加了2.39倍（TiO2NPs）和3.49倍（SiO2NPs）。净化阶段鱼体内的美托洛尔半衰期由20.09 d缩短到8.39 d（TiO2NPs）和6.13 d（SiO2NPs），净化结束时鱼体内的美托洛尔残余浓度则略有升高。NPs的共暴露未改变鲤鱼摄取美托洛尔的途径，但显著升高了鱼鳃和内脏中美托洛尔的浓度。相对于TiO2NPs,SiO2NPs对美托洛尔具有更强的、且不可逆的吸附，使用Freundlich模型拟合的lg KF值分别为2.21（TiO2NPs）和4.47（SiO2NPs）。研究表明NPs能够通过吸附载带促进鱼体对美托洛尔的富集，吸附态美托洛尔主要通过摄食和鳃的呼吸作用随NPs进入鱼体内，由NPs携带进入鱼体内的美托洛尔一部分发生解吸从而被鱼体利用，未发生解吸的部分随NPs的排出被排出体外。

关键词：纳米氧化物美托洛尔鲤鱼生物富集吸附/解吸

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