检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学：技术科学 2024年第10期54卷 1838-1853页

作者：胡献刚王张佳邓鹏于福波穆莉王赛周启星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 农业农村部环境保护科研监测所农业农村部农产品质量安全环境因子控制重点实验室天津300191 海南大学南海海洋资源利用国家重点实验室海口570228

随着技术的不断发展,越来越多的新污染物(emerging contaminants,ECs)产生并进入环境中.这些ECs往往具有生物毒性和环境持久性,对生态环境和人类健康构成风险,因此越来越多的研究开始关注ECs的风险识别与防控.自然环境中ECs的存在情况复... 详细信息

随着技术的不断发展,越来越多的新污染物(emerging contaminants,ECs)产生并进入环境中.这些ECs往往具有生物毒性和环境持久性,对生态环境和人类健康构成风险,因此越来越多的研究开始关注ECs的风险识别与防控.自然环境中ECs的存在情况复杂,传统的分析方法在ECs风险的识别与预测上费时费力.机器学习(machine learning,ML)是一种数据驱动的研究方法,使用已有的数据训练模型,以更好地预测和发现研究对象的发展变化规律.由于ML能够深入了解参数之间复杂的关系,近年来,ML在ECs风险识别与防控领域的应用愈加广泛.传统技术与ML结合能够降低计算成本,并通过优化和减少实验次数来节省实验时间和能源消耗.ML在ECs中的应用大致可以分为毒性预测、识别分类、性质评估与辅助去除.本文梳理了ML在典型ECs(纳米材料、微纳米塑料、抗生素抗性基因、全氟烷基和多氟烷基物质、内分泌干扰物和持久性有机污染物)中的应用情况与挑战.在毒性研究中,ML的使用能够减少动物实验,但是该领域目前普遍存在数据较少的情况,部分模型使用的数据集较小,数据质量较低,模型应用范围有限.并且并不是所有的环境问题都适用ML,没有必要过度依赖ML.复杂的ML模型通常伴随着可解释性的不足,使得研究者难以理解ML如何得出特定的预测结果,这对于解释和理解ECs的环境行为和风险是一个挑战.在ML中,除了模型算法本身,训练数据的质量决定着模型的准确性和预测的准确性.因此今后应重点提升ECs数据质量,实现数据共享,并建立统一完善的数据库,形成适合ECs研究的研究体系或框架.

关键词：机器学习新污染物纳米材料抗生素微塑料内分泌干扰物

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二硫化钼在水环境修复中的应用前景分析

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地球科学进展 2022年第5期37卷 462-471页

作者：曾辉周启星南开大学环境科学与工程学院天津300350 环境污染过程与基准教育部重点实验室天津300350

随着纳米技术的发展,各类新型功能纳米材料在水环境修复领域发挥了重要作用。二硫化钼作为研究最多的二维过渡金属硫化物纳米材料,其独特的结构和优异的物理化学性能使其在水环境修复领域应用前景广泛。二硫化钼和二硫化钼基纳米复合材... 详细信息

随着纳米技术的发展,各类新型功能纳米材料在水环境修复领域发挥了重要作用。二硫化钼作为研究最多的二维过渡金属硫化物纳米材料,其独特的结构和优异的物理化学性能使其在水环境修复领域应用前景广泛。二硫化钼和二硫化钼基纳米复合材料具有比表面积大、活性位点多以及光催化活性强等特点,可通过吸附、氧化还原作用以及光催化降解有效去除水环境中的重金属离子及有机污染物(油类、有机染料以及抗生素等)。总结了二硫化钼的形貌、表面修饰、相位及表面缺陷等对水环境污染物去除性能的影响。阐述了二硫化钼、二硫化钼基二元以及三元纳米复合材料的制备方法以及结构特征,并分析了相应的吸附、催化、氧化还原机理及其主要的影响因素和机制,介绍了其在水环境重金属及有机污染物修复中的应用。此外,总结了二硫化钼及其纳米复合材料的环境风险及潜在的回收利用方法。最后,对二硫化钼及二硫化钼纳米复合材料的研究方向和应用前景进行了展望,为今后二硫化钼在水环境修复中的进一步研究奠定了理论基础。

关键词：二硫化钼水环境修复重金属有机污染物纳米复合材料

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不同理化性质的土壤对地下水中柴油的吸附行为研究

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环境污染与防治 2024年第4期46卷 513-518,524页

作者：张天琦黄岁樑李玲郭智李高成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南开大学环境科学与工程学院天津300071

采用静态吸附实验研究不同理化性质的土壤对溶液中柴油的吸附行为。结果表明:不同理化性质的土壤对柴油的吸附均可以在24 h内达到平衡,准二级动力学模型(R~2为0.92~1.00)能更好地描述土壤对柴油的吸附动力学数据,吸附过程以化学吸附为主... 详细信息

采用静态吸附实验研究不同理化性质的土壤对溶液中柴油的吸附行为。结果表明:不同理化性质的土壤对柴油的吸附均可以在24 h内达到平衡,准二级动力学模型(R~2为0.92~1.00)能更好地描述土壤对柴油的吸附动力学数据,吸附过程以化学吸附为主,液膜扩散和颗粒内扩散共同影响吸附反应的控速步骤。吸附等温线符合Langmuir模型,表明柴油在土壤中的吸附为单分子层吸附,近似于不可逆型吸附。被石油污染的场地土对水体中柴油的吸附量小于未被污染的林地土,土壤对液相中柴油的吸附量与有机质含量呈正相关,并随着土壤粒径和pH的减小而逐渐增大。

关键词：柴油吸附动力学吸附等温线影响因素

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聚乙烯和聚乳酸微塑料对大豆生长和生理生化及代谢的影响

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中国环境科学 2022年第6期42卷 2894-2903页

作者：廉宇航刘维涛史瑞滢王琦李剑涛郑泽其南开大学环境科学与工程学院污染过程与基准教育部重点实验室/天津市城市环境污染诊断与修复技术工程中心天津300350

为揭示生物可降解性不同的微塑料对农作物的毒性效应,选择聚乳酸(polylactic acid可生物降解)和聚乙烯(polyethylene难生物降解)微塑料(microplastics)为供试材料,以大豆为供试植物,深入探究了不同暴露水平(0.1%,1%,W/W)下两种不同的微... 详细信息

为揭示生物可降解性不同的微塑料对农作物的毒性效应,选择聚乳酸(polylactic acid可生物降解)和聚乙烯(polyethylene难生物降解)微塑料(microplastics)为供试材料,以大豆为供试植物,深入探究了不同暴露水平(0.1%,1%,W/W)下两种不同的微塑料对大豆(Glycine max)生长、光合作用、抗氧化性、营养品质以及代谢方面的影响.结果表明,聚乙烯微塑料(PEMPs)对大豆根部鲜重有促进作用,而0.1%聚乳酸微塑料(PLAMPs)则抑制根部长度.大豆的叶绿素含量在0.1%PEMPs作用下能够显著提高.PLAMPs则能够导致大豆过氧化氢酶(CAT)活性显著下降,而过氧化氢(H_(2)O_(2))含量在0.1%PEMPs和1%PLAMPs下显著升高.此外,微塑料的暴露能够改变大豆根部中锰、铁以及铜的含量,其中0.1%PEMPs的效应最为显著.大豆叶片中的氨基酸代谢在PEMPs的作用下上调,而0.1%PLAMPs则引起有机酸以及糖类代谢下调.综上,微塑料的植物毒性效应与其生物可降解性及浓度密切相关,低浓度可生物降解微塑料的效应最强.这些发现有望为微塑料的植物毒理研究提供新的方向.

关键词：微塑料植物毒性光合作用抗氧化酶营养品质代谢物

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等离子体技术在城市固体废物无害化与资源化中的应用

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生态学杂志 2024年

作者：程思雯周启星彭挺刘福德天津理工大学环境科学与安全工程学院南开大学环境科学与工程学院/南开大学碳中和交叉科学中心环境污染过程与基准教育部重点实验室/天津市环境修复与污染控制重点实验室上海市生态环境局

等离子体技术近年来发展迅猛，涉及领域较广，已成为研究新热点。当前，该技术在城市固体废物无害化与资源化方面有一定程度的应用，但尚未形成完整统一的应用开发体系。本文首先简要介绍了等离子体技术及其分类，在此基础上对等离子体... 详细信息

等离子体技术近年来发展迅猛，涉及领域较广，已成为研究新热点。当前，该技术在城市固体废物无害化与资源化方面有一定程度的应用，但尚未形成完整统一的应用开发体系。本文首先简要介绍了等离子体技术及其分类，在此基础上对等离子体技术在城市固体废物无害化与资源化方面的应用进行总结归纳(包括等离子体技术辅助生物质制氢、催化CO2产生燃料、回收废物中的金属、材料表面改性、处理放射性废物和废弃橡胶、轮胎、玻璃、纤维、塑料的回收利用等)，对比了传统的城市固体废物处理方式及效果，为日后该技术的进一步突破提供科技借鉴。最后，对今后的研究重点和未来所需要面对的问题（成本高、能耗大、难以大规模运用等）进行了简要展望。总之，为解决日益严峻的城市固体废物污染问题，以城市固体废物无害化与资源化为出发点，将等离子体技术应用到城市固体废物处理处置上，可缓解甚至解决城市固体废物污染目前的现状，达到资源再生的目标。

关键词：等离子体技术废物处理无害化资源化

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微塑料影响抗性基因的传播与水平基因转移

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中国环境科学 2022年第8期42卷 3957-3968页

作者：吴效俭施国静王莹莹南开大学环境科学与工程学院天津300350 环境污染过程与基准教育部重点实验室天津300350 天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室天津300350

微塑料作为一种新兴污染物,在多种环境介质(大气、土壤、水体、沉积物)中均有广泛检出.微塑料能够通过表面形成的生物膜结构携带抗性基因,对人体健康造成的潜在风险已经引起了国内外学者的广泛关注.但是,微塑料在抗性基因的长距离传播... 详细信息

微塑料作为一种新兴污染物,在多种环境介质(大气、土壤、水体、沉积物)中均有广泛检出.微塑料能够通过表面形成的生物膜结构携带抗性基因,对人体健康造成的潜在风险已经引起了国内外学者的广泛关注.但是,微塑料在抗性基因的长距离传播以及水平转移方面所发挥的功能,以及微塑料传播耐药性所导致的生态与环境效应还尚不明晰.本文重点对不同环境中的微塑料与抗性基因的污染现状进行了综述讨论,对微塑料传播抗性基因的主要方式与过程进行了对比分析,最后概述了微塑料参与调控抗性基因水平转移的机制,并对未来相关研究的重点方向进行了展望,以促进微塑料污染问题的科学解决.

关键词：微塑料塑料抗生素抗性基因塑料际污染特征

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鱼饲料对铜绿微囊藻和斜生栅藻生长、种间竞争的影响

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海洋与湖沼 2025年第2期56卷 365-379页

作者：李高成孔文文刘德泽位梦姣郭智黄岁樑南开大学环境科学与工程学院水环境数值模拟研究室天津300071 河北工业大学能源与环境工程学院天津300401 环境污染过程与基准教育部重点实验室天津300071 天津市城市生态环境修复与污染防治重点实验室天津300071

由于湖泊水库等养殖水体中鱼饲料等营养物质的投加,导致藻类大量繁殖并严重威胁养殖水体生态平衡,了解养殖水环境中藻类之间的竞争特点和生存策略对揭示水华暴发机制具有重要意义。实验采用无氮磷的M-11培养基,加入鱼饲料制备成改进的M... 详细信息

由于湖泊水库等养殖水体中鱼饲料等营养物质的投加,导致藻类大量繁殖并严重威胁养殖水体生态平衡,了解养殖水环境中藻类之间的竞争特点和生存策略对揭示水华暴发机制具有重要意义。实验采用无氮磷的M-11培养基,加入鱼饲料制备成改进的M-11培养基,以铜绿微囊藻和斜生栅藻为实验对象,设定培养条件为:白天3000 lx,28℃,12 h;夜间0 lx,20℃,12 h。通过测定藻细胞密度和氮磷营养盐浓度,并应用改进的藻生长动力学方程和竞争方程,研究鱼饲料作为氮磷营养源时两种藻在单独培养和共生培养条件下的生长情况和竞争行为。结果表明:(1)单培养情况下,铜绿微囊藻的最大藻细胞密度为1411×10^(4)cells/mL,约为斜生栅藻的2.6倍;斜生栅藻在实验初期(0~4 d)的平均比生长速率为0.405 d^(-1),显著大于铜绿微囊藻(0.124 d^(-1))。(2)共培养情况下,铜绿微囊藻的平均抑制率比斜生栅藻高22.6%,平均竞争抑制参数比斜生栅藻低2.009,斜生栅藻在竞争中占优势。(3)LotkaVolterra方程、改进的Monod方程、改进的Logistic方程以及基于此方程导出的系列方程,能够描述铜绿微囊藻和斜生栅藻的生长、竞争、营养盐利用行为(R^(2)=0.451~0.998)。(4)比较改进的M-11培养基与营养状态指数相近的常规无机盐培养基,发现改进的M-11培养基中两种藻在单培养和共培养情况下的最大藻细胞密度更高。(5)鱼饲料在水体中的营养盐释放特征有助于斜生栅藻在实验初期维持较高的比生长速率并快速利用营养盐,从而在共培养时易于取得竞争优势。研究结果可为养殖水体水华的防治提供理论指导和数据支持。

关键词：铜绿微囊藻斜生栅藻鱼饲料营养盐种间竞争

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藻类有机物光敏化效应及其降解水中新污染物的研究进展

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环境化学 2023年第9期42卷 2885-2892页

作者：李珊珊鲁金凤南开大学环境科学与工程学院天津300350 南开大学天津市跨介质复合污染环境治理技术重点实验室天津300350 南开大学环境污染过程与基准教育部重点实验室天津300350

新污染物(又称新兴污染物)在水环境中频繁检出,引起全世界的广泛关注,如何去除水域中广泛分布的痕量水平新污染物,成为当前亟需解决的问题.藻类分泌的有机物被光照激发后能产生活性物质降解水中的污染物,同时藻类具有固碳减排作用,因此... 详细信息

新污染物(又称新兴污染物)在水环境中频繁检出,引起全世界的广泛关注,如何去除水域中广泛分布的痕量水平新污染物,成为当前亟需解决的问题.藻类分泌的有机物被光照激发后能产生活性物质降解水中的污染物,同时藻类具有固碳减排作用,因此微藻光敏化被认为是一种前景广阔的技术.本文针对藻类有机物光敏化效应着重综述了藻类有机物的光敏结构特征、光敏化效能及藻类有机物光降解污染物的机制,并总结了影响藻类光敏化的因素,对后续发展藻光敏化技术提供借鉴参考.

关键词：藻类有机物光敏化光降解新污染物

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温度对电自养氧还原生物阴极电化学性能的影响

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环境科学学报 2022年第5期42卷 208-216页

作者：朱雪梅廖承美韩沂琏王鑫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市环境修复与污染控制重点实验室天津300350

生物阴极的应用能够显著降低微生物电化学系统的成本并增强运行的稳定性,其中,环境温度是限制其性能提升的关键因素.因此,本研究通过对比温度对生物阴极和非生物阴极微生物燃料电池(MFCs)电化学性能的影响,证实了生物阴极对提升MFCs产... 详细信息

生物阴极的应用能够显著降低微生物电化学系统的成本并增强运行的稳定性,其中,环境温度是限制其性能提升的关键因素.因此,本研究通过对比温度对生物阴极和非生物阴极微生物燃料电池(MFCs)电化学性能的影响,证实了生物阴极对提升MFCs产电性能的重要作用.结果发现,生物阴极MFCs在35℃条件下的最大电压为0.70 V,是非生物阴极的1.3倍.原位三电极循环伏安特性测试显示生物阳极和生物阴极的最佳温度有所不同,并且温度对生物阳极的影响大于对生物阴极的影响.本研究表明了生物阴极对MFCs电化学性能提升的重要性,并且优化了电自养氧还原生物阴极的最佳运行温度,为推动其实际应用提供了温度设置的参考.

关键词：生物电化学系统温度生物阳极氧还原生物阴极产电性能

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以PET聚合物为例定量评估微塑料的非主动陆地输入

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科学通报 2021年第13期66卷 1563-1570页

作者：张俊杰董鹏越张颖田宇杰刘春光孙红文汪磊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

微塑料的水体污染已受到广泛关注,但对于陆地环境中微塑料的污染问题,特别是除塑料废物填埋或堆放以外的微塑料非主动陆地输入,目前知之甚少.聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是产用量最大的塑料之一.本研究优化了基于化学解聚-液相色谱连接... 详细信息

微塑料的水体污染已受到广泛关注,但对于陆地环境中微塑料的污染问题,特别是除塑料废物填埋或堆放以外的微塑料非主动陆地输入,目前知之甚少.聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是产用量最大的塑料之一.本研究优化了基于化学解聚-液相色谱连接三重四级杆质谱的PET聚合物定量分析方法,使其对降尘与污泥中PET的检测回收率达到94%~104%.通过质谱检测发现,PET在天津市大气降尘和污水处理厂剩余污泥样品中广泛存在,浓度分别高达776~5400μg/g(降尘)和296~519μg/g(污泥).可估算在天津市范围内大气沉降和污泥施用导致的PET微塑料陆地输入通量分别为4.8~28和28~49 t/a.此外,某垃圾填埋场矿化垃圾土中的PET浓度为73~944μg/g.本研究提出了微塑料陆地输入的具体通量数值.大气沉降输入是微塑料非主动陆地输入的重要途径,其输入的区域时空分布较为均匀.而污泥施用与矿化垃圾土再利用则可能导致微塑料在农田和城市园林中的高强度集中输入,其生态风险值得关注.

关键词：微塑料陆地环境输入通量大气沉降污泥聚对苯二甲酸乙二醇酯

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