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土壤学报 2011年第1期48卷 78-82页

作者：张聪恺 Muhammad Imran Khan Sardar Alam Cheema 沈超峰唐先进申开丽陈蕾陈新才施积炎陈英旭浙江大学环境与资源学院环境保护研究所杭州310029

采用温和溶剂提取方法对不同老化时间土壤中的菲进行提取,研究了正丁醇、二氯甲烷、2-羟丙基-β-环糊精(2-Hydroxypropyl-beta cyclodextrin,HPCD)提取量与生物吸收之间的相关性。结果表明,温和有机溶剂(二氯甲烷、正丁醇)提取与温和HPC... 详细信息

采用温和溶剂提取方法对不同老化时间土壤中的菲进行提取,研究了正丁醇、二氯甲烷、2-羟丙基-β-环糊精(2-Hydroxypropyl-beta cyclodextrin,HPCD)提取量与生物吸收之间的相关性。结果表明,温和有机溶剂(二氯甲烷、正丁醇)提取与温和HPCD提取法对菲的提取量与蚯蚓蓄积量有很好的相关性(p温和试剂提取相比,温和正丁醇提取可以更好地预测菲在土壤中的生物有效性。

关键词：老化蓄积生物有效性羟丙基-β-环糊精(HPCD) 温和提取菲

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温和提取法评估老化前后土壤中菲的生物有效性

温和提取法评估老化前后土壤中菲的生物有效性

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第五届全国环境化学大会

作者：张聪恺 Muhammad Imran Khan Sardar Alam Cheema 沈超峰陈英旭浙江大学环境与资源学院环境保护研究所

＜正＞在有机污染土壤的生态风险评价中,以耗竭性提取方法得到的污染物在环境中的"总量"无法反映土壤中污染物的有效浓度,夸大了污染物的环境风险。因此,土壤中有机污染物的生物可利用性评价是准确评价土壤有机污染生态风险的关键问题... 详细信息

＜正＞在有机污染土壤的生态风险评价中,以耗竭性提取方法得到的污染物在环境中的"总量"无法反映土壤中污染物的有效浓度,夸大了污染物的环境风险。因此,土壤中有机污染物的生物可利用性评价是准确评价土壤有机污染生态风险的关键问题。为了探索快速准确预测土壤中有机污染物生物有效性的方法,实验采用

关键词：老化蓄积生物有效性 2-羟丙基-β-环糊精(HPCD) 温和提取菲

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磁响应型分子印迹聚合物及其在蛋白质分离纯化过程中的应用

磁响应型分子印迹聚合物及其在蛋白质分离纯化过程中的应用

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作者：张欣悦扬州大学

学位级别：硕士

分子印迹技术是为特定的分子定制具有尺寸、形状和功能位点都互补的聚合物的技术。1972年诞生了首个分子印迹聚合物,之后分子印迹技术迅速发展。目前已经发明共价印迹法、非共价印迹法和半共价印迹法。分子印迹聚合物具有特异性识别能... 详细信息

分子印迹技术是为特定的分子定制具有尺寸、形状和功能位点都互补的聚合物的技术。1972年诞生了首个分子印迹聚合物,之后分子印迹技术迅速发展。目前已经发明共价印迹法、非共价印迹法和半共价印迹法。分子印迹聚合物具有特异性识别能力、制备成本低、材料耐高温和高压、应用pH范围广泛、可重复多次利用等优点。已经成功应用于很多领域,但成功的例子多是以一些小分子为模板,对生物大分子尤其蛋白质印迹材料的研究却相对滞后。第一个原因是:蛋白质尺寸较大,阻碍了模板分子在聚合物中的传质;第二个原因是:蛋白质结构复杂,聚合物的制备条件特别容易使其失活,使分子印迹聚合物的选择性变低。同时传统洗脱模板蛋白的方法通常采用高浓度的表面活性剂、强酸或强碱,这些也会使蛋白质的结构发生改变,失去生物活性。实现蛋白质的温和提取,对拓展印迹聚合物材料在生物大分子分离领域的应用有着重要的意义。本论文通过在分子印迹聚合物中引入FeCo磁性纳米棒来解决上述问题,分别合成了 FeCo纳米合金、磁响应分子印迹水凝胶和磁响应分子印迹多孔膜:(1)FeCo纳米线(FeCoNWs)的合成及其磁性能的测试:采用阳极氧化铝(AAO)模板电化学沉积法,制备FeCo NWs,利用SEM、EDS、HRTEM、XPS等表征手段,证明了 FeCo合金的合成。通过探究电化学沉积时间与FeCo NWs长度的关系,得知它们成一般线性关系,并且可以通过控制沉积时间来控制FeCo NWs的长径比。通过探究不同沉积时间得到的FeCo NWs的磁性能,证明了 FeCo NWs的磁性由形状异性主导,并且可以通过控制沉积时间来实现不同矫顽力磁性纳米线的制备。由于实验中AAO模板需要喷金让其电沉积更加顺利进行,所以金的存在阻碍了 FeCo NWs在其他领域的应用,本研究通过超声波细胞粉碎机的作用,使FeCo NWs有了很好的分散性,成功将其应用到分子印迹聚合物中。(2)制备分子印迹水凝胶(MIH)来解决蛋白质大分子的包埋问题,水凝胶疏松多孔的结构为蛋白质的传质提供了便利的条件。以丙烯酰胺作为功能单体,N-N’-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂,过硫酸铵作为引发剂,采用自由基聚合原理,合成了 MIH。利用SEM对水凝胶的形貌进行了表征,其孔径长达10μm。吸附动力学实验、等温吸附实验对水凝胶的吸附性能进行了测试,结果证明MIH具有很好的特异性吸附能力。为了进一步验证此事实,又对水凝胶进行了单一选择性吸附实验和竞争吸附实验,结果证明MIH有很强的特异性识别能力。将FeCo NWs引入到水凝胶体系,将其放入不同磁场强度的氛围中进行洗脱模板后,MIH再结合吸附模板蛋白,实验结果表示磁性纳米线在磁场氛围中配合温和的洗涤剂洗脱模板蛋白作用很好,很好的保护了蛋白质的活性,实现对蛋白质温和的提取。(3)将膜分离与分子印迹结合在一起,将表面印迹技术用在多孔膜载体上,一方面实现连续性过滤分离,避免了回收印迹聚合物的繁琐步骤,使分离更加便捷:另一方面,膜的多孔结构使印迹层的比表面积增加,提高吸附和分离效率。本文以醋酸纤维素膜做载体,以甲基丙烯酸甲酯为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,过硫酸铵和亚硫酸氢钠作为引发剂,牛血清蛋白为模板分子,在氮气保护情况下进行表面聚合,制备了分子印迹膜(MIM)和带有FeCo NWs的分子印迹膜(MIM-FeCo)。动力学实验和等温吸附实验测试了印迹膜的吸附性能,通过吸附模型的拟合,确定印迹膜的吸附符合Freundlich模型。进行的竞争吸附实验和渗透实验,对MIM的特异选择性进行了更深的研究。结果表明MIM对模板蛋白连续过滤分离的高特异性。

关键词：分子印迹聚合物牛血清蛋白 FeCo磁性纳米线膜分离温和提取

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污染土壤中PAHs的生物可利用性和毒性评价

污染土壤中PAHs的生物可利用性和毒性评价

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作者： Muhammad Imran Khan 浙江大学

学位级别：硕士

人类活动排放到环境中的众多污染物中,多环芳烃(Polycyclic AromaticHydrocarbons,PAHs)是最危险的污染物之一。PAHs属于典型的持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs),广泛分布于全世界的土壤、水、大气等环境中。PAHs... 详细信息

人类活动排放到环境中的众多污染物中,多环芳烃(Polycyclic AromaticHydrocarbons,PAHs)是最危险的污染物之一。PAHs属于典型的持久性有机污染物(Persistent Organic Pollutants,POPs),广泛分布于全世界的土壤、水、大气等环境中。PAHs具有高毒性和致癌性,除了直接接触进入人体,PAHs还可在土壤等环境中长期持留作用,危害环境与人体健康。因此,土壤中PAHs污染是主要的一类环境问题。陆地生态系统的多样性和复杂性导致其生态毒理评价存在很多困难。已经证明,土壤中PAHs的生物暴露风险与其生物有效提取部分直接相关,而采用传统总量的评价方法是不恰当的。因此,急需发展准确、敏感、快速的化学、生物方法来有效评价土壤中PAHs的生物有效性。本研究的目标是综合采用化学、生物方法,对土壤中两种典型的多环芳烃类污染物菲和芘的生物有效性与生态毒性进行评价。主要结果如下: 1.为了寻找一种预测土壤中三环PAHs菲的生物有效性的快速有效的化学提取方法,本研究以菲的蚯蚓蓄积试验作为对照,使用了多种化学试剂提取法(温和β环糊精提取、温和有机溶剂提取、索氏提取)对不同浓度添加菲的150天老化土壤进行了提取试验。结果表明,老化显著影响了土壤中菲的蚯蚓累积率与化学提取率。相关分析表明,与温和有机溶剂提取相比,温和β环糊精提取是一种更好预测土壤中菲生物有效性的方法。对于老化与未老化土壤,温和甲醇提取与温和β环糊精提取有着接近的提取率。因此,温和甲醇提取也可对PAHs污染土壤进行风险评价。 2.采用上述类似方法研究了土壤中四环PAHs芘的生物有效性评价方法,采用了三个老化时间(69,150,222天)和更多种有机溶剂。结果表明,低浓度芘污染条件下,老化对土壤中芘的蚯蚓富集无显著影响;在高浓度污染条件下,老化对芘的蚯蚓富集量影响显著。老化显著影响了芘的化学提取性。相关分析发现温和β环糊精提取可以比较准确预测土壤中芘的生物有效性;绝大部分温和有机溶剂提取可以作为耗竭式提取的替代方法,因此会高估风险,不适合作为土壤中芘的生物有效性的评价方法。 3.为了提高生态毒性评估的准确性,我们使用了成组生态毒性测试方法(单细胞凝胶电泳实验,即彗星实验;蚯蚓存活率实验;蚯蚓体重减轻实验以及发光菌发光度抑制实验)来评价PAHs老化69天土壤的生态毒性。在遗传毒性评价中,蚯蚓细胞的DNA损伤与土壤中芘水平有很好的相关性,如尾矩与土壤芘水平相关(r=0.99)。在急性毒性评价中,发光菌广度抑制是PAHs毒性最敏感的指标。各项指标对菲和芘急性毒性的敏感性由低到高排列为:蚯蚓体重湿重减轻率<蚯蚓体重干重减轻率<蚯蚓死亡率(14天)<蚯蚓死亡率(28天)<发光菌发光抑制率(15分钟)<发光菌发光抑制率(5分钟)。在本研究中,综合性的不同营养级的生物检测指标可以比单一的化学指标更准确地反应土壤的的生态健康水平,可与传统化学浓度方法相结合来评价土壤中多环芳烃的生物有效性。 4.采用两种大麦(CM-72cv.和Gairdner cv.)与白菜(Brassica rapa)的成组植物检测方法(种子发芽试验,根-茎生长抑制试验以及生物量测试)对土壤中菲与芘污染进行了植物毒性测试。实验采用老化69天的菲污染土壤(添加浓度为0.95、6.29、58.7和303μg g)与芘污染土壤(添加浓度为1.04、8.99、72.6和399μg g)为对象。结果表明,菲和芘污染土壤对各受试植物种子发芽率无显著影响;在高浓度的污染土壤(菲添加浓度为6.29、58.7和303μg g;芘添加浓度为8.99、72.6和399μg g)中,大麦根与茎生长抑制率显著(P<0.05)。随着土壤中污染浓度的增高,两种大麦的生物量也随之降低。本研究的结果表明,成组植物毒性试验可以较全面地评估土壤中多环芳烃污染的生态风险。

关键词：多环芳烃菲芘土壤富集老化生物有效性生物毒性大麦(Hordeum vulgare) 白菜(Brassica rapa) 蚯蚓(Eisenia fetida) 发光菌有机溶剂 β环糊精温和提取生物测试基因毒性 DNA损伤

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河流表层沉积物中多环芳烃微生物可利用性的表征研究

河流表层沉积物中多环芳烃微生物可利用性的表征研究

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作者：胡丹重庆大学

学位级别：硕士

多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs）是一类在环境中广泛分布的典型、持久性有机污染物，PAHs可以通过食物链在生物机体中累积，从而导致生物体的致畸、致癌、致突变效应。其在水环境中的迁移转化和归趋行为是近年环境... 详细信息

多环芳烃（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs）是一类在环境中广泛分布的典型、持久性有机污染物，PAHs可以通过食物链在生物机体中累积，从而导致生物体的致畸、致癌、致突变效应。其在水环境中的迁移转化和归趋行为是近年环境领域的研究热点和难点。PAHs的微生物可利用性（又称为微生物有效性）是指微生物对PAHs的可接近能力，该能力的大小是影响环境中PAHs风险评估和生物修复过程效能评估的关键因素。尤其是对于具有PAHs污染潜势的水体环境，PAHs的微生物可利用性可在很大程度上影响其在水体中的环境化学行为。本论文选取典型PAHs——菲和荧蒽作为目标化合物，以嘉陵江和长江重庆主城段三个采样点的近岸表层沉积物作为研究对象，基于样点原位分离纯化的特征PAHs降解菌株，结合异丙醇温和提取和Tenax固相提取方法对加标沉积物中目标PAHs化合物提取的对比分析，进行了加标沉积物中目标PAHs化合物的微生物降解实验，探讨了两种提取方法用于河流沉积物中PAHs微生物可利用性的表征的可行性。本论文的主要研究结论如下： ①异丙醇浓度为50%的条件下，三个样点的沉积物中菲和荧蒽的温和提取均呈现出明显的两相解吸特征。实验条件下，温和提取对沉积物中菲和荧蒽的提取率与提取溶剂中异丙醇浓度呈显著正相关，达到提取平衡时，JL1、JL2中菲和荧蒽的提取率高于YZ1，与样点沉积物中有机质含量等理化性质有关。 ②Tenax固相提取法对加标沉积物中目标PAHs化合物的提取符合连续解吸的三阶段模型，沉积物中菲和荧蒽的快速解吸组分Fr的范围分别为0.16~0.53、0.11~0.39;慢速解吸组分Fsl的范围为0.09~0.41、0.12~0.40;超慢速解吸组分Fvl的范围为：0.18~0.53、0.11~0.70。实验条件下，提取率受Tenax剂量影响较小。 ③原位降解菌对加标沉积物中菲和荧蒽有明显的降解效果，在菌液投加量为10%，菲与荧蒽初始浓度为10mg/kg时，微生物降解过程的平衡时间约为30天，基本达到平衡。平衡的体系中新鲜菌液投加仅能在一定程度上促进沉积物中PAHs的降解。 ④论文通过两种提取方法实验与原位特征PAHs降解菌的降解效能实验对比分析，初步获得了实验条件下，两种提取方式进行样点河流表层沉积物中PAHs生物降解可利用性表征的方法条件。异丙醇温和提取方法可以较好地用于沉积物中PAHs微生物可利用性的表征，方法受异丙醇浓度和沉积物特性的影响较大。异丙醇浓度为50%的条件下，温和提取量与嘉陵江两个沉积物样中微生物降解30d和50d对目标PAHs化合物的去除量具有较好的一致性。Tenax固相提取法的提取量主要限于沉积物中极易生物降解的部分，该法对本论文采样点沉积物中PAHs微生物可利用性的表征具有一定局限性。论文受国家自然科学基金项目资助，论文的实验研究具有良好的学术意义，论文研究内容在研究地域水环境范围尚无报导，研究结论可为深入探讨PAHs在水-沉积物体系中的归趋及污染过程工作提供较好的理论支撑。重庆作为西部开发经济发展的核心地带，地属三峡库区上游，论文部分研究结果将有利于区域水环境保护，可丰富两江重庆段乃至三峡库区水环境中有机-无机复合污染中PAHs的污染防治工作中的数据累积。

关键词：多环芳烃生物可利用性表层沉积物温和提取 Tenax提取原位PAHs降解菌

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