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土壤Cr含量高光谱反演模型组合优化研究

光谱学与光谱分析 2024年第11期44卷 3273-3279页

作者：郭洪旭王龙杨凯吴凡邓一荣唐长城陈志良肖荣波广东工业大学广东广州510006 广东省环境科学研究院广东广州510045 生态环境部华南环境科学研究所广东广州510535

土壤重金属污染高光谱反演的特征波段提取方法和反演模型的选择是影响反演精度的关键;二者如何优化组合,提高反演精度是目前亟需解决的难题。在华南典型铬(Cr)污染区,采集了92组土壤样品,使用电感耦合等离子体质谱(inductively coupled ... 详细信息

土壤重金属污染高光谱反演的特征波段提取方法和反演模型的选择是影响反演精度的关键;二者如何优化组合,提高反演精度是目前亟需解决的难题。在华南典型铬(Cr)污染区,采集了92组土壤样品,使用电感耦合等离子体质谱(inductively coupled plasma mass spectrometry,ICP-MS)检测Cr含量,并使用ASD Field Spec4地物光谱仪在实验室收集其高光谱信息。光谱信息预处理采用平滑滤波(SG)+标准正态化(SNV)+二阶微分(SD)变换组合,减弱土壤散射和噪声的影响。选择竞争性自适应重加权采样(CARS)、逐步投影算法(SPA)、无信息变量消除(UVE)、遗传算法(GA)四种算法提取特征波段。选择多元线性回归(MLR)、偏最小二乘法(PLSR)、支持向量回归(SVR)和人工神经网络(ANN)四种反演模型建立特征波段与Cr含量之间的关系。通过对比不同特征波段提取方法和反演模型组合对土壤Cr含量反演的结果发现:采用CARS和UVE特征波段提取方法可以显著提高PLSR、MLR和SVR模型的预测效果;SPA方法能够提高ANN模型的预测效果;通过SG+SNV+SD+CARS+PLSR组合方式,提取位于800~1000、1400~1700以及2100~2450 nm之间的98个特征波段,建模后模型验证,决定系数R2为0.97,均方根误差RMSE为5.25 mg·kg^(-1),平均绝对误差MAE为4.35 mg·kg^(-1),相对分析误差RPD为3.94,表明该模型在预测土壤Cr含量具有优异的性能。以土壤Cr污染高光谱反演为例,通过比较不同特征波段提取方法与反演模型组合的反演精度,确定最优模型,为小样本土壤重金属污染反演的建模提供了思路。

关键词：高光谱模型组合优化特征波段选择反演模型

污染场地放射性气溶胶颗粒再悬浮释放的CFD模拟研究

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清华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：陈佳辰陈海龙廉冰王彦中国辐射防护研究院核环境科学研究所

难以通过食物链转移的核素(如铀等),很可能通过再悬浮的气溶胶颗粒的形式被人体吸入,造成内照射。因此,研究放射性气溶胶颗粒的再悬浮行为对于控制其对人体的危害以及保障人类健康意义重大。该文使用CFD软件模拟了进风引起的放射性气溶... 详细信息

难以通过食物链转移的核素(如铀等),很可能通过再悬浮的气溶胶颗粒的形式被人体吸入,造成内照射。因此,研究放射性气溶胶颗粒的再悬浮行为对于控制其对人体的危害以及保障人类健康意义重大。该文使用CFD软件模拟了进风引起的放射性气溶胶颗粒的再悬浮运动过程和运动轨迹,分析了进、排风口设置对再悬浮箱体内气流场分布特征的影响。模拟结果表明:进风口风速设置为10 m/s时会引起地面上放射性气溶胶颗粒的再悬浮,且空间内气流分布均匀,颗粒再悬浮量较多;近地面处中心区域的模拟风速处于该地区地表面风速范围内,能很好地表征该地区地表风速对颗粒再悬浮的影响。该模拟研究可为放射性气溶胶颗粒的沉降和再悬浮实验设计提供依据,也可为放射性污染区域工作或者活动人员的辐射防护行动提供指导。

关键词：气溶胶颗粒再悬浮 CFD模拟

我国流域水环境抗生素与耐药基因的赋存及风险

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科学通报 2024年第6期69卷 759-773页

作者：袁青彬王娜郭欣妍陈则友王小龙李文李曦雷留生罗义南京大学环境学院污染控制与资源化国家重点实验室南京210023 生态环境部南京环境科学研究所南京210042 南开大学环境科学与工程学院天津300350 中国环境科学研究院北京100012

抗生素作为新污染物,被列入我国“十四五”提出的《重点管控新污染物》名单.流域水环境是抗生素的主要环境归宿,我国主要流域普遍检出了抗生素和耐药基因.因此,如何表征流域水环境抗生素的风险是对抗生素这类新污染物管控的科学前提.本... 详细信息

抗生素作为新污染物,被列入我国“十四五”提出的《重点管控新污染物》名单.流域水环境是抗生素的主要环境归宿,我国主要流域普遍检出了抗生素和耐药基因.因此,如何表征流域水环境抗生素的风险是对抗生素这类新污染物管控的科学前提.本文在综述了我国主要流域水环境抗生素的赋存特征及其造成的细菌耐药广泛传播的生态健康问题的基础上,指出了当前普遍采用的抗生素风险评估方法存在的问题,构建了基于细菌耐药的多指标抗生素风险评估技术框架.最后,提出了通过加强抗生素筛选细菌耐药的基础研究创新来支撑抗生素的风险评估,该研究为我国抗生素新污染物的治理和管控提供了科技支撑.

关键词：抗生素风险评估细菌耐药耐药基因流域水环境

N-TiO/BiOI复合催化剂在可见光下降解土霉素性能研究

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环境科学学报 2024年

作者：张子华虞欢甘信宏杨建华安徽工业大学环境科学与工程系生态环境部南京环境科学研究所

采用水热法制备N-TiO2/BiOI复合催化剂，通过SEM、TEM、BET、XRD和FTIR分析N-TiO2/BiOI的形貌结构，利用UV-vis、Mott-Schottky、I-t和EIS方法考察N-TiO2/BiOI的光电化学性质，并探究其对土霉素（OTC）的光催化降解效能.通过考察溶液pH... 详细信息

采用水热法制备N-TiO2/BiOI复合催化剂，通过SEM、TEM、BET、XRD和FTIR分析N-TiO2/BiOI的形貌结构，利用UV-vis、Mott-Schottky、I-t和EIS方法考察N-TiO2/BiOI的光电化学性质，并探究其对土霉素（OTC）的光催化降解效能.通过考察溶液pH值、催化剂用量、OTC浓度和光照强度对N-TiO2/BiOI光催化降解OTC性能的影响，确定OTC降解的最佳实验条件.当OTC初始浓度为5 mg·L-1、N-TiO2/BiOI投加量为0.2 g·L-1、pH=9、光照强度为500 W时，N-TiO2/BiOI对OTC的降解效率可达95.49%.液相色谱-质谱联用结合理论计算推测OTC降解路径，利用自由基淬灭实验和电子顺磁共振实验数据对其降解机理进行分析，空穴和超氧自由基在降解OTC过程中发挥主要作用.

关键词： N-TiO /BiOI 光催化土霉素可见光

奥奈达希瓦氏菌(Shewanella oneidensis)MR-1对氟西汀降解过程的转录组及功能基因分析

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生态与农村环境学报 2024年第4期40卷 532-540页

作者：万宇杭小帅王志刚张澜周莉尤晓慧朱冬冬王燕肖静陈翔扬州大学环境科学与工程学院江苏扬州225009 生态环境部南京环境科学研究所江苏南京210042

该文研究了厌氧条件下奥奈达希瓦氏菌(Shewanella oneidensis)MR-1对氟西汀的降解性能,并从转录组学分析遗传分子代谢机制。结果表明,Shewanella oneidensis MR-1在厌氧条件下可有效降解体系中93.12%的氟西汀,降解速率达0.94 mg·L^(-1)... 详细信息

该文研究了厌氧条件下奥奈达希瓦氏菌(Shewanella oneidensis)MR-1对氟西汀的降解性能,并从转录组学分析遗传分子代谢机制。结果表明,Shewanella oneidensis MR-1在厌氧条件下可有效降解体系中93.12%的氟西汀,降解速率达0.94 mg·L^(-1)·h^(-1)。采用Illumina高通量测序平台对降解氟西汀后的细菌与对照组细菌进行测序,通过基因本体数据库(GO)和京都基因与基因组百科全书数据库(KEGG)富集分析,结合筛选的高表达高上调的差异表达基因,得到了耐受和降解氟西汀的功能基因,其中包膜应激反应膜蛋白基因、ABC转运蛋白基因、噬菌体休克蛋白PspA基因、氧化应激防御蛋白基因等在Shewanella oneidensis MR-1对环境的耐受中起重要作用;细胞色素C基因、硝基还原酶NfsB基因、乳酸利用蛋白基因等在氟西汀的降解转化中起关键作用。该研究从转录组水平分析了氟西汀的降解机制,可为Shewanella oneidensis MR-1在环境修复中的应用提供参考依据。

关键词： Shewanella oneidensis MR-1 氟西汀转录组差异表达基因功能基因

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配体强化锆基材料吸附去除三价砷

环境化学 2024年

作者：许晓毅黄佳怡甘永海徐斌黄天寅吴兵党苏州科技大学环境科学与工程学院生态环境部南京环境科学研究所

为提高直接吸附去除三价砷(As（Ⅲ）)的性能和锆基材料制备的可控性，选用乙酰丙酮、丙二酸、乙酸、柠檬酸、酒石酸5种配体，通过溶胶-凝胶法制备了系列锆基吸附剂.配体的引入提高了无配体材料（PZ）的比表面积、孔容和孔径，其中乙酰... 详细信息

为提高直接吸附去除三价砷(As（Ⅲ）)的性能和锆基材料制备的可控性，选用乙酰丙酮、丙二酸、乙酸、柠檬酸、酒石酸5种配体，通过溶胶-凝胶法制备了系列锆基吸附剂.配体的引入提高了无配体材料（PZ）的比表面积、孔容和孔径，其中乙酰丙酮配体材料（PZA）提高的比表面积、孔容和孔径的倍数最大，分别为5.5、10.3、1.9倍.配体修饰后的材料对As（Ⅲ）的吸附容量和速率均有效提高，其中PZA的吸附容量最大(256 mg·g-1)，且5 min内达到平衡吸附容量的60%.除磷酸根外，PZA除砷效果受水质参数影响较小.通过检测Zeta电位、红外和XPS，对比吸附前后材料表面物理化学性质，配体通过抑制锆的水解和吸附过程中提供新的活性位点进而强化了锆基材料的吸附性能.

关键词：砷锆基吸附剂吸附配体

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脂滴荧光探针的研究进展

分析化学 2024年第5期52卷 597-608页

作者：王丹刘越张跃伟樊丽于雪吉林化工学院化学与制药工程学院山西大学环境科学研究所

脂滴(LDs)是真核细胞中一类重要的细胞器，在脂质代谢等生命活动中发挥了重要作用。脂滴的检测不仅有助于理解脂滴参与生命活动的作用机制，而且对相关疾病的诊断和治疗具有重要的指导意义。脂滴荧光探针可分为两类：一类是单功能脂滴... 详细信息

脂滴(LDs)是真核细胞中一类重要的细胞器，在脂质代谢等生命活动中发挥了重要作用。脂滴的检测不仅有助于理解脂滴参与生命活动的作用机制，而且对相关疾病的诊断和治疗具有重要的指导意义。脂滴荧光探针可分为两类：一类是单功能脂滴定位探针，仅对细胞中的脂滴进行特异性标记和荧光成像；另一类是多功能脂滴荧光探针，具有定位脂滴、监测细胞微环境、同时成像双细胞器、检测脂滴中活性物种和诊疗一体化等多重功能。本文对近年来报道的脂滴荧光探针进行了总结与评述，探讨了脂滴荧光探针应用于探究重要细胞生理过程、脂滴与其它细胞器(如内质网、线粒体、溶酶体和细胞核等)的动态相互作用以及在相关疾病诊断方面的发展趋势。

关键词：脂滴荧光探针生物成像细胞器靶向评述

来源：博看期刊

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水体组分对聚苯乙烯纳米颗粒聚沉行为的影响

环境科学 2024年第2期45卷 854-861页

作者：汤端阳郑文丽陈关潼一陈思莉陈尧赵晓丽汪浩长江大学油气地球化学与环境湖北省重点实验室武汉430100 生态环境部华南环境科学研究所广州510530 生态环境部生态环境应急研究所广州510530 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100012

微/纳米塑料在环境水体中的团聚和沉降行为是影响其迁移和分布的重要因素.以聚苯乙烯纳米颗粒(PS-NPs)为对象,研究了Na+和天然有机质(NOM)两种典型水体组分对其团聚粒径和沉降性能的影响规律,分析了海水、湖水和生活污水等6种水体中团... 详细信息

微/纳米塑料在环境水体中的团聚和沉降行为是影响其迁移和分布的重要因素.以聚苯乙烯纳米颗粒(PS-NPs)为对象,研究了Na+和天然有机质(NOM)两种典型水体组分对其团聚粒径和沉降性能的影响规律,分析了海水、湖水和生活污水等6种水体中团聚、沉降效果及潜在影响因子.结果表明,c(Na^(+))10mg·L^(-1)时可增强PS-NPs分散和悬浮性能,可能归因于大量附着在颗粒表面的NOM降低了PS-NPs相对密度.环境水体较实验室合成水体更能促进颗粒团聚,这可能与环境水体富含氨基酸和蛋白质等大分子有关.

关键词：聚苯乙烯(PS) 纳米颗粒团聚沉降环境水体

嘉陵江中下游不同河道断面沉积物真菌群落结构与功能

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环境科学 2024年第7期45卷 4006-4013页

作者：王瑜徐飞竹兰萍张拓刘思瑶简磊吕书丛中国环境科学研究院北京100012 西华师范大学环境科学与工程学院南充637009 四川省生态环境科学研究院成都610041

为探究不同干扰对嘉陵江河道沉积物真菌群落的影响,以期为河流生态系统保护提供科学依据.以嘉陵江干流河道沉积物真菌为研究对象,利用高通量测序和生物信息学技术分析不同类型人为扰动(工程干扰、支流干扰、采砂干扰和垦殖干扰)及无干... 详细信息

为探究不同干扰对嘉陵江河道沉积物真菌群落的影响,以期为河流生态系统保护提供科学依据.以嘉陵江干流河道沉积物真菌为研究对象,利用高通量测序和生物信息学技术分析不同类型人为扰动(工程干扰、支流干扰、采砂干扰和垦殖干扰)及无干扰断面河道沉积物真菌群落的组成和功能差异.结果表明:(1)垦殖和工程干扰显著抑制了真菌群落物种多样性和丰富度(P所述,人为干扰造成了嘉陵江沉积物真菌多样性、群落结构和功能的变化,外源物质输入是造成这一现象的关键因素,该结果可为预测和评价河流生境质量提供参考依据.

关键词：嘉陵江沉积物真菌群落结构高通量测序