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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西华师范大学环境科学与工程学院四川省生态环境科学研究院

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... 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<0.05），支流干扰增加了真菌群落物种丰富度，采砂干扰对沉积物真菌群落的影响不显著.(2)低外源物质输入（无干扰和采砂干扰）断面的不同采样点位之间的沉积物真菌多样性和群落结构趋近，高外源物质输入（支流干扰、工程干扰和垦殖干扰）断面的不同采样点位之间的沉积物真菌群落多样性差异显著.(3)子囊菌门（Ascomycota）、罗兹菌门（Rozellomycota）和担子菌门（Basidiomycota）为嘉陵江沉积物的主要优势真菌门，罗兹菌门的相对丰度在采砂干扰断面最高，担子菌门在支流干扰断面的相对丰度最高.(4)工程干扰断面的腐生菌、动物病原菌、植物病原菌和粪腐菌的相对丰度显著增加，其它无干扰断面沉积物中真菌寄生菌-植物病原菌-植物腐生菌的相对丰度最高.综上所述，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

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以水为原料的过氧化氢原位制备方法

化学进展 2024年第2期36卷 177-186页

作者：于敬泽谢腾峰吉林大学新能源与环境学院长春130021 吉林大学化学学院长春130012

过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种重要的化学品,可作为清洁的消毒剂,主要采用蒽醌法集中生产,运输和储存过程存在爆炸风险,因此需要开发原位制备方法。以氧气为原料的电化学还原和光催化还原已被广泛关注,但反应在气液固三相界面进行,设备复... 详细信息

过氧化氢(H_(2)O_(2))是一种重要的化学品,可作为清洁的消毒剂,主要采用蒽醌法集中生产,运输和储存过程存在爆炸风险,因此需要开发原位制备方法。以氧气为原料的电化学还原和光催化还原已被广泛关注,但反应在气液固三相界面进行,设备复杂、产量受限。以水为原料的固液界面氧化过程也是原位产生H_(2)O_(2)的重要途径,本文概述电化学、光催化等氧化水制备H_(2)O_(2)的常见方法,重点介绍热催化、超声压电、等离子体、微液滴等研究近期出现的原位制备过氧化氢新方法,为过氧化氢原位制备,特别是消毒领域的研究者提供参考。

关键词：消毒过氧化氢原位制备水氧化

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碳量子点的制备、环境应用和生物毒性

中国环境科学 2024年第3期44卷 1592-1601页

作者：盛优莹王贺飞苏燕沈可胡小婕高彦征南京农业大学资源与环境科学学院江苏南京210095 吉林大学地下水资源与环境教育部重点实验室吉林长春130021 沈阳环境科学研究院辽宁沈阳110167

围绕碳量子点(CQDs)的制备方法、环境应用及风险展开综述,结果显示,CQDs可通过自上而下或自下而上的方法制备,它在200~400nm的紫外光区有一个或多个吸收峰,在可见光谱中的蓝色和绿色光域有荧光效应.基于此,CQDs可用于检测Hg^(2+)、Cr^(... 详细信息

围绕碳量子点(CQDs)的制备方法、环境应用及风险展开综述,结果显示,CQDs可通过自上而下或自下而上的方法制备,它在200~400nm的紫外光区有一个或多个吸收峰,在可见光谱中的蓝色和绿色光域有荧光效应.基于此,CQDs可用于检测Hg^(2+)、Cr^(3+)、Mn^(2+)等10余种(重)金属离子,芳香类、四环素等有机污染物及亚硝酸盐等盐类,且具有较高的灵敏度.CQDs对苯酚、亚甲基蓝等有机污染物具有优异的光催化降解能力.CQDs的毒性比多数金属基量子点更低,其诱导生物体内活性氧的过度产生是主要的致毒机制.相关研究为正确认识和评估CQDs的环境风险提供参考,为制定合理的CQDs制备和回收策略提供建议.

关键词：碳量子点制备方法环境应用生物毒性

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市政污水中吗啡来源辨析

环境科学 2024年第5期45卷 2748-2756页

作者：邵雪婷赵悦彤蒋冰裴伟李彦莹谭冬芹王德高大连海事大学环境科学与工程学院大连116026

采用分析市政污水方法可以辨别吗啡合法或非法使用情况.由于污水中吗啡来源复杂,区分不同来源的贡献是吗啡使用调查的关键问题.选择典型城市,在2022年10月至2023年3月期间采集61个代表性污水处理厂的262份进水样品,分析了包括吗啡、可... 详细信息

采用分析市政污水方法可以辨别吗啡合法或非法使用情况.由于污水中吗啡来源复杂,区分不同来源的贡献是吗啡使用调查的关键问题.选择典型城市,在2022年10月至2023年3月期间采集61个代表性污水处理厂的262份进水样品,分析了包括吗啡、可待因、蒂巴因、罂粟碱、那可丁和单乙酰吗啡在内的6种生物碱的浓度,同时结合罂粟壳中生物碱的含量,应用比值法和正定矩阵因子分解(PMF)模型对污水中的生物碱进行源解析.污水中共检出5种生物碱,但海洛因的代谢产物单乙酰吗啡未检出.其中,吗啡和可待因的浓度明显高于那可丁、罂粟碱和蒂巴因.通过构建两种比值,即可待因/(吗啡+可待因)和那可丁/(那可丁+可待因),能够很好地定性区别罂粟壳使用来源.PMF的结果表明,污水中吗啡主要来源于医用吗啡(44.9%)、罂粟壳药物(43.7%)和可待因(9.4%).污水中吗啡来源具有显著月份变化趋势.在新冠疫情和甲流暴发期间,含有罂粟壳和可待因药物使用为主要来源,而吗啡镇痛药物使用来源相对稳定.清单分析与PMF源解析的结果具有一致性,表明模型的可靠性,同时也表明该城市吗啡主要是合法来源,不存在滥用情况.

关键词：污水吗啡比值法正定矩阵因子分解(PMF)模型罂粟壳

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广东省近岸海域微塑料赋存特征与风险评价

环境科学 2024年第7期45卷 3911-3918页

作者：刘冰洁区晓敏叶匡旻魏南陆尧孙凯峰生态环境部华南环境科学研究所华南农业大学海洋科学学院广东省环境科学研究院

微塑料在海洋环境中广泛存在，成为了一种备受关注的新污染物.为揭示广东省近岸海域表层海水中微塑料的污染特征，自江门至汕头选择了9个海湾（河口），通过现场采样、氧化消解、目视识别和成分鉴定等方法探究微塑料的分布和组成特征，... 详细信息

微塑料在海洋环境中广泛存在，成为了一种备受关注的新污染物.为揭示广东省近岸海域表层海水中微塑料的污染特征，自江门至汕头选择了9个海湾（河口），通过现场采样、氧化消解、目视识别和成分鉴定等方法探究微塑料的分布和组成特征，解析其潜在来源，并结合污染负荷指数法和聚合物风险指数法评估其生态风险.结果表明，广东省近岸海域30个表层海水样品中均检出微塑料，微塑料的丰度范围为70～920 n·m-3，平均丰度为（295.3±175.3）n·m-3.空间分布上，微塑料的最高丰度出现在珠江口，最低丰度出现在神泉湾.组成特征上，微塑料的主要成分为聚丙烯（31.2%）、酚醛树脂（16.0%）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（15.3%）和聚乙烯（10.9%），主要形状、颜色和尺寸类别分别为纤维（57.5%）、透明（72.0%）和0.5～1 mm（32.8%）.微塑料的可能来源主要包括水产养殖、渔业捕捞、航海、旅游、市政污水排放和洋流输送.模型评价结果显示，微塑料的污染负荷风险较低，但聚合物风险处于中-高水平.研究结果为广东省塑料污染治理行动方案提供数据基础，并为海洋微塑料污染防治工作提供支撑.

关键词：微塑料(MPs) 分布来源海水风险评价

分子体系自由能地貌图的变分分析及AI算法实现

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物理学报 2024年第6期73卷 82-94页

作者：杜泊船田圃吉林大学生命科学学院长春130012 吉林大学人工智能学院长春130012

精确描述复杂分子体系的自由能地貌图是理解和操控其行为,并进一步实现分子设计制造工业化的重要基础.刻画高维空间自由能地貌图的主要挑战是其往往在不同时空间尺度上具有多个层次,每个层次都可能有不止一个亚稳态被相应的自由能垒分开... 详细信息

精确描述复杂分子体系的自由能地貌图是理解和操控其行为,并进一步实现分子设计制造工业化的重要基础.刻画高维空间自由能地貌图的主要挑战是其往往在不同时空间尺度上具有多个层次,每个层次都可能有不止一个亚稳态被相应的自由能垒分开,且跨越路径有可能不止一条.另外很多体系涉及非线性行为,这使得理论解析和直接使用分子模拟都有很大困难.针对这些挑战,多年来研究者们发展了多种多样的增强采样方法,但往往需要很多经验选择和操作,从而一方面使得研究进程较为缓慢,另一方面也让误差控制成为困难.变分虽然在物理、统计和工程中已经被广泛应用并取得巨大成功,但在复杂分子体系中的应用却随着神经网络的发展刚刚开始.本文将对这些探索性工作的主要方向、进展和局限进行简要总结,也对将来的可能发展给出展望,希望能够激发更多对基于变分的分子体系自由能地貌图人工智能算法的关注和努力,促进大分子药物、分子生物机器等实践应用的发展.

关键词：变分神经网络复杂分子体系自由能地貌图

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大气中黑碳的暴露及人体健康效应研究进展

科学通报 2024年第6期69卷 703-716页

作者：董千里孟鑫宫继成朱彤北京大学环境科学与工程学院北京100871

空气污染暴露是人类早亡的重要风险因素,黑碳作为大气颗粒污染物的重要组分,因具有显著的健康影响受到广泛关注.我国大气中黑碳污染情况较为严重,人为源黑碳排放总量和暴露水平全球最高.最新研究表明,黑碳因其特有的物化属性可能具有比... 详细信息

空气污染暴露是人类早亡的重要风险因素,黑碳作为大气颗粒污染物的重要组分,因具有显著的健康影响受到广泛关注.我国大气中黑碳污染情况较为严重,人为源黑碳排放总量和暴露水平全球最高.最新研究表明,黑碳因其特有的物化属性可能具有比细颗粒物更大的健康影响.为加强对黑碳健康效应的认识,本文从流行病学研究的方法、暴露评估、健康结局等角度介绍国内外最新的研究进展,重点关注黑碳对呼吸系统、心血管系统和神经系统的影响.与黑碳相关的健康危害包括但不限于肺功能下降、呼吸系统炎症、血压升高、动脉粥样硬化、认知和视觉功能下降等多种问题.最新研究发现黑碳在妊娠期间的暴露可能对母体和后代造成特殊的健康危害.虽然已有的流行病学研究采取了丰富的方法并得到了相对一致的结论,关于黑碳的健康效应仍有很大不确定性.我们建议对大气中黑碳浓度开展常规的监测工作,为更全面和深入研究黑碳的健康效应和制定控制政策提供必要的证据.

关键词：黑碳暴露评价流行病学环境健康空气污染

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碳中和植物降污固碳及其机制研究进展

环境科学 2024年第6期45卷 3446-3458页

作者：陈芸周启星陶宗鑫郑彤吴康迎张嘉乐欧阳少虎南开大学环境科学与工程学院碳中和交叉科学中心天津300350

在经济发展和生态承载的双重制约下,我国实现碳中和碳达峰需要探索更多的技术手段.植物是构建陆地和海洋碳汇体系的重要载体,同时植物修复技术也是治理环境污染的一种科学手段.然而,目前的研究大多集中在植物降污(包括降低环境介质中的... 详细信息

在经济发展和生态承载的双重制约下,我国实现碳中和碳达峰需要探索更多的技术手段.植物是构建陆地和海洋碳汇体系的重要载体,同时植物修复技术也是治理环境污染的一种科学手段.然而,目前的研究大多集中在植物降污(包括降低环境介质中的污染物浓度和降解污染物两个方面)或植物固碳单一方面,而没有考虑植物降污固碳的双重效益.为挖掘植物的碳中和效应,从碳中和植物入手,深入阐述碳中和植物的降污固碳效应及其进展,评估碳中和植物与其他生物(比如动物、土壤微生物)以及环境功能材料的降污固碳潜力,并对碳中和植物与动物、微生物以及环境功能材料与生态系统协同耦合降污固碳效应的机制进行探究.最后,对碳中和植物降污固碳效应的未来研究方向提出了建设性的展望.

关键词：碳中和植物协同耦合降污修复光合固碳机制

基于G-四链体电化学发光生物传感器灵敏检测端粒酶活性

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分析测试学报 2024年第7期43卷 963-970页

作者：贺彰瑾杜雨莹鲁理平北京工业大学环境科学系北京100124

端粒酶活性的分析检测对于癌症诊断、预后治疗等具有重要意义。该研究利用G-四链体(G4) DNA的金属配合物靶向发光探针[Ir(ppy)2(pip)]PF6,构建了灵敏检测癌细胞端粒酶活性的电化学发光(ECL)生物传感器。首先将引物DNA组装在电极表面,然... 详细信息

端粒酶活性的分析检测对于癌症诊断、预后治疗等具有重要意义。该研究利用G-四链体(G4) DNA的金属配合物靶向发光探针[Ir(ppy)2(pip)]PF6,构建了灵敏检测癌细胞端粒酶活性的电化学发光(ECL)生物传感器。首先将引物DNA组装在电极表面,然后与癌细胞提取的端粒酶共同孵育,具有活性的端粒酶在引物末端生成端粒重复序列从而形成G4结构,随后[Ir(ppy)2(pip)]PF6通过与G4靶向作用结合到延长的序列中。结果表明[Ir(ppy)2(pip)]PF6的ECL信号与端粒酶活性呈现正相关,传感器的电化学发光强度与癌细胞浓度在10~5×105cell/mL呈现良好的线性关系,检出限(LOD)为3 cell/mL。实验还表明了传感器具有良好的稳定性、适用性、抗干扰性和重现性,最后将该传感器用于测定真实人类血清和尿液样本中的端粒酶活性,得到了满意的结果。

关键词：端粒酶活性 G-四链体金属配合物电化学发光生物传感器

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