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通州区集中式饮用水源水质与健康风险评价

环境科学学报 2024年第8期44卷 279-287页

作者：卢梦淇常帅宋圆梦赵波高赛陈昊达王琳静崔建升张璐璐河北科技大学环境科学与工程学院石家庄050000 河北省污染防治生物技术实验室石家庄050000

地下水作为通州区的主要供水水源,探究地下水水质状况及健康风险对该地区可持续发展至关重要.以通州区地下水为研究对象,筛选了32个集中式饮用水源地,运用熵权水质指数(EWQI)和健康风险评估模型进行水质评价及风险评估,并运用绝对主成分... 详细信息

地下水作为通州区的主要供水水源,探究地下水水质状况及健康风险对该地区可持续发展至关重要.以通州区地下水为研究对象,筛选了32个集中式饮用水源地,运用熵权水质指数(EWQI)和健康风险评估模型进行水质评价及风险评估,并运用绝对主成分-多元线性回归模型(APCS-MLR)进行风险来源解析.结果表明:①样品各水质指标浓度全部符合《地下水质量标准(GB/T14848-2017)》Ⅲ类标准;NO_(3)^(-)、Cu和Zn的变异系数介于1.48~3.56,局部富集程度高;无机盐SO_(4)^(2-)浓度呈南部高北部低的趋势;而As浓度呈北部高南部低的趋势.②研究区EWQI值范围为27.76~49.18,平均值为39.64,整体为Ⅰ级,全部达到优秀.③健康风险评价显示As存在潜在致癌风险,在相同环境下儿童比成人暴露风险更高.④地质环境和水文地球化学演化为As的主要来源,贡献占比高达85.70%.为保障通州区居民地下水饮用安全,As应当作为今后地下水优先控制的物质.

关键词：通州区集中式饮用水熵权水质指数(EWQI) 健康风险评价绝对主成分-多元线性回归模型(APCS-MLR)

华北典型区域地下水重金属来源解析及健康风险识别

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中国环境监测 2024年第4期40卷 172-182页

作者：常帅宋圆梦陈慧赵鑫宇崔建升张璐璐河北科技大学环境科学与工程学院河北石家庄050000 河北省污染防治生物技术实验室河北石家庄050000

科学评估地下水重金属健康风险并识别主要风险因子,对保障地下饮用水安全和开展地下水风险管控具有重要意义。选取华北典型区域地下水作为研究对象,根据地势和地下水流向选定了14个采样点,于2017—2019年采集了122个地下水样品,并对样... 详细信息

科学评估地下水重金属健康风险并识别主要风险因子,对保障地下饮用水安全和开展地下水风险管控具有重要意义。选取华北典型区域地下水作为研究对象,根据地势和地下水流向选定了14个采样点,于2017—2019年采集了122个地下水样品,并对样品中的Cr6+、Cd、As、Mn、Fe、Cu、Hg、Pb、Se和Zn进行了检测,以多元统计分析和健康风险评价模型相结合的方式,明晰了地下水重金属的来源和主要风险因子。结果表明:①研究区域地下水中重金属的浓度均值排序为ρ(Fe)>ρ(Zn)>ρ(Mn)>ρ(As)>ρ(Se)>ρ(Cu),其余元素未检出。根据综合污染评价结果,研究区地下水水质整体较好。②就空间分布而言,S12采样点处的As(5.04μg/L)、Mn(4.36μg/L)、Fe(18.52μg/L)和Cu(0.38μg/L)浓度最高,Se在S5采样点(0.52μg/L)处浓度最高,Zn在S4采样点(12.88μg/L)处浓度最高。③多元统计分析结果显示,As、Cu、Fe和Mn可能来源于工业活动,Se可能来源于地质环境。④健康风险评价结果显示,儿童面临的风险高于成人,饮水是主要的重金属暴露途径,潜在风险主要来源于As。为保障居民地下饮用水安全,应当将As作为今后加强地下水保护的优先控制指标。

关键词：华北地下水重金属空间分布多元统计分析健康风险

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催化氧化VOCs催化剂中毒机制研究进展

化工环保 2024年第2期44卷 166-171页

作者：霍浩淼臧文丽国洁张丁超王欣河北科技大学环境科学与工程学院河北石家庄050018 河北科技大学挥发性有机物与恶臭污染防治技术国家地方联合工程研究中心河北石家庄050018

催化氧化法是目前处理挥发性有机物(VOCs)最有效的治理技术之一,但催化剂中毒问题阻碍着催化剂的应用与催化氧化技术的发展。本文介绍了催化氧化VOCs催化剂中毒机制,综述了进行VOCs催化氧化反应的活性测试以及对失活的催化剂进行分析表... 详细信息

催化氧化法是目前处理挥发性有机物(VOCs)最有效的治理技术之一,但催化剂中毒问题阻碍着催化剂的应用与催化氧化技术的发展。本文介绍了催化氧化VOCs催化剂中毒机制,综述了进行VOCs催化氧化反应的活性测试以及对失活的催化剂进行分析表征两种研究催化剂中毒方法的研究进展。指出:设计出针对性强、抗中毒性能良好且具有大规模工业应用前景的催化剂将是未来的研究方向。

关键词：挥发性有机物催化氧化催化剂中毒机制

基于GA/PSO BP神经网络的石家庄VOCs环境浓度预测模型研究

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安全与环境学报 2024年第4期24卷 1560-1568页

作者：王欣郭婧涵耿雅娴王树桥葛宇轩袁京周张丁超韩梦非河北科技大学环境科学与工程学院石家庄050018 挥发性有机物与恶臭污染防治技术国家地方联合工程研究中心石家庄050018

为了提升挥发性有机物(Volatile Organic Components,VOCs)的预测精度,在反向传播(Back Propagation,BP)网络结构的基础上使用优化算法分别为遗传算法(Genetic Algorithms,GA)优化BP神经网络(GA BP)和粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)优化BP神经网络(PSO BP)对VOCs质量浓度进行预测。首先,对污染物及气象因子进行筛选。采用相关性分析法及逐步回归法进行分析筛选,并筛选出合适的输入变量。其次,建立BP神经网络结构。利用BP、GA BP、PSO BP神经网络,以石家庄市2022年夏季污染数据为样本对VOCs质量浓度进行预测。结果显示,经相关性分析及逐步回归法筛选,将PM_(2.5)质量浓度、O_(3)质量浓度、NO_(2)质量浓度、温度、相对湿度作为输入变量。经预测结果对比,PSO BP神经网络模型的预测精度较高,烷烃、烯烃、芳香烃和含氧烃实测值与预测值之间的拟合程度(R^(2))分别为0.80、0.55、0.78、0.67。研究结果可为日后VOCs污染预报预警提供理论参考。

关键词：环境工程学挥发性有机物(VOCs) 神经网络智能优化算法遗传算法粒子群算法

基于CMAQ-ISAM模型对石家庄市臭氧污染过程模拟分析

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环境科学 2024年第9期45卷 5106-5116页

作者：耿雅娴郭婧涵葛宇轩王树桥袁京周张丁超王欣河北科技大学环境科学与工程学院石家庄050018 挥发性有机物与恶臭污染防治技术国家地方联合工程研究中心石家庄050018

石家庄市历年6月皆为臭氧(O_(3))污染高发阶段,2023年6月O_(3)8h浓度平均值(O_(3)-8h)污染超标天数占该月天数的80%,O_(3)为首要污染物占比达100%.针对6月11~18日的一次O_(3)重污染过程,利用空气质量模型WRF-CMAQ模拟,平均误差数据MFB为... 详细信息

石家庄市历年6月皆为臭氧(O_(3))污染高发阶段,2023年6月O_(3)8h浓度平均值(O_(3)-8h)污染超标天数占该月天数的80%,O_(3)为首要污染物占比达100%.针对6月11~18日的一次O_(3)重污染过程,利用空气质量模型WRF-CMAQ模拟,平均误差数据MFB为−10.47%和MFE为17.96%,处于理想误差水平范围内.利用CMAQ过程分析模块进行石家庄市物理和化学过程模拟,得到干沉降(DDEP)浓度贡献为−23.88μg·m^(−3),是消耗O_(3)的主要过程,而输送过程(TRAN)是O_(3)的主要来源,其中贡献较大为垂直输送(VTRA).同时利用CMAQ中源解析模块(ISAM)对石家庄市本地与周边区域的O_(3)贡献进行了详细分析.结果表明,石家庄市本地行业贡献源的贡献率大小为:交通源(12.54%)>工业源(6.94%)>居民源(6.56%)>电力源(4.75%).而远距离传输源(BCON)持续处于高贡献首位,贡献率为63.31%.平稳天气下的重污染时段,嵌套域D02层中BCON低于标记区域对石家庄市的浓度贡献总和,周边城市中,保定市在平稳天气下贡献率最高,为26.21%.后期邢台市在高值西南风作用下,浓度贡献也迅速升高.要切实减轻O_(3)污染,不仅要对本市减排,还需要对上风向城市进行提前控制,实行区域间联防联控才是关键.

关键词：臭氧(O3) CMAQ-ISAM模型过程分析源解析石家庄市

LaCuO_(3)/3DOMCeO_(2)的制备及其催化性能研究

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中国给水排水 2024年第1期40卷 97-103页

作者：李超李再兴陈晓飞张琴琴马伟涛岳欣邢茜田占伟张晨阳祁浩杰河北科技大学环境科学与工程学院河北石家庄050018 河北省污染防治生物技术实验室河北石家庄050018 天俱时工程科技集团有限公司河北石家庄050011 石家庄东华金龙化工有限公司河北石家庄052165

制备了钙钛矿型LaCuO_(3)/3DOMCeO_(2)催化剂用于非均相类芬顿反应降解罗丹明B,并通过XRD、SEM和XPS等对该催化剂进行表征。结果表明,LaCuO_(3)/3DOMCeO_(2)呈现三维有序大孔结构。负载3DOMCeO_(2)使LaCuO_(3)的比表面积增大、Cu+含量... 详细信息

制备了钙钛矿型LaCuO_(3)/3DOMCeO_(2)催化剂用于非均相类芬顿反应降解罗丹明B,并通过XRD、SEM和XPS等对该催化剂进行表征。结果表明,LaCuO_(3)/3DOMCeO_(2)呈现三维有序大孔结构。负载3DOMCeO_(2)使LaCuO_(3)的比表面积增大、Cu+含量上升。LaCuO_(3)/3DOMCeO_(2)具有比均相芬顿催化剂更宽的pH适用范围和更高的H2O_(2)利用率。循环使用10次后,LaCuO_(3)/3DOMCeO_(2)仍具有较高的催化活性。LaCuO_(3)/3DOMCeO_(2)表面存在Cu^(2+)■Cu+和Ce^(4+)■Ce^(3+)循环,二者协同引发高效类芬顿反应,产生大量·OH和·HO_(2),实现了对罗丹明B的高效降解。

关键词：钙钛矿 3DOMCeO_(2) 非均相类芬顿催化剂罗丹明B 模板法

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植物SWEET基因及其糖转运功能研究进展

河北科技大学学报 2024年第4期45卷 406-414页

作者：王鸿梅张召聪刘坤薛芳韩洁赵慧陈四龙河北科技大学食品与生物学院河北石家庄050018 河北科技大学图书馆河北石家庄050018

SWEET(sugars will eventually be exported transporter)是一类介导蔗糖或己糖通过顺浓度梯度被动扩散跨细胞膜转运的新型糖转运蛋白。植物SWEET蛋白包括7个跨膜结构域,其中包含2个MtN3/Saliva结构域,可分为4个进化分支。SWEET转运蛋... 详细信息

SWEET(sugars will eventually be exported transporter)是一类介导蔗糖或己糖通过顺浓度梯度被动扩散跨细胞膜转运的新型糖转运蛋白。植物SWEET蛋白包括7个跨膜结构域,其中包含2个MtN3/Saliva结构域,可分为4个进化分支。SWEET转运蛋白在多种生理和生化过程中发挥着关键作用,包括韧皮部装载、激素运输、营养和生殖生长等。结合当前SWEET转运蛋白的研究进展,重点总结了SWEET的发现、蛋白结构及其在糖转运中的生物学功能,指出目前植物SWEET基因研究面临的问题,并对未来SWEET蛋白的研究重点进行了展望:1)探究SWEET蛋白的底物识别机制;2)挖掘提高作物产量和品质的关键SWEET基因;3)利用SWEET基因编辑和磷酸化等策略改良作物产量和品质。

关键词：基因工程糖转运 SWEET 蛋白结构生物学功能

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磺胺甲恶唑的振动光谱和密度泛函理论研究

原子与分子物理学报 2024年第3期41卷 45-52页

作者：吕少岩张静于倩刘春河北科技大学环境科学与工程学院河北省污染防治生物技术重点实验室石家庄050018

磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,SMX)是一种磺胺类广谱抗生素.基于密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在B3LYP/6-311++G(d,p)基组水平上对SMX初始构型进行结构优化,得出该分子最稳定结构构型.同时,给出了SMX的键长、键角和二面角等空间结构参... 详细信息

磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,SMX)是一种磺胺类广谱抗生素.基于密度泛函理论(DFT)的B3LYP方法,在B3LYP/6-311++G(d,p)基组水平上对SMX初始构型进行结构优化,得出该分子最稳定结构构型.同时,给出了SMX的键长、键角和二面角等空间结构参数值,确定该分子空间构型为非平面结构.相同基组水平下进行频率计算,通过频率校正因子0.9630修正并绘制了SMX分子的红外光谱和拉曼光谱图.发现光谱谱段主要分布在3600-2800 cm-1和1700-300 cm-1频率段,并且理论计算值和实验测定值有较好吻合,表明DFT计算方法是可取和可信的.借助GaussView 6.0软件和计算得到的势能分布结果对频率范围内每一个振动模式进行了指认归属.此外,采用Multiwfn和VMD程序计算并分析SMX分子的静电势和前线分子轨道,预测了该分子的反应活性位点.该结果为SMX分子的振动光谱检测提供基础数据,为其结构鉴定提供技术参考.

关键词：磺胺甲恶唑振动光谱密度泛函理论静电势前线分子轨道

多金属掺杂尖晶石型催化剂制备及催化臭氧降解苯酚

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安全与环境学报 2024年

作者：刘艳芳张妙雨刘文佳杨梦鑫孔兴华任少勃王崇璞李欢欢李贵霞河北科技大学环境科学与工程学院河北科技大学建筑工程学院河北协同水处理技术有限公司

采用水热合成法制备尖晶石型铁氧体，并对其M位掺杂多种金属离子以改性得到一系列催化剂，筛选后用于催化臭氧氧化降解苯酚。结果显示：与其他催化剂相比，Mn0.5Co0.5Fe2O4催化剂催化性能最佳，在苯酚质量浓度为30 mg/L，催化剂投加质... 详细信息

采用水热合成法制备尖晶石型铁氧体，并对其M位掺杂多种金属离子以改性得到一系列催化剂，筛选后用于催化臭氧氧化降解苯酚。结果显示：与其他催化剂相比，Mn0.5Co0.5Fe2O4催化剂催化性能最佳，在苯酚质量浓度为30 mg/L，催化剂投加质量浓度为1 g/L，臭氧质量浓度为6 mg/L，流速为1 L/min并反应75 min时，化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）和苯酚的去除率分别可以达到90.11%和89.36%，较相同条件下单独臭氧氧化对COD和苯酚的去除率分别提高了31.16百分点和30.51百分点。利用X射线衍射（X-ray Diffraction，XRD）、X射线光电子能谱（X-ray Photoelectron Spectroscopy，XPS）、电子顺磁共振（Electron Paramagnetic Resonance，EPR）等多种手段对该催化剂进行了表征，发现催化剂纯度较高，晶化程度好。此外，通过猝灭和自由基捕获试验表明体系中·OH和1O2参与了苯酚降解反应。催化剂循环试验表明，Mn0.5Co0.5Fe2O4催化剂具有优异的催化稳定性和重复利用性。

关键词：环境工程学催化臭氧氧化苯酚羟基自由基单线态氧