双良环境最新科研动态(2020-9)

2020-09-01 16:17:22 0 双良环境
双良环境最新科研动态(2020-9)

1.中文标题:创新的生态生物控制方法:海藻精油作为控制蓝藻生长生物活性物质的新来源

引自:Soukaina El Amrani Zerrifi,Fatima El Khalloufi,Richard Mugani,et al. Seaweed Essential Oils as a New Source of Bioactive Compounds for Cyanobacteria Growth Control: Innovative Ecological Biocontrol Approach. Applied Toxins,17 August 2020.


图1 活性被测海藻精油在固体培养基上对铜绿假单胞菌的抗蓝藻活性。(A) 欧囊链藻;(B)钝马尾藻
从海藻中提取的天然化合物是控制水生生态系统中有害藻类的一种很有前途的生态友好替代方案。本研究以单细胞铜绿微囊藻为研究对象,对三种摩洛哥海藻精油(欧囊链藻、钝马尾藻和海莴苣)的抗蓝藻活性进行了测试和评价。此外,通过对铜绿假单胞菌细胞抗氧化酶活性的分析,探讨了其可能的抗蓝藻应答机制。仪器分析结果显示了复杂的化学成分,可以鉴定出91种成分。棕榈酸、棕榈油酸和二十碳五烯酸分别是欧囊链藻、钝马尾藻和海莴苣中的主要成分。欧囊链藻的抗蓝藻活性最高(ZI=46.33 mm,MIC=7.81μg mL-1,MBC=15.62μg mL-1)。在这两种浓度下(在液体培养基中6天的抑制率>67%),被测蓝藻的生长素、叶绿素a和蛋白质含量均显著降低。此外,罗汉果提取物对蓝藻细胞的氧化应激作用使其超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性升高,丙二醛(MDA)浓度显著升高。总的来说,这些实验发现可以开辟一条有希望的新的天然途径,基于使用海藻精油对抗有毒有害的蓝藻水华(HCB)。
 
  1. 中国七大流域人为磷净输入量(NAPI)与河流磷通量的变化
引自:Variation of net anthropogenic phosphorus inputs (NAPI) and
riverine phosphorus fluxes in seven major river basins in China
引自:Wang Yushan, Xie Xin, Liu Cheng, et la. Science of the Total Environment 742 (2020) 140514
由于人类生产活动的影响,导致磷不断的流入河道,引起水体富营养化,这引起了全球环境管理部门的关注。在本研究中,我们对NAPI法(人为磷净输入量法)进行了改进,使结果更接近实际情况。通过收集我国7条主要外流河流的资料,全面了解磷的输出和输入,并建立两者之间的定量关系。我们估算了中国7个主要流域的人为磷净输入量(NAPI),包括肥料净输入磷(Pfert)、粮食和饲料净输入磷和人类使用的非粮食净输入磷(Pim+nf),以及相应的河流总磷(TP)通量。探讨了NAPI与河流TP通量的关系。七个流域的NAPI呈明显的不均匀分布。由于人类活动频繁,淮河流域的NAPI最高,达到4005.09 kg P km2/年;松花江人为磷净输入量最低,为334.36 kg P km2/年。珠江流域和辽河流域Pim+nf占NAPI比例较大(>65%),而其他流域中Pfert占NAPI比例超60%(长江流域的Pim+nf和Pfert占比相当)。NAPI组分的不同,主要归因于不同的土地利用方式。七大流域的总磷通量为117.10×103 t P/年,以长江流域最高(77.42×103 t P/年),占全国总磷通量的72.88%。河流TP通量的变化可以用NAPI、河流流量和流域湖泊面积百分比来描述,为河流TP通量的预测提供了一种有效的方法。
 

3.中文标题:TiO2-ZrO2光催化降解水中的二甲双胍

引自:Caroline F. Carbuloni, Jaqueline E. Savoia, Jaqueline S.P. Santos et al. Degradation of metformin in water by TiO2-ZrO2  photocatalysis. Journal of Environmental Management 262 (2020) 110347.

 
药物使用的增加也增加了它们在水生环境中的释放。这些污染物被认为是新出现的污染物,会对生态和人类健康产生不利影响。抗糖尿病的二甲双胍就是一个例子,它在水生环境中检测到异常浓度。这表明,传统的废水处理方法对去除该化合物效果不佳,而光催化可以有效地去除水中的二甲双胍。我们找到了光催化过程中关于pH和催化剂的浓度的最佳实验条件。TiO2和TiO2 - ZrO2在紫外辐射下对二甲双胍的氧化反应遵循了拟一级动力学反应。经光催化处理后,出现了二甲双胍光降解的中间体。毒性分析表明,降解产物对苜蓿种子无毒。
 

4.中文标题:聚合物溶液辅助组装具有优良光催化性能的二维纯石墨烯/氧化锌纳米片

引自:Dongwen Hu 1 , Chuangfu Song 1 , Xin Jin , Qiang Huang *  Polymer solution-assisted assembly of hierarchically nanostructured ZnO onto 2D neat graphene sheets with excellent photocatalytic performance. Journal of Alloys and Compounds 843 (2020) 156030.


目前很少有人选择纯石墨烯(NG)作为载体来提高金属氧化物的光催化性能。在本论文中,我们发展了一种在2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸溶液中原位组装氧化锌纳米花和纳米石墨烯的方法。通过XRD、Raman、XPS、DRS、SEM、TEM和N2吸附-脱附分析,对ZnO/石墨烯的结构和组成进行了表征。Zn-O-C键的形成证明了材料合成成功。石墨烯的加入使ZnO半导体的带隙略有缩小,在可见光范围内光吸收性能显著增强。在可见光下,氧化锌的光还原活性很好。NG作为电子载体促进了光生载流子的分离,从而提高了ZnO/石墨烯的光活性。在紫外光照射下,带隙激发的ZnO和激发态的石墨烯共同参与了Cr(VI)的光还原,而在可见光下,激发态石墨烯注入到ZnO的CB中的电子是其光活性的来源。光腐蚀抑制也得到了证实。本工作为以天然气为原料制备氧化锌/石墨烯纳米杂化材料提供了一种简单实用的方法。纳米杂化物在水污染修复中表现出高效、稳定的光催化性能。
 
 
 

5.中文标题:可见光下金属有机骨架光催化快速灭活铜绿微囊藻

引自:Fan G , Zhou J , Zheng X , et al. Fast photocatalytic inactivation of Microcystis aeruginosa by metal-organic frameworks under visible light[J]. Chemosphere, 2019, 239.
 
图1. 光催化过程可能的灭活藻类作用机理图


图2.(a)ZIF-8,(b)Ag / AgCl @ ZIF-8,(c)MOF-235,(d)Bi2WO6/MIL-100(Fe),(e)BiOBr/MOF-5的XRD图,和(f)光催化剂的UVevis图。
 

图3. MOF的SEM图像:(a)ZIF-8,(b)Ag / AgCl @ ZIF-8,(c)MOF-235,(d)Bi2WO6/MIL-100(Fe),(e)BiOBr/MOF-5

图4. Ag / AgCl @ ZIF-8对铜绿微囊藻形态的影响:(a)放大倍数为40×的显微镜图像,(b)藻类溶液的照片以及未处理(c)和处理过的(d)藻类细胞的SEM图像
 
本研究利用金属有机骨架(MOFs)实现在可见光下低剂量灭活藻类。成功地合成了五种不同组成的金属有机化合物(锌、铁、羧酸盐或咪唑盐),并用XRD、SEM和UVevis对其进行了表征。从形态特征、生理活性、细胞完整性和色素降解等方面评价了MOFs对铜绿微囊藻的影响。结果表明,在10mg/L浓度下,Ag/AgCl@ZIF-8对叶绿素a的降解性能优于MOF-235 ,ZIF-8 ,Bi2WO6/MIL-100(Fe)和BiOBr/MOF-5。在照射6h后,93.1%的铜绿微囊藻死亡,不能再生繁殖,其主要表现为细胞形态的改变、细胞膜完整性的破坏和抗氧化酶系统的破坏。此外,MOF辅助光催化灭活法可以有效去除细胞内有机物(IOM)和细胞外有机物(EOM)。超氧自由基(O2.-)是主要的活性氧。作者提出了一种可能的机制,即在可见光照射下,Ag / AgCl @ ZIF-8价带中的电子转移到导带中,产生的O2.-使藻类细胞失活。此外,Ag/AgCl@ZIF-8在阳光照射下能有效去除铜绿微囊藻,在实际水体除藻方面具有很大的应用前景。
 
6.中文标题:硫化镉-三氧化钨纳米复合材料的制备及其光催化降解有机污染物和阻滞水生细菌和生物膜的生长
引自:Zhou H , Ai J , Gao H , et al. Removal of arsenic in groundwater using Slag based calcined layered double hydroxides (CLDHs) with dual functions of adsorption and photo-catalysis[J]. Colloids and Surfaces A Physicochemical and Engineering Aspects, 2020.

图1 用低密度脂蛋白技术合成 CdS@wo3纳米复合光催化剂的示意图

图2 以低密度脂蛋白合成的 z-scheme hedro 结构 CdS@wo3纳米复合物为光催化剂,提出了光催化降解 RhB染料的机理。
采用激光缺陷工程技术在低密度脂蛋白(LDL)溶液中制备了不同含量(2.5% 、5% 和10%)的硫化镉-三氧化钨(CdS@wo3)纳米复合材料。在角色塑造研究中,X射线光电子能谱(XPS)、 X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)研究表明,CDS纳米颗粒在更大的wo3纳米颗粒表面形成了 CdS@纳米复合材料。在光学角色塑造中,紫外漫反射光谱(UV-DRS)表明 CdS@wo3的带隙能量减小,从而使可见光吸收相对于纯 wo3增强。另外,光致发光(PL)暗示了与纯wo3相比,CdS@中的电荷重组可归因于复合伙伴之间典型的Z方案电荷转移。LDL合成的CdS@wo3纳米复合材料用作(i)光催化剂,用于降解水中的若丹明B染料,(ii)对抗多药耐药的铜绿假单胞菌(MDR-PA)和耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)细菌的抗菌剂,(iii)针对生物膜的生物膜生长阻滞剂 产生MRSA和MDR-PA的菌株。通常,在所有三种应用中,CdS@wo3纳米复合材料的性能均优于纯,特别是复合材料中5%CdS含量(5%CdS@)是光催化降解的最佳选择,CdS@wo3中10%的CdS含量在两种细菌菌株的抗菌和生物膜生长延缓应用中均表现出最佳性能。
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