影响12种壬基酚同分异构体液液萃取效率的因素研究
王世玉, 刘菲, 吴文勇, 尹世阳, 刘玉龙, 陈亮, 张伟, 陈会会
壬基酚是一种新型持久性有机污染物,具有强烈的雌激素效应。近年来壬基酚对水体的污染备受国内外关注,因此实现水体中壬基酚的提取显得尤为重要。目前国内外对于壬基酚萃取效率的研究都是针对总量,对单独异构体萃取效率的研究极少。本文选用传统的液液萃取方法对壬基酚同分异构体进行提取,并进行GC-MS测试,对影响12种壬基酚同分异构体萃取效率的因素进行研究。通过实验比较不同萃取溶剂、萃取溶剂不同用量、不同盐度、不同pH条件下12种壬基酚同分异构体的回收率,研究优化了液液萃取壬基酚的条件。结果表明,选择二氯甲烷作为萃取溶剂,且用量为60 mL,调节水样 pH<1,氯化钠用量为60 g时,12种壬基酚同分异构体的萃取效率达到88.7%~101.2%,精密度(RSD,n=3)为10.3%~13.6%,检出限9.0~41.4 ng/L。该萃取效率能够达到USEPA规定的回收率在70%~130%范围内,已用于水样中壬基酚的提取。
关键词: 壬基酚同分异构体, 液液萃取, 萃取效率, 影响因素
氨氮污染源区包气带剖面微生物生态分布特征的研究
程雅楠, 关翔宇, 曲文龙, 陈鸿汉, 刘菲, 谢宇轩, 朱玲玲
包气带土壤中氨氮污染迁移规律已成为近年来国内外学者研究的重点,目前在氨氮污染迁移规律研究中采用柱实验模拟以及软件模拟的方法较多,土壤生物技术则广泛应用于污染物降解领域,而在污染物迁移规律研究中应用较少。本文采用变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术、16S rRNA序列分析技术以及典范对应分析相结合,对华北平原3个典型氨氮污染区土壤表层至包气带剖面微环境的细菌垂直分布特征及群落结构进行研究。结合污染区土壤理化性质分析,认为包气带土壤剖面的细菌群落中存在着与氮循环、硫酸盐代谢等过程偶联的优势细菌类群,说明土壤微环境中细菌群落分布明显受氨态氮、硝态氮、亚硝态氮和硫酸盐的分布影响,进一步表明污染土壤优势菌群的群落结构信息是描述包气带土壤环境氨氮污染物迁移规律的重要参数。
关键词: 包气带, 氨氮污染, 微生物群落, 变性梯度凝胶电泳, 16S rRNA
地下水污染调查样品测试质量远程实时监控管理系统开发
甘露, 王苏明, 刘菲, 霍志彬
全国地下水污染调查评价工作已全面启动,地下水污染调查评价样品分析质量控制是关键。文章通过对样品分析质量控制需求的分析,开发运行于互联网的地下水污染调查样品测试质量远程实时监控管理系统软件,针对地下水污染测试技术研究中样品测试的质量进行实时评价、实时监控和实时统计,了解实验室的分析测试能力,及时发现和纠正测试工作中存在的问题,从而保障地下水污染调查评价工作的顺利实施。
关键词: 地下水, 测试质量, 实时监控, 管理系统
EXCEL在气相色谱-质谱检测中的应用
刘玉龙, 王苏明, 刘菲, 陈宏坤, 范俊欣
为了实现自动处理有机色谱分析数据,以Agilent 6890/5973N气相色谱-质谱仪检测地下水中挥发性有机化合物和多环芳烃的数据源为基础,编写了EXCEL应用程序,按批进行数据自动汇总、定性确认和结果计算,设置了对误确认数据的可逆恢复功能;对实验室空白、野外空白、实验室空白加标、实验室平行样、样品基体加标和质控样品回收率等各项质量控制指标进行统计和评价,并对分析方法长期性能的稳定性进行评价;同时生成质量控制报告,提供向数据库录入数据功能。
关键词: 气相色谱-质谱法, , EXCEL应用, , 质量控制, , 分析方法长期性能, , 数据确认
土壤样品中挥发性有机物的提取方法研究
阎妮, 刘菲, 刘玉龙, 刘博
挥发性有机物(VOCs)在土壤样品中残留浓度低且极易挥发,因此测定时选择合适的提取方法十分重要。文章研究优化了土壤样品中包括卤代烷烃、卤代烯烃和苯类的53种VOCs的提取方法。通过比较酸化、甲醇提取剂浓度和提取体积对土壤中挥发性有机物提取效率的影响,建立了使用4 mL 100%甲醇不酸化提取,顶空-气相色谱-质谱联用测定的分析方法,结果表明,0.10 μg/g加标土壤53种VOCs的平均回收率为40.45%~119.73%,精密度(RSD,n=7)为1.26%~9.14%;1,1,2,2-四氯乙烷、三氯乙烯的回收率欠佳,主要是由于在碱性土壤条件下1,1,2,2-四氯乙烷分解造成的。该方法简便、快速,提取效果较好。但对土壤标准样品CRM 628-030进行提取,烯烃的回收率偏低,达不到给定区间浓度,且无法控制1,1,2,2-四氯乙烷的分解问题,有待于进一步研究。
关键词: 土壤, 挥发性有机物, 提取, 顶空-气相色谱-质谱法
地下水污染监测与修复专栏成果简评
刘菲
如果说水是地球的血液,而地下水就是地球内脏中的血液,它作为人类自然资源的一部分,为全球的绝大部分人口提供着宝贵的水源,并支持农业和工业生产活动。我国约有2/3的人口以地下水为饮用水源,约有2/3的城市和部分农田以地下水为主要的供水水源,特别是我国北方地区在很大程度上其发展严重依赖于地下水的开采和利用。随着工农业的发展,地下水污染日趋严重。就污染的种类、污染的范围以及对人类的健康影响而言,地下水有机污染物列在所有污染物的首位。由于许多有机污染物具有致癌、致畸和致突变的"三致"作用而被世人瞩目。国内外在这一领域开展了大量工作,结果表明人类的生产、生活过程是导致地下水有机污染的主因,地质、水文地质条件、土地利用类型和人类活动强度是影响污染物在地下水中迁移的重要因素。《岩矿测试》是地球科学领域唯一专注于地质分析的期刊,近年来非常关注与地下水相关的分析测试技术成果的推广,陆续刊登了一系列与地下水污染调查—监测—评价和修复领域的文章,为地下水科学的发展奠定了基础。
关键词:
环境介质中高氯酸盐污染及微生物修复技术研究进展
王蕊, 刘菲, 张苑, 陈鸿汉, 秦莉红
高氯酸盐(ClO4-)是一种有毒的无机阴离子,其环境污染问题引起了广泛关注,控制与修复高氯酸盐污染环境成为新的研究热点,其中微生物修复技术最具应用前景。国外已开展环境中高氯酸盐污染现状的调查工作,利用微生物修复技术去除高氯酸盐取得了一定的成果,但我国的相关研究较少。文章综述了近年来国内外高氯酸盐的污染现状及微生物修复高氯酸盐的最新研究进展。由于高氯酸盐的高水溶性和低吸附性,当前研究最多的是高氯酸盐水体污染,这些水体通过饮用水(源水)或食物链直接或间接地对人类健康造成影响。在微生物修复方面,从有机电子供体,无机电子供体(H2、Fe0等),电子受体(O2、NO3-、SO42-)及微生物的生长环境因素(pH值、温度、氧化还原电位、盐度)等方面总结了各因素对微生物修复技术去除高氯酸盐效果的影响,以期为我国开展微生物处理技术在高氯酸盐污染修复领域的实践应用提供参考。
关键词: 高氯酸盐, 污染现状, 微生物修复
四氯乙烯在不同地下水环境的生物共代谢降解
李烨, 潘涛, 刘菲, 李森, 郭淼
四氯乙烯是地下水中常见的污染物,采用生物方法进行处理的优点是可以实现无害化、无二次污染、处理成本低。四氯乙烯只能在厌氧条件下发生还原脱氯,目前对产甲烷环境下四氯乙烯的降解研究较多,而对较弱还原环境,如反硝化、铁锰还原和硫酸盐还原环境下四氯乙烯的脱氯行为研究甚少。本文采用批实验,研究了在不同地下水环境,包括反硝化、铁还原、硫酸盐还原、混合电子受体和天然地下水环境下四氯乙烯的脱氯性能。结果表明,铁还原环境的四氯乙烯脱氯效果最好,天然地下水环境次之,四氯乙烯的去除率分别达到91.34%和84.71%,四氯乙烯很快转化为三氯乙烯,并可以进一步转化为二氯乙烯,四氯乙烯的降解符合准一级反应动力学方程。在反硝化、硫酸盐还原、混合电子受体环境,四氯乙烯的去除以挥发为主,降解只占很小的比例,且最终的降解产物只有三氯乙烯。地下水中三价铁的存在,对于四氯乙烯脱氯起促进作用;而当地下水中硝酸盐和硫酸盐的浓度较高时,四氯乙烯脱氯受到抑制。
关键词: 地下水, 四氯乙烯, 生物降解, 共代谢
联合脱氮法用于硝酸盐污染地下水修复的机理研究
黄国鑫, 高云鹤, Howard Fallowfield, Huade Guan, 刘菲
地下水硝酸盐已经成为了世界性环境和健康问题。目前针对硝酸盐的化学还原脱氮、自养脱氮、异养脱氮等单一脱氮方法研究较多;联合脱氮体系包括化学还原、自养脱氮和异养脱氮三种脱氮途径,综合了单一脱氮法的优点,但研究甚少。本研究通过静态批试验,采用零价铁、甲醇和混合菌液研究了联合脱氮法的脱氮能力、脱氮产物、脱氮途径及脱氮机理。结果表明,5 d后单一的零价铁化学还原、自养脱氮和异养脱氮的去除率分别为5.79%、14.30%和63.03%;而联合脱氮的去除率接近100%,去除效果显著优于单一的化学还原脱氮、自养脱氮或异养脱氮。在联合脱氮法体系中,零价铁化学还原、自养脱氮未引起亚硝酸盐积累,而异养脱氮造成了亚硝酸盐积累;化学还原、自养脱氮和异养脱氮引起的铵盐增量均<0.6 mg/L,绝大部分硝酸盐未被还原成铵盐,进而省去了后续除铵工艺;零价铁化学还原、自养脱氮、异氧脱氮三者发生协同作用,表现于在厌氧环境下,零价铁发生腐蚀,产生阴极氢和二价铁,为自养脱氮菌提供了电子供体,从而促进了自养脱氮;异养脱氮不仅占主导地位,而且还会产生CO2,CO2被自养脱氮菌作为无机碳源加以利用,从而提高了体系中自养脱氮能力。这种协同作用表现为联合脱氮法的去除率增加,而在单一的异养脱氮或自养脱氮体系中则无法形成这一良性过程。实验表明联合脱氮法是一种潜在的有效可行的地下水原位修复方法。
关键词: 零价铁化学还原, 自养脱氮, 异养脱氮, 联合脱氮, 硝酸盐污染, 地下水修复
利用扫描电镜技术研究纳米Ni-Fe对四氯化碳快速脱氯的机理
黄园英, 王倩, 韩子金, 刘菲
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.03.015
纳米铁具有高的比表面积和高反应活性, 能快速将氯代烯烃还原成无毒氯离子、乙烯和乙烷, 但对于氯代烷烃的脱氯仍能产生大量的氯代中间或最终产物, 可以通过合成制得纳米双金属提高脱氯速率和减少氯代中间产物。本文利用扫描电镜测得实验室制备的纳米Ni-Fe(2%, 质量分数)颗粒直径为20~60 nm, 通过批实验方式对纳米Ni-Fe降解四氯化碳的反应动力学性质、产物、持久性能和反应机理进行了探讨。结果表明, 纳米Ni-Fe体系主要最终产物为42% CH4和17% CH2Cl2。与铸铁屑和纳米铁相比, 纳米Ni-Fe由于催化脱氯加氢, 显著提高了氯代烃脱氯速率, 同时降低了有毒氯代产物的产量, 且Ni作为催化剂不会进入水体引起二次污染。纳米Ni-Fe颗粒在空气中具有很好的稳定性, 虽然降解四氯化碳的最终产物CH4与纳米Pd-Fe相比少13%, 但由于价格便宜, 有望在工程上应用于氯代有机化合物水土污染治理。
关键词: 扫描电镜, 纳米Ni-Fe, 四氯化碳, 脱氯机理

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