上海大学学报(自然科学版)

吴明红, 王扶琳, 杨雪霞, 史茗歌, 徐刚

2016, 22(2): 105-113. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.02.004

摘要 ( 997 )

PDF (1539KB) ( 387 )

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选取了上海地区5家污水处理厂以及黄浦江流域11处采样点的水样作为研究对象,采用固相微萃取(solid phase micro-extraction, SPME)气相色谱-质谱联用的方法测定了水样中邻苯二甲酸酯(phthalate esters, PAEs)的含量. 结果表明, 邻苯二甲酸二异丁酯(diisobutyl phthalate, DIBP)、邻苯二甲酸丁苄酯(benzyl butyl phthalate, BBP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(di(2-ethylhexyl) phthalate, DEHP)对PAEs 浓度的贡献很大, 是上海地区黄浦江流域中主要的PAEs 污染物, 其中DIBP 对污水处理厂进水中PAEs 的浓度贡献远大于其他PAEs, 而出水中PAEs 的浓度大大降低, 远低于进水中的浓度. 5 家污水处理厂的PAEs 平均去除率均超过了70%. 黄浦江流域水样中的PAEs 浓度变化范围为18.071~346.662 μg/L, 且PAEs 在黄浦江上游农业区的浓度远低于在中下游工商业区的浓度. 对污水处理厂出水排放和黄浦江流域水样中的PAEs 浓度进行了相关性分析, 结果表明二者没有明显的相关性, 黄浦江水污染的具体来源还需要进一步的研究.

环境持久性自由基的研究进展

阮秀秀, 孙万雪, 程玲, 钱光人

2016, 22(2): 114-121. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.01.002

摘要 ( 1782 )

PDF (1104KB) ( 1147 )

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环境持久性自由基(environmental persistent free radicals, EPFRs)是一类新型的环境风险物质, 能在大气环境中持久存在, 并具有顺磁稳定性. 主要概述了EPFRs的特征、形成机理以及影响EPFRs 形成的各种因素, 总结了EPFRs 的环境持久性和毒性对人体健康的危害, 并介绍了EPFRs 的潜在环境应用, 以及利用EPFRs 激活某些化合物产生活性氧对有机污染物进行降解等.

淀山湖表层水、沉积物和鱼体中有机氯农药的时空变化及人体暴露风险

张晓岚, 顾越, 李晓静, 余应新

2016, 22(2): 122-130. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.01.005

摘要 ( 641 )

PDF (3325KB) ( 299 )

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有机氯农药(organochlorine pesticides, OCPs)是一类持久性有机污染物, 研究它们在城市近郊湖泊的污染状况, 有助于更好地了解其对湖泊水环境的影响. 研究了上海近郊淀山湖表层水、沉积物和鱼体中的OCPs污染状况及人体暴露的健康风险. 结果表明, 六六六(hexachlorocyclohexanes, HCHs)和滴滴涕(dichlorodiphenyltrichloroethanes, DDTs)分别是表层水和沉积物中的主要OCPs 污染物, OCPs 在淀山湖野生鱼体中也有检出. 淀山湖中HCHs 和DDTs 的来源主要是历史残留. 沉积物中的OCPs 浓度相对比较稳定, 但表层水中的浓度随采样时间有一定变化, 即丰水期浓度高于枯水期. 淀山湖进水区域的污染程度普遍高于出水区域. 考察了饮食摄入(食鱼和饮水)、呼吸和皮肤渗透(游泳) 3 种途径对人体暴露量的影响, 发现饮食摄入是DDTs和HCHs的主要暴露源. 淀山湖水环境已受到OCPs的影响, 但污染水平不高且不会产生健康风险.

上海中心城区道路灰尘中氯代多环芳烃的时空分布特征

吴明红1, 王玉洁1, 刘文龙1, 唐量1, KANNAN Kurunthachalam2, OHURA Takeshi3, 马静1

2016, 22(2): 131-140. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.01.001

摘要 ( 805 )

PDF (4231KB) ( 341 )

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选取了上海中心城区的道路灰尘作为研究对象, 运用气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry, GC/MS)联用技术对道路灰尘中20种氯代多环芳烃(chlorinated polycyclic aromatic hydrocarbons, ClPAHs)进行了检测, 分析了道路灰尘中ClPAHs的时空分布特征和毒性当量(toxic equivalent quantity, TEQ)等. 结果表明, 11种ClPAHs的检出率均大于50%, 说明ClPAHs在上海中心城区道路灰尘中普遍存在. 研究区域内的ClPAHs浓度呈现出明显的季节特征, 即冬季>夏季, 冬季∑ClPAHs浓度最高为24.9 ng/g干重. 在空间分布上, 交通枢纽区浓度最高(冬季为21.2 ng/g干重, 夏季为10.7 ng/g干重), 建筑施工区、商业区次之, 近绿地区最低. 在道路灰尘中最主要的两个组分是6-ClBaP和7-ClBaA. ClPAHs在冬季和夏季的TEQ范围分别为0.01~4.81和0.01~1.78 ng-TEQ/g干重, 其中
7-ClBaA在ClPAHs总毒性当量中的贡献最大.

贵屿表层土壤中多溴联苯醚的水平与儿童健康风险

娄素芳1, 王欣欣1, 姜子岸1, 陆少游2, 余应新1

2016, 22(2): 141-150. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.01.007

摘要 ( 853 )

PDF (5331KB) ( 307 )

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在广东省贵屿镇采集了12个地点的表层土壤样品, 测定了其中14种多溴联苯醚(polybrominated diphenyl ethers, PBDEs)同系物的含量. 结果表明: 该地区已受到了PBDEs 的污染, PBDEs 浓度在76.5～13 354.0 ng/g干重之间, 远高于国内外其他地区. BDE209 为最主要的同系物, 其次为BDE47, BDE99 和BDE183, 说明该地区污染主要源于十溴工业品, 其次为五溴和八溴工业品. 通过总日摄入量和日吸收量来评估儿童通过土壤暴露PBDEs 的量, 并采用非致癌危险商数(hazard quotient, HQ)对其带来的风险进行评估. 结果表明: 通过皮肤接触和口服暴露的PBDEs 的平均日摄入量分别为31.1～5 430.0 和7.7～1 335.0 ng,皮肤接触摄入是其暴露人体的主要途径; 若考虑到吸收率, 则平均日摄入量降到0.3～54.3 和1.3～184.0 ng, 口服摄入是其主要暴露途径. 在两种情况下, HQ 值均小于1, 表明土壤中的PBDEs 并不会给当地儿童带来显著的非致癌健康风险.

上海某化工区土壤重金属污染情况的调查与评价

李寅寅1,2, 何池全1

2016, 22(2): 151-158. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.01.020

摘要 ( 713 )

PDF (2935KB) ( 327 )

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以上海某化工区周边土壤为研究对象, 研究了土壤重金属污染特征, 对土壤样品中Ag, As, Be, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Se, Sb, Tl, Zn 和Hg 共13 种金属的空间分异结构进行了分析, 并利用单因子指数法和内梅罗综合指数法评价了土壤重金属的污染程度. 结果表明, 土壤样品中Ag, As, Be, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Se, Sb, Tl, Zn和Hg的平均含量分别为0.10, 10.20, 2.50, 0.60, 93.00, 78.00, 33.80, 14.90, 1.00, 3.45, 0.40, 124.00, 0.19 mg/kg. 以展览会用地A 级标准为评价标准, 土壤样品中Cu, Zn, Cd 的超标率较高, 分别占样品总数的12.20%, 8.16% 和8.16%; Cr, Ni, Sb, Hg的超标率在4.08%~6.12% 之间. 采用立体分层方式采集样品, 分析结果表明, 表层和中层土壤受到的金属污染比较严重, 但随着采样深度的增加, 土壤重金属浓度有不断降低的趋势. 对土壤重金属元素间的相关性进行了研究, 表明重金属污染来源具有同源性, 或者区域土壤中存在复合污染.

大气中二羰基化合物及其生成的二次有机气溶胶

周欢, 冯艳丽, 姜知明, 仇奕沁, 张文盛

2016, 22(2): 159-171. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.01.012

摘要 ( 823 )

PDF (4886KB) ( 418 )

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二次有机气溶胶(secondary organic aerosol, SOA)对大气灰霾的贡献是当前大气化学研究的热点. 二羰基化合物(乙二醛和甲基乙二醛)是大气光化学反应的中间产物, 可以通过多种途径形成SOA, 对SOA的形成和总量增加有重要的贡献. 大气中二羰基化合物主要来源于生物源(如异戊二烯)和人为源(如乙炔)等挥发性有机物的氧化. 二羰基化合物可通过气粒分配(可逆过程)形成SOA, 也可被云、雾或水相气溶胶吸收, 发生水合、聚合、氧化等反应,生成的低挥发性产物留在颗粒相中生成SOA(不可逆过程). 目前常用的二羰基化合物检测方法是利用衍生化试剂与二羰基化合物反应生成衍生物, 经溶剂洗脱后再用气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry, GC/MS)仪进行分析.

PM_2.5 中二次有机气溶胶的组成及其对有机碳的贡献

鞠法帅, 王鑫彤, 韩德文, 汪午

2016, 22(2): 172-180. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.01.021

摘要 ( 824 )

PDF (7106KB) ( 394 )

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运用气相色谱/质谱(gas chromatography-mass spectrometry, GC/MS)对浙江一中学夏季PM_2.5 样品进行了分析, 研究了各二次有机气溶胶(secondary organic aerosol, SOA)示踪物的浓度水平及SOA 形成的影响因素, 并利用示踪物产率法分析了二次有机碳(secondary organic carbon, SOC)对有机碳(organic carbon, OC)的贡献. 结果表明: 异戊二烯SOA 示踪物在总SOA 示踪物浓度中所占比重较大, 达到31.3%～52.2%, 其中2-甲基甘油酸是主要的异戊二烯SOA 示踪物; 而 -蒎烯SOA 示踪物所占比重最小, 仅占总SOA 示踪物浓度的16.4%～35.8%. 甲苯SOA 示踪物的浓度范围为6.49～12.60 ng/m³, 高于上海宝山和中国香港地区, 低于北京和广州地区. 甲苯SOC 对OC 的贡献率为11.5%～17.7%, 是SOC 的重要组成部分, 表明人为源排放是当地大气污染的重要来源. 另外, 各示踪物浓度以及总SOC 浓度都与O₃ 浓度呈显著正相关, 表明O₃ 对SOC 的形成具有重要影响.

1-硝基芘和苯并[a] 芘对人肺上皮A549 细胞的联合细胞毒性

尚羽, 周倩, 蒋玉婷

2016, 22(2): 181-187. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.01.008

摘要 ( 978 )

PDF (1581KB) ( 277 )

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1-硝基芘(1-nitropyrene, 1-NP)是柴油车尾气中检测浓度最高的硝基多环芳烃. 以1-NP 为主体, 人肺上皮A549 细胞为研究对象, 探讨了1-NP 和苯并[a] 芘(benzo(a)pyrene, B[a]p)的联合细胞毒性及其对DNA 的损伤. 联合染毒实验结果表明: 当B[a]p 和1-NP 同时作用于A549 细胞时, B[a]p 能明显减弱由1-NP 造成的细胞增殖抑制和细胞内活性氧簇(reactive oxygen species, ROS)水平升高, 但对DNA 的损伤与1-NP 单独染毒组相近；利用B[a]p 预染毒A549 细胞24 h, 能明显减弱由1-NP 造成的细胞增殖抑制和ROS 水平升高, 但对DNA 的损伤加剧. 以上结果说明, 1-NP 和B[a]p 联合作用可能是通过抑制ROS 的生成来降低对细胞增殖的抑制, 但所造成的对DNA 损伤的加剧可能是通过其他的作用途径.

一株联苯基质筛选菌的生理及多氯联苯降解特性

胡星, 杜丽婷, 王斐, 白晓庆, 刘雪岚, 杨阳

2016, 22(2): 188-196. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.01.003

摘要 ( 633 )

PDF (13385KB) ( 228 )

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以联苯为唯一的碳源和能源, 从未被多氯联苯(polychlorinated biphenyls, PCBs)污染的土壤中筛选、分离出一株生长状况良好的菌株SYC01. 分子生物学、生理鉴定结果表明: SYC01 为革兰氏阴性、杆状、有鞭毛、能进行趋利避害运动的菌株, 属于假单胞菌属; 重金属对SYC01 的生长多为不利影响, 且影响排序为Cu²⁺>> Cd ³⁺/Cr³⁺/Pb²⁺ >Fe³⁺; SYC01 对PCB77 和PCB52 的去除以生物降解为主, 降解率分别为34%和68%, 是一株能降解高氯代PCBs、高抗毒、降解谱宽的高效降解菌, 有原位修复PCBs 污染土壤的应用潜力.

上海城市垃圾分类减量绿色账户制度的成效与优化建议

吴健忠, 周旭捷, 严小芳, 王斐, 白晓庆, 李永萍, 王宇华, 周吉峙

2016, 22(2): 197-202. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.01.009

摘要 ( 985 )

PDF (1145KB) ( 457 )

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绿色账户制度是上海市促进垃圾分类减量的主要措施. 通过居委访谈、文献检索两种方法了解上海市垃圾分类现状, 调研了绿色账户的实施成效. 针对居民垃圾分类主动性不高和推广资金压力大这两个问题, 提出通过调整保洁员的补贴方式, 强化积分与垃圾分类的关联, 促进绿色账户的平台化建设, 逐步建立居民积分与服务消费关联的可持续驱动力, 力求突破现有绿色账户制度政府资源投入需求增大的发展瓶颈, 有力推进上海市垃圾分类减量政策的实施.

壳聚糖稳定纳米零价铁对土壤中Cr(Ⅵ)的去除

严丽君1,2, 刘茉莉1, 胡雪峰1

2016, 22(2): 203-210. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.01.011

摘要 ( 551 )

PDF (6662KB) ( 601 )

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研究了壳聚糖稳定纳米零价铁对土壤中Cr(Ⅵ) 的去除效果. 实验结果表明: 去除效率随零价铁投加量的增加而增大, 最大去除效率达95.9%, 是100目铁屑去除效率的6倍; 土壤pH值和土壤中Cr(Ⅵ)的初始含量与去除效率成反比; 零价铁对土壤中Cr(Ⅵ)的去除是吸附作用与还原作用共同发生的结果; 纳米零价铁对Cr(Ⅵ)的还原过程符合伪一级反应动力学,其表观速率常数kobs为0.016/min.

利用电导率法研究聚环氧琥珀酸的阻垢性能

朱水平, 曹丽亚, 殷甜甜, 王超群, 刘晓艳

2016, 22(2): 211-217. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.01.006

摘要 ( 867 )

PDF (1088KB) ( 294 )

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随着“绿色化学”的发展, 防腐阻垢剂也逐步趋向环境友好型. 通过电导率法探讨了不同温度及浓度下聚环氧琥珀酸(polyepoxysuccinic acid, PESA)的阻碳酸钙垢、碳酸钡垢和硫酸钡垢的性能. 结果表明: PESA的阻垢性能良好, 且随着浓度的增加, 其阻碳酸钙垢和硫酸钡垢的性能也不断增强; PESA阻碳酸钡垢的性能随其浓度的增加先增强后减弱, 并在40 mg/L时达到峰值; 随着温度的升高, PESA阻碳酸钙垢的性能逐渐减弱, 而阻碳酸钡垢和硫酸钡垢的性能逐渐增强. 实验结果证明, PESA是一种优良的阻垢剂, 适用于在一般温度下阻碳酸钙、硫酸钙及硫酸钡型的垢. 此外, 电导率法具有操作简便、快捷的特点, 适用于针对以上几种垢的阻垢性能研究.

层状Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂的制备及其催化CO₂加氢合成甲醇的性能

肖硕1,2, 高鹏2, 杨海艳2, 夏林2, 张建明2, 陈志文1, 王慧2

2016, 22(2): 218-230. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.05.019

摘要 ( 495 )

PDF (15329KB) ( 259 )

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以尿素为沉淀剂, 采用均相沉淀法成功制备了层状Cu/Zn/Al 水滑石化合物. 将前驱体材料经焙烧、还原后得到Cu/ZnO/Al₂O₃ 催化剂, 并将其用于CO₂ 加氢合成甲醇反应. 采用X 射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、热重(thermogravimetric, TG)分析、扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)、X射线荧光(X-ray fluorescence, XRF)分析、N₂吸附、H₂ 程序升温还原(H₂-temperature program reduction, H₂-TPR)、氧化亚氮(N₂O)反应吸附、CO₂程序升温脱附(CO₂temperature program desorption, CO₂-TPD)技术对所制备的样品进行表征. 结果表明, 相对于传统共沉淀法, 以尿素作为沉淀剂, 通过均相沉淀法所制备的前驱体的结晶度更高、催化剂比表面积更大、金属Cu 的分散度更好. 另外, 采用回流处理可以获得更好的效果. 活性评估结果表明, O₂转化率随金属Cu 比表面积的增大而增加, 而甲醇选择性则与催化剂表面碱性位的分布有关. 因此, 采用尿素回流处理均相沉淀法制备的Cu/ZnO/Al₂O₃催化剂的甲醇收率最高.

平面型CdZnTe探测器电荷收集效率对能谱测量的影响

李杨1, 罗文芸1, 贾晓斌1, 张家磊1, 王林军2

2016, 22(2): 231-237. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2016.01.004

摘要 ( 689 )

PDF (7551KB) ( 405 )

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采用蒙特卡洛程序Geant4构建平面型CdZnTe探测器, 模拟²⁴¹Am(59.5 keV)与¹³⁷Cs(662 keV)两种不同能量射线从阴极面垂直入射探测器. 通过在Geant4 中添加Hecht 方程来计算探测器不同位置处的电荷收集效率. 根据模拟输出的能谱, 结合能量沉积分布、电子-空穴对分布及其相互作用类型, 在考虑电荷收集效率的情况下, 研究了探测器能谱测量的变化.结果发现, 在考虑电荷收集效率后, 能谱向低能部分偏移, 偏移程度与最大电荷收集效率紧密相关.

镍掺杂SnO₂纳米微球锂离子电池负极材料的制备及其性能

苗纯杰, 胡志翔, 任兰兰, 郜子明, 董敬余, 李琦, 罗志刚, 陈志文

2016, 22(2): 239-244. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.05.020

摘要 ( 578 )

PDF (11228KB) ( 291 )

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利用简单的一步水热法制备高性能的镍掺杂SnO₂ 纳米微球锂离子电池负极材料. 利用扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)、高分辨率透射电镜(high resolution transmission electron microscope, HRTEM)、拉曼分析仪、X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)仪以及电化学性能测试仪器(如蓝电测试系统、电化学工作站)分别研究了镍掺杂对SnO₂ 微观形貌、组成、结晶行为及电化学性能的影响, 并得到了最佳反应时间. 实验结果表明：与纯SnO₂相比, 镍掺杂SnO₂ 纳米微球表现出了更好的倍率性能和优异的循环性能. 特别地, 反应时间为12 h 的5 % 镍掺杂SnO₂ 在100 mA/g 电流密度下的首次放电比容量为1 970.3 mA·h/g,远高于SnO₂的理论容量782 mA·h/g. 这是因为镍掺杂可适应庞大的体积膨胀, 避免了纳米粒子的团聚, 因此其电化学性能得到了显著改善.

渝东和渝东南地区页岩的储层特征及孔隙结构

朱阳升1,2, 宋学行2, 郭印同3, 徐峰3, 孙楠楠2, 魏伟2,4, 陈志文1

2016, 22(2): 246-260. doi:10.3969/j.issn.1007-2861.2015.05.021

摘要 ( 738 )

PDF (29905KB) ( 232 )

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以重庆地区下志留统龙马溪组及下侏罗统自流井组页岩为研究对象, 采用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)技术、气体吸附法(N₂吸附, CO₂吸附)、场发射扫描电镜(field emission-scanning electron microscope, FE-SEM)、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectrascopy, XPS)和岩石单轴压缩实验等手段从页岩的元素组成、矿物组成、储集空间类型以及岩石力学性质等方面对研究区的页岩储层特征进行了综合研究. 结果表明: 研究区页岩的脆性指数高, 具有较高的弹性模量和较低的泊松比, 有利于人工压裂改造; 页岩中的石英含量超过45%, 黏土矿物含量为24.4%~32.5%; 页岩的矿物成分以绿泥石、伊利石、高岭石为主,还含有长石、方解石、白云石、黄铁矿和块磷铝矿等; 页岩的孔隙类型主要包括粒间孔、粒内孔、有机质孔隙和微裂缝; 微孔隙度在5%左右, 主孔区位于0~20 nm, 以介孔为主; 页岩的孔隙度、BET比表面积、孔体积等与总有机碳(total organic carbon, TOC)含量、黏土含量呈正线性相关, 与脆性矿物含量呈负相关.

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