双良环境最新科研动态(2021-01)

2021-01-01 14:35:35 0 双良环境

1.中文标题：在光催化过程中紫外线辐射引起的氧化石墨烯光化学变化

引自：K. Spilarewicz-Stanek^a,*, A. Jakiminska^b , A. Kisielewska^a , M. Dudek^c , I. Piwonski^a. Graphene oxide photochemical transformations induced by UV irradiation during photocatalytic processes. Materials Science in Semiconductor Processing 123 (2021) 105525

图1

目前，在含有TiO₂薄膜体系的工作中，研究了水环境内光催化过程中氧化石墨烯（GO）在紫外辐射下的稳定性和光化学转化性能。在紫外线照射下，观察到GO薄片结构出现了缺陷，并且在存在半导体的情况下薄片劣化加剧。发现UV光源的类型决定了分散在水中的GO薄片的降解程度。使用两种类型的UV光源：荧光灯和氙灯，它们的辐射强度不同（分别为15 mW/cm²和223 mW/cm²），GO薄片中的孔尺寸分别约为2 nm和34 nm。为了评估TiO₂对GO分解的影响，将GO薄片沉积在TiO₂薄膜上，通过测量GO薄片的面积来量化在水中涂有GO的TiO₂薄膜辐照过程中的降解过程。用Xe灯照射120分钟后，GO在TiO₂薄膜的表面覆盖率从51％降低到22％。如果没有光线，则没有任何变化。 SEM，AFM和TEM显微镜以及包括UV-Vis，FT-IR，XPS和拉曼光谱的光谱学研究为结构变化的分析提供了支持。此外，还讨论了有机污染物对GO降解过程的影响，揭示了GO和污染物的降解是竞争性的，并且同时发生。

2.中文标题：氧化锌光催化降解持久性农药的研究进展

引自：Samreen Heena Khan，Bhawana Pathak.ZnO based Photocatalytic Degradation of Persistent Pesticides: A Comprehensive Review.Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management Volume 13, May 2020, 100290.

图2 氧化锌催化剂表面光催化降解机理
农药是各种有机污染物中危害最大的一种，对人类和环境都有很大的威胁。农药被认为是人类接触过的最致命的污染物之一。由于农药在环境中的生物累积性和生物持久性，农药污染已成为人们关注的主要环境问题之一。目前，膜分离法、表面吸附法和生物降解法是常用的农药去除方法，但农药在大气中的分布仍较为突出。通过研究新的治理技术，研究人员试图解决农药污染的致命问题，以克服传统方法的缺点。
光催化降解农药具有完全矿化而不转化为中间体的优点，是一种有效且有发展前景的技术。在大量文献和研究的基础上，发现氧化锌介导的光催化降解农药是最有效的技术。这个过程导致杀虫剂和有毒污染物完全矿化成二氧化碳、水和无毒产品。在光催化研究中，提高半导体光催化剂从紫外光到可见光的光谱灵敏度是科学界面临的主要挑战。在文献综述的基础上，与TiO₂等半导体催化剂相比，ZnO在降解农药及其代谢物方面也具有潜在的应用前景。结果表明，ZnO催化剂的掺杂提高了降解效率，降解效率与pH值、光照、催化剂用量、农药浓度等因素密切相关。值得注意的是，氧化锌在自然光（即阳光）下表现出更好的降解效率，这使其成为中试研究的合适候选材料。由于中试研究的缺点是在整个区域均匀地使用人造光，这使得这种技术在大型项目中不太可行。综合光催化膜过滤也证明有利于农药的完全矿化。因此，ZnO被认为是光催化降解不同农药的有效光催化剂。光催化降解技术作为一种高效、低成本、清洁、绿色的化学基础技术，对中间体的形成、降解途径、生物降解性以及在环境中的持久性等方面的研究具有重要意义。

3. 中文标题：长寿区与邻近非长寿区水质与人类健康风险评价的比较研究
引自：A Comparative Study of Water Quality and Human Health Risk Assessment in Longevity Area and Adjacent Non-Longevity Area.Jiawen Yu, Jinlong Zhou, Aihua Long, et al. International Journal of Environmental Research and Public Health,2019,16(19) 3737
中国新疆长寿区和邻近的非长寿区的气候和水文地质条件相似，两个对照组的居民具有相似的民族组成、饮食和生活方式。本研究探讨长寿区与非长寿区地下水水质的差异是否与两个对照组居民的健康有关。为了定量描述两个控制组的地下水水质及其对人体健康的影响，采用模糊综合评价法（FCEM）对两个控制组的总体水环境进行了比较和评价。此外，采用美国环境保护局（USEPA）推荐的健康风险评估模型，对两个对照组的地下水健康风险进行了评估。结果表明，长寿区和非长寿区水环境总体类型分别为中等质量（Ⅲ级）和极差质量（Ⅴ级）。长寿区水环境中的主要健康风险是由Cl-引起的非致癌风险（HQLLV）。非长寿区水环境的主要健康风险是由Cl-引起的非致癌风险（HQCA）和由As引起的致癌风险（RiskCA）。非长寿区水环境中无机污染物超标造成的总健康风险是长寿区的3.49倍。此外，研究还表明，克里雅河下游水环境污染是农业活动和生活污水共同造成的。长寿区整体水环境比非长寿区更有利于居民健康长寿。

4. 中文标题：二氧化钛在光催化去除水中污染物方面的最新应用

引自：Kannappan Panchamoorthy Gopinath,* , Nagarajan Vikas Madhav, Abhishek Krishnan, Rajagopal Malolan, Goutham Rangarajan. Present applications of titanium dioxide for the photocatalytic removal of pollutants from water: A review . Journal of Environmental Management 270 (2020) 110906

图3

随着现代技术和工业过程的发展，人们越来越多地利用化学品来生产新产品。水体经常受到染料和重金属等传统污染物以及引起各种疾病的微生物的污染。迄今为止，被排除在污水处理过程的设计和评价之外的新化合物的存在也在急剧上升，这些化合物被归类为“新兴污染物”。虽然有些污染物是无害的，但某些新出现的污染物对广泛的生物有机体具有削弱作用。光催化降解由于其有效性和通用性，已成为解决水污染问题的一种越来越受欢迎的方法。本研究的主要目的是彻底审查近年来二氧化钛及其改性形式的光催化材料在治理污染水体中的应用。通过不同的结构修饰，如掺杂和形成复合材料等，来提高光催化剂的性能。本文对这些修改的原则进行了详细的审查和评价，以呈现它们的优点和缺点。TiO₂光催化去除不同污染物的机理已得到重点研究。本文对影响光催化机理的因素以及影响不同TiO₂基光催化剂性能的因素进行了深入的讨论，从而对TiO₂在水污染治理中应用的各个方面进行了全面的阐述。

5. 中文标题：了解人体所需营养和饮用水中必需微量元素对人体健康和自身免疫性疾病风险的影响
引自：Cannas D , Loi E , Serra M , et al. Relevance of Essential Trace Elements in Nutrition and Drinking Water for Human Health and Autoimmune Disease Risk[J]. Nutrients, 2020, 12(7).

图4 矿泉水和供人类饮用的水的阈浓度值

微量元素对动物，特别是人类的生活产生具有双刃剑的影响。一方面，这些元素代表潜在的有毒物质；一方面，它们是支持生长和发育以及提供预防疾病的保护所必需的。某些微量元素和金属特别参与体液和细胞免疫反应，扮演必要酶和抗氧化分子的辅助因子的作用。在人体组织中吸收和积累的量决定了所产生的效应是有益还是有害。由于这些原因，迫切需要重新考虑、协调和更新有关食品和饮用水中微量元素浓度的现行立法法规。这篇综述旨在提供某些微量元素与自身免疫性疾病风险的相关信息，尤其针对1型糖尿病和多发性硬化症的研究。此外，提供了对当前法规和法规差距的概述，以强调这一问题对日常营养和人类健康的重要性。