天然小分子有机酸和吲哚类物质诱导聚氯乙烯微塑料光还原脱氯的研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21906079
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0602.环境分析化学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Microplastics have raised wide concerns on their environmental transformation and behavior due to their increasing ecological risk. Polyvinyl chloride (PVC) is one of the largest productions, and its residual has become one major component of microplastics in the environments. Photochemical dechlorination in air is a well recognized ageing and degradation route for PVC polymers. However, limited information is available on the photochemical transformation process of PVC in aqueous systems. Low-molecular-weight organic acids (LMWOA, e.g., formic and oxalic acid) and indole/indole derivatives, widely distributed in natural waters, can be photolyzed into reductive carbon dioxide anion radical and hydrated electron, respectively, which exhibit great potential to accomplish photo-reductive dechlorination and interfacial erosion of PVC microplastics, thus accelerating the ageing and degradation procedure. In the present project, comprehensive investigation will be conducted for the photochemical degradation of PVC microplastics in the presence of LMWOA or indole/indole derivatives. This project aims to discover the relationship between dechlorination results and different LMWOA or indole/indole derivatives; to clarify the photochemical degradation and interfacial erosion process of PVC microplastics in the presence of LMWOA or indole/indole derivatives via multiple in situ characterization techniques; to reveal the effect of water chemistry on dechlorination by mediating water quality factors; to assess the sorption capacity of pristine and aged PVC microplastics for polar and nonpolar organic contaminants.
微塑料引发的生态风险日益增加,其环境转化和环境行为备受关注。聚氯乙烯(PVC)是目前产量最大的塑料之一,也是环境中常见微塑料的重要组分。PVC在空气中主要通过光化学脱氯过程发生老化降解,但在天然水体中的光化学过程尚不明确。天然水体中广泛存在着小分子有机酸和吲哚类物质,它们分别可在光照下产生强还原性的二氧化碳阴离子自由基和水合电子,极有可能引起PVC微塑料的光还原脱氯和界面侵蚀,进而加速其老化降解进程。基于此,本项目拟系统研究小分子有机酸和吲哚类物质存在下PVC微塑料在水溶液中的光化学降解过程,揭示不同小分子有机酸和吲哚类物质对PVC微塑料脱氯的作用规律;通过多种在线监测光谱技术,原位呈现小分子有机酸和吲哚类物质对PVC微塑料的脱氯机制和界面侵蚀过程;阐明环境因子对还原脱氯的复合影响;评估光解前后PVC微塑料对极性和非极性有机污染物的吸附载带能力。

结项摘要

实施期间,紧密围绕项目研究目标和任务,在(1)小分子有机酸和吲哚类物质诱导PVC微塑料光解脱氯的机理;(2)建立小分子有机酸或吲哚类物质与PVC微塑料的界面反应过程原位光谱监测技术;(3)揭示小分子有机酸和吲哚类物质对聚氯乙烯微塑料光解老化环境行为的影响。. 项目完成了考核指标主要包括:(1)阐明了微塑料尺寸、小分子有机酸/吲哚类物质结构、以及水质因子对小分子有机酸和吲哚类物质诱导PVC微塑料光解脱氯过程影响以及内在关联性;(2)建立了聚氯乙烯微塑料光解老化过程原位单颗粒红外和拉曼光谱表征技术,并探明了微塑料界面反应过程;(3)揭示了聚氯乙烯微塑料光老化行为对其环境行为的影响。综上所述,理论成果方面:阐明了小分子有机酸及其铁基络合物光生二氧化碳阴离子自由基诱导PVC微塑料光还原脱氯的机理及所发生的界面过程;阐明了吲哚及其衍生物光生水合电子诱导PVC微塑料光还原脱氯的机理及所发生的界面过程。. 目前,以第一/通讯作者共发表论文13篇,其中,SCI论文7篇,中文核心6篇。包括Water Research(3篇)、Chemical Engineering Journal(1篇)、Chemosphere(2篇)、Journal of Environmental Sciences(1篇)、环境化学(6篇);授权国家发明专利1项,实用新型专利1项。培养博士生3名,硕士生3名。

项目成果

期刊论文数量(11)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
常见微塑料的自然光解老化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    环境化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周崇胜;范铭煜;丁云浩;谷成;王超
  • 通讯作者:
    王超
聚氯乙烯微塑料的原位光解老化及其对土壤微生物群落的影响
  • DOI:
    10.7524/j.issn.0254-6108.2021070704
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    环境化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    梁思嘉;徐舒霞;白利华;陈希汝;顾馨悦;史孝霞;王超;谷成
  • 通讯作者:
    谷成
Enhanced alteration of poly(vinyl chloride) microplastics by hydrated electrons derived from indole-3-acetic acid assisted by a common cationic surfactant
在常见阳离子表面活性剂的辅助下,吲哚-3-乙酸衍生的水合电子增强了聚氯乙烯微塑料的改变
  • DOI:
    10.1016/j.watres.2020.116797
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Water Research
  • 影响因子:
    12.8
  • 作者:
    Sijia Liang;Shuxia Xu;Chao Wang;Jingyi Ling;Zeyu Xian;Hao Wu;Haoting Tian;Shaoda Zhou;Cheng Gu
  • 通讯作者:
    Cheng Gu
Fe(Ⅲ)-TAML/过氧化物体系催化降解双酚类化合物及其定量结构活性相关性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    环境化学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    徐舒霞;咸泽禹;王超;谷成
  • 通讯作者:
    谷成
Photo-aging of polyvinyl chloride microplastic in the presence of natural organic acids
天然有机酸存在下聚氯乙烯微塑料的光老化
  • DOI:
    10.1016/j.watres.2020.116082
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Water Research
  • 影响因子:
    12.8
  • 作者:
    Wang Chao;Xian Zeyu;Jin Xin;Liang Sijia;Chen Zhanghao;Pan Bo;Wu Bing;Ok Yong Sik;Gu Cheng
  • 通讯作者:
    Gu Cheng

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  • 期刊:
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  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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