岸滤系统中极性PPCPs的转化行为及产物识别

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51778608
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    齐维晓
  • 依托单位：
    清华大学
  • 学科分类：
    E1007.环境污染治理与修复
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

The occurrence of PPCPs and their derivatives are ubiquitous in water environment. Some polar PPCPs could transfer to groundwater and even drinking water sources passing through bank filtration (BF). So far, the transformation and fate of PPCPs, identification of transformation products (TPs), and the influencing factors are still not thoroughly understood. In this project, we mainly focus on the chemical and biological transformation mechanism of PPCPs and identification of TPs during BF. First, we would develop the analysis method for PPCPs and TPs in water. According to field sampling and lab simulation, the distribution characteristic of PPCPs and their TPs in BF and the heterogeneous reaction mechanism of PPCPs and production of TPs on water-soil/sediment interface would be studied. The influencing factors including redox conditions, dissolved organic matters, non-homogeneous porous medium, etc., on PPCPs transformation would be also investigated so as to find the key controlling ones. Mass balance of PPCPs and their TPs during BF would be elucidated in order to supplying scientific foundation for groundwater quality safety and security.
PPCPs及其衍生物在水环境中普遍存在，部分极性PPCPs可通过岸滤系统迁移到地下水甚至饮用水源中，但目前对其转化行为、产物识别及影响要素等认识不够。本项目以揭示岸滤系统中典型极性PPCPs的化学和生物协同转化/去除机制、识别转化产物为主要目标，在建立母体及转化产物分析方法的基础上，联合现场采样和室内实验模拟研究手段，阐明岸滤系统中PPCPs及其转化产物的主要形态和组成特征，研究水-沉积物/土界面母体PPCPs反应及其产物生成的非均相反应动力学机制，明确岸滤系统中氧化还原条件、溶解性有机质、河床非均质多孔介质等多因素对污染物去除/转化的影响，提出主控要素，建立PPCPs及其转化产物在岸滤系统中的质量平衡关系，为地下水水质安全保障提供科学基础。

结项摘要

PPCPs及其衍生物在水环境中普遍存在，部分极性PPCPs可通过岸滤系统迁移到地下水甚至饮用水源中，但目前对其转化行为、产物识别及影响要素等认识不够。本项目识别了岸滤系统中抗生素磺胺甲恶唑和卡马西平的转化产物，明确了水-土界面磺胺甲恶唑反应及其脱氨基、硝基化产物生产的非均相反应动力学机制，探析了DOM、共存污染物和环境因子对该过程的影响，初步建立了磺胺甲恶唑与其产物的质量平衡关系。研究发现，岸滤系统中主要存在的PPCPs包含磺胺类抗生素、四环素类抗生素、卡马西平、氟康唑等母体，以及卡马西平的2种衍生物。兼氧或者厌氧条件下，抗生素在岸滤的水土界面反应复杂，硝酸根浓度、土壤类型、DOM组成、共存污染物等皆会促进PPCPs衍生物的生成速率。长期运行的MAR工程中，抗生素的去除率为50-90%，需要注意的是，磺胺类等抗生素的去除率并没有随深度增加而增加，甚至在地下水中的浓度高于地表水，可能具有更高的环境风险。水化学因素和抗生素均与微生物物种存在显著相关性，比如红霉素、依诺沙星等抗生素；MAR长期运行可能导致体系内产生抗性基因，受MAR影响部分地下水中抗生素与微生物物种的联系变弱。以上研究结果发表论文6篇，其中SCI论文3篇。项目研究结果对于掌握岸滤系统去除PPCPs等典型微量污染物的效能、影响因素及机理提供了科学支撑，为更好的应用岸滤系统处理饮用水、再生水的地下水储存过程中的水质安全和地下水生态安全提供了保障。

项目成果

期刊论文数量（7）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
基于同位素示踪和分子生物学技术对潮白河沉积物中氮还原功能特征的研究
  • DOI：
    10.13671/j.hjkxxb.2021.0193
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    环境科学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    彭强;关傲梅;齐维晓;曲久辉
  • 通讯作者：
    曲久辉
岸滤系统中磺胺甲恶唑、咖啡因和卡马西平的厌氧转化模拟研究
  • DOI：
    10.13671/j.hjkxxb.2018.0140
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    环境科学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    莫小妤;齐维晓;李静
  • 通讯作者：
    李静
Hyporheic zone geochemistry of a multi-aquifer system used for managed aquifer recharge in Beijing, China
中国北京用于管理含水层补给的多含水层系统的潜流带地球化学
  • DOI：
    10.1016/j.apgeochem.2021.105032
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Applied Geochemistry
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Li Siling;Bian Rui;Li Binghua;Huang Junxiong;Qi Weixiao;Liu Huijuan
  • 通讯作者：
    Liu Huijuan
锰氧化菌Pseudomonas sp.QJX-1对氧四环素的去除作用与机制
  • DOI：
    10.13671/j.hjkxxb.2021.0179
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    环境科学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张星星;李司令;齐维晓;柏耀辉;周丹丹;刘会娟
  • 通讯作者：
    刘会娟
Response of ammonia oxidation activities to water-level fluctuations in riparian zones in a column experiment
柱实验中氨氧化活性对河岸带水位波动的响应
  • DOI：
    10.1016/j.chemosphere.2020.128702
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Chemosphere
  • 影响因子：
    8.8
  • 作者：
    Li S;Gang D;Zhao S;Qi W;Liu H.
  • 通讯作者：
    Liu H.

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其他文献

多环芳烃及其衍生物在北京典型污水处理厂中的存在及去除
  • DOI：
    10.13227/j.hjkx.2016.04.033
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    环境科学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    乔梦;齐维晓;赵旭;刘会娟;曲久辉
  • 通讯作者：
    曲久辉
高碑店湖表层水中雌激素的分布及其光降解影响因素研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    生态毒理学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    张帅;王京刚;马晶晶;齐维晓
  • 通讯作者：
    齐维晓

其他文献

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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

        graph TD
          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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