地下水中无机砷污染赋存形态的电化学分析

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基本信息

  • 批准号：
    21377131
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    80.0万
  • 负责人：
    陈星
  • 依托单位：
    中国科学院合肥物质科学研究院
  • 学科分类：
    B0602.环境分析化学
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

Arsenic contamination in groundwater is a world-wide environmental problem. Identification of inorganic arsenic speciation in groundwater is one of the most challenging environmental issues. This project is based on the interdisciplinary study of environmental chemistry and electrochemical analytical chemistry. A gold ultramicro electrochemical electrode system has been designed and fabricated for qualitative and quantitative analysis of the two typical inorganic arsenic species (As (III) and As (V)) in the typical high arsenic groundwater at Togtoh, Inner Mongolia, China. Based on systematical research of the electrochemical behavior of the different species of inorganic arsenic in the typical high arsenic groundwater, this project devotes to achieve the following scientific goals: Firstly, elucidating the conversion process between the different forms of inorganic arsenic; Secondly, intensive understanding the mass diffusion and charge transfer process of different forms of inorganic arsenic on the gold ultramicro electrochemical electrode; Thirdly, revealing mechanism of the electrochemical behavior of inorganic arsenic with the interference of typical inorganic ions, and natural organic matter coexisting in the high arsenic groundwater. In sum, this project would provide theoretical and technical supports for developing the rapid, and on site analytical method for identification of inorganic arsenic speciation in the groundwater with high arsenic contamination.
地下水砷污染是世界性的环境问题，确定地下水中无机砷污染的赋存形态是环境研究中非常具有挑战性的研究领域之一。本项目将运用环境化学与电分析化学学科交叉，以内蒙古自治区呼和浩特市托克托县典型的高砷污染的地下水为研究对象，构筑超微金丝电化学电极体系对其中As(III)与As(V)两种典型的无机形态砷进行定性与定量分析。通过系统地研究典型高砷地下水中不同形态无机砷污染的电化学行为，致力于阐明不同形态无机砷之间的转换过程，明确超微金丝电化学电极上高砷地下水中共存的典型无机离子、天然有机物对不同形态无机砷污染的传质扩散与电荷转移过程的影响规律，从而为发展快速、现场高砷地下水中无机砷污染赋存形态分析手段提供理论基础和技术支撑。

结项摘要

地下水砷污染是世界性的环境问题，确定地下水中无机砷污染的赋存形态是环境研究中非常具有挑战性的研究领域之一。本项目主要构筑了针对地下水中无机形态砷的金丝微电极及纳米结构材料修饰电极体系，发展了针对实际地下水环境中无机形态砷的金丝微电极电化学定性与定量分析方法。首先，采用红外光谱、X射线光电子能谱分析以及同步辐射X射线吸收光谱等手段揭示了地下水中共存的无机离子和有机物质对砷电化学行为的影响规律，建立了实际地下水分析过程中常见干扰的消除方法；其次，发展了基于金属氧化物、金属氧化物/贵金属等纳米结构材料修饰电极实现在中性或近中性条件下对无机形态砷的电化学分析，拓宽了无机形态砷电化学分析方法的应用条件；此外，还发展了多种针对水环境中持久性有机污染物和其他重金属污染物的检测新方法。这些研究成果为水环境中无机形态砷等有毒污染物的分析提供了重要的理论参考与技术支撑。相关成果相关在Analytical Chemistry，Journal of Hazardous Materials, Sensors and Actuators B: Chemical等国际SCI期刊发表相关论文12篇，并获得2014年度中国分析测试协会科学技术奖二等奖，培养博士研究生3名，硕士研究生1名。

项目成果

期刊论文数量（12）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Reliable electrochemical sensing arsenic(III) in nearly groundwater pH based on efficient adsorption and excellent electrocatalytic ability of AuNPs/CeO2-ZrO2 nanocomposite
基于AuNPs/CeO2-ZrO2纳米复合材料的高效吸附和优异的电催化能力，在近地下水pH值中可靠地电化学检测砷(III)
  • DOI：
    10.1016/j.snb.2017.07.204
  • 发表时间：
    2018-02
  • 期刊：
    Sensors and Actuators B-Chemical
  • 影响因子：
    8.4
  • 作者：
    Yang Meng;Li Pei-Hua;Xu Wei-Hong;Wei Yan;Li Li-Na;Huang Yu-Ying;Sun Yu-Feng;Chen Xing;Liu Jin-Huai;Huang Xing-Jiu
  • 通讯作者：
    Huang Xing-Jiu
Ultrasensitive and Ultraselective impedimetric Detection of Cr(VI) Using Crown Ethers as High-Affinity Targeting Receptors
使用冠醚作为高亲和力靶向受体对 Cr(VI) 进行超灵敏和超选择性阻抗检测
  • DOI：
    10.1021/ac504449v
  • 发表时间：
    2015-02-03
  • 期刊：
    ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Wei, Juan;Guo, Zheng;Huang, Xing-Jiu
  • 通讯作者：
    Huang, Xing-Jiu
Electrochemical determination of arsenic(III) with ultra-high anti-interference performance using Au-Cu bimetallic nanoparticles
Au-Cu双金属纳米颗粒电化学测定超高抗干扰砷(III)
  • DOI：
    10.1016/j.snb.2016.03.009
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Sensors and Actuators B-Chemical
  • 影响因子：
    8.4
  • 作者：
    Yang Meng;Guo Zheng;Li Li-Na;Huang Yu-Ying;Liu Jin-Huai;Zhou Qi;Chen Xing;Huang Xing-Jiu
  • 通讯作者：
    Huang Xing-Jiu
Role of Fe(III) in preventing humic interference during As(III) detection on gold electrode: Spectroscopic and voltammetric evidence
Fe(III) 在金电极 As(III) 检测过程中防止腐殖质干扰的作用：光谱和伏安证据
  • DOI：
    10.1016/j.jhazmat.2013.12.054
  • 发表时间：
    2014-02-28
  • 期刊：
    JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS
  • 影响因子：
    13.6
  • 作者：
    Liu, Zhong-Gang;Chen, Xing;Huang, Xing-Jiu
  • 通讯作者：
    Huang, Xing-Jiu
Electrochemical Detection of Trace Arsenic(III) by Nanocomposite of Nanorod-Like alpha-MnO2 Decorated with similar to 5 nm Au Nanoparticles: Considering the Change of Arsenic Speciation
类似 5 nm Au 纳米颗粒修饰的类纳米棒 α-MnO2 纳米复合材料电化学检测痕量砷（III）：考虑砷形态的变化
  • DOI：
    10.1021/acs.analchem.6b02629
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    Analytical Chemistry
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Yang Meng;Chen Xing;Jiang Tian-Jia;Guo Zheng;Liu Jin-Huai;Huang Xing-Jiu
  • 通讯作者：
    Huang Xing-Jiu

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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

        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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