土壤中Fe(II)/Cu(II)相互作用过程及铜老化效应研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41001136
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0709.基础土壤学
  • 结题年份:
    2013
  • 批准年份:
    2010
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

土壤铜的老化效应已被广泛研究,但其老化过程机制尚不清楚。依据华南土壤铁的生物地球化学过程强烈发生的特点,在前期研究的基础上,我们提出Fe(II)/Cu(II)相互作用是土壤铜老化的关键过程,以及铜老化过程主要受铁循环过程所控制。本项目以土壤中铁/铜相互作用过程为核心,铜老化固定效应为对象,主要研究模拟体系中铁/铜相互作用的非生物机制与生物化学机制,阐明均相与多相体系中亚铁、铁还原菌等在铜形态转化及其老化过程中的角色与功能。在此基础上,研究红壤与水稻土中铜的老化效应,阐明土壤理化和生化性质与铁/铜相互作用及其铜老化效应的关系,揭示土壤体系中铁/铜相互作用及其铜老化过程的土壤生物化学机制。可丰富华南土壤中铁循环与重金属循环转化的相互关系研究,为土壤多组分相互作用研究提供重要参考。

结项摘要

铜既是植物生长发育的必需微量元素又是需要控制的土壤重金属元素之一。铜在土壤中的化学价态与形态、生物有效性、毒性及迁移性等特征涉及一系列的氧化还原反应,尤与土壤中铁元素的氧化还原过程密切相关。我们以土壤中Fe(II)/Cu(II)相互作用过程为核心,土壤铜老化固定效应为研究对象,主要研究了铁还原菌作用下土壤体系中Fe(II)/Cu(II)相互作用及铜老化过程的生物化学机制。主要创新性进展包括:(1)证明了吸附态Fe(II)物种是界面邻硝基苯酚(2-NP)还原转化的活性物种。发现吸附态Fe(II)物种的还原电位与矿物界面特征、反应pH条件密切相关,其氧化峰电位(Ep)高低与2-NP还原转化速率值(k)呈显著负相关线性关系。(2)阐明了模拟界面体系中(TiO2/高岭土/α-FeOOH)Fe(II)/Cu(II)相互作用及其对2-NP还原转化影响的化学机制。发现Fe(II)/Cu(II)相互作用影响活性Fe(II)物种的Ep,低浓度的铜能够促使活性Fe(II)物种的Ep负移,促进污染物的k,反之亦然。同时,发现在α-FeOOH界面体系中Fe(II)/Cu(II)相互作用具有较低的Ep以及较高的吸附铁密度,2-NP相对具有较快的k。(3)阐明了土壤体系中Fe(II)/Cu(II)相互作用下土壤铁还原过程影响五氯酚(PCP)还原转化的生物地球化学机制。发现Fe(II)/Cu(II)发生相互作用能促进PCP的k;随着Fe(II)/Cu(II)相互作用的加剧,铜物种由易提取态逐渐往难提取态转化,证实Fe(II)/Cu(II)相互作用能加速土壤中铜物种的老化速率。(4) 初步阐明了铁还原作用下Fe(II)/Cu(II)相互作用及其铜形态转化的相互作用机制。发现Fe(II)/Cu(II)相互作用不仅促进铜物种老化速率,而且铜物种价态也由氧化态往还原态转变;发现过渡金属铜的加入会抑制铁氧化物还原-溶解-重结晶过程中由低结晶度往高结晶度晶相转变的速率。上述研究为深入开展土壤铁循环与重金属形态转化过程之间的相互作用机理研究提供借鉴,并可拓展至土壤界面重金属形态转化及脱毒研究。今后可深入研究土壤重金属元素与铁生物地球化学循环过程的相互作用关系及机制。项目已经发表SCI论文6篇,7人次参加全国学术会议,并作口头报告5次。协助培养博士研究生1名。

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(5)
专利数量(0)
电化学方法研究Fe(Ⅱ)/Cu(Ⅱ)相互作用下TiO_2界面邻硝基苯酚的还原转化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
    第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陶亮;李芳柏
  • 通讯作者:
    李芳柏
Effects of dissolved organic matter on adsorbed Fe(II) reactivity for the reduction of 2-nitrophenol in TiO2 suspensions.
溶解有机物对 TiO2 悬浮液中 2-硝基苯酚还原吸附 Fe(II) 反应性的影响。
  • DOI:
    10.1016/j.chemosphere.2013.04.053
  • 发表时间:
    2013-09
  • 期刊:
    Chemosphere
  • 影响因子:
    8.8
  • 作者:
    Zhu, Zhenke;Tao, Liang;Li, Fangbai
  • 通讯作者:
    Li, Fangbai
Electrochemical evidence of Fe(II)/Cu(II) interaction on titanium oxide for 2-nitrophenol reductive transformation
二氧化钛上 Fe(II)/Cu(II) 相互作用用于 2-硝基苯酚还原转化的电化学证据
  • DOI:
    10.1016/j.clay.2011.05.020
  • 发表时间:
    2012-08
  • 期刊:
    Applied Clay Science
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Tao, Liang;Li, Fangbai
  • 通讯作者:
    Li, Fangbai

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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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    --
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  • 通讯作者:
    周健

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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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