典型PPCPs在垃圾填埋体系中的关键归趋过程研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21777188
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    64.0万
  • 负责人：
    卜庆伟
  • 依托单位：
    中国矿业大学（北京）
  • 学科分类：
    B0603.大气污染与控制化学
  • 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

PPCPs could be discarded as municipal solid waste and undergo landfill disposal thereafter, therefore, leachate may become one of the significant emission pathways for PPCPs in the environment. Currently, there is a lack of understanding for the transport and transformation of PPCPs during landfill, especially in a quantitative way. This project aims to develop and validate a mass balance model that describes key processes relating the fate of PPCPs during different landfill stages by (i) quantifying the mass transfer coefficient and determining the sorption behavior of PPCPs on refuses with different landfill ages; (ii) finding out the key factor controlling the sorption mechanism among refuses; (iii) clarifying the influence of e.g. pH, temperature, on the sorption of PPCPs on fresh and aged-refuse; (iv) studying the variation of overall degradation rates with landfill stages; and (v) in particular, exploring the importance of dissolved organic matter to the fate of PPCPs in the landfill system. The results will help understand mechanism controlling leaching behavior of PPCPs and design treatment technology of the leachate containing PPCPs.
PPCPs可随生活垃圾进入填埋体系并通过渗滤液进入环境，当前针对PPCPs在垃圾填埋体系中迁移转化行为及影响因素的报道较少，定量描述其归趋过程的研究则更为缺乏。项目拟选择典型PPCPs为模式化合物，定量研究其在不同填埋阶段垃圾上的吸附特征差异，结合各种现代化微观结构和宏观组成表征手段，系统阐明导致吸附差异的关键因子；研究多因素变化对PPCPs在垃圾填埋体系中吸附行为的影响；采用质量平衡模型建立表征垃圾填埋体系中污染物整体降解速率的新方法，研究不同填埋阶段典型PPCPs降解速率的异同及可能机理；建立被动采样技术用于区分吸附态和溶解态PPCPs，着重研究溶解性有机质对PPCPs在垃圾填埋体系中吸附及降解行为的影响；以真实垃圾填埋场为例建立环境归趋模型并验证上述参数的可靠性，揭示控制PPCPs在垃圾填埋体系中渗滤行为的关键过程。项目为理解PPCPs渗滤行为及处理工艺设计提供理论依据。

结项摘要

以传统封闭型填埋场和生物反应器型填埋场为例，以药品及个人护理品（PPCPs）在填埋过程中的关键环境过程为对象，围绕吸附和降解两大关键环境过程，研究典型药物在垃圾填埋过程中的吸附特性、影响因素及机理，揭示药物厌氧降解的动力学及溶解性有机质（DOM）对其的影响，建立环境归趋模式。主要结果如下：. 研究了陈腐垃圾不同组分对抗生素的吸附。胡敏酸对抗生素的吸附贡献最大。胡敏酸对磺胺类药物的吸附主要以π-π电子供受体作用为主，对大环内酯类药物的吸附以氢键作用和静电作用为主。矿化垃圾吸附四环素符合Freundlich等温模型，吸附量随pH升高呈震荡下跌，K+、Ca2+将导致四环素在矿化垃圾上吸附量略有下降。动态实验表明四环素在矿化垃圾上传质过程为表面扩散。. 研究了38种药物在发酵条件和硫酸盐还原条件下的厌氧降解。发酵条件下，不同药物的降解过程均符合一级降解动力学，降解半衰期具有较大差异，为4-272d。卡马西平具有较长的降解半衰期，在环境中的持久性应予以关注。硫酸盐还原条件下，不同药物的降解过程也符合一级降解动力学。不同药物的降解半衰期分布在13-378d，其中磺胺类药物的降解半衰期长达一年，属于持久性污染物。. DOM对四环素、土霉素、氨苄西林、氯霉素、利福昔明和灰黄霉素的厌氧降解率有明显促进作用，对其他药物的厌氧降解率没有明显的影响。对于难降解的药物特别是磺胺类抗生素，即使添加了DOM模式化合物也无法促使其发生厌氧降解，这说明该过程还与微生物的代谢方式、微生物菌群的结构和化学品的物理化学性质有关。. 研究建立了测定环境中自由溶解态浓度的被动采样技术，满足其对多目标物的同时长期监测的需求。建立了渗滤液中药物浓度估算方法，对于70%以上的药物的估算准确度可控制在1个数量级以内。建立了基于关键环境过程的PPCPs在河流和垃圾填埋体系的多介质归趋模型，并成功用于自然条件下河流中PPCPs降解速率研究。

项目成果

期刊论文数量（13）
专著数量（1）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（0）
专利数量（1）
A new method for identifying persistent, bioaccumulative, and toxic organic pollutants in coking wastewater
一种识别焦化废水中持久性、生物累积性和有毒有机污染物的新方法
  • DOI：
    10.1016/j.psep.2020.07.022
  • 发表时间：
    2020-12
  • 期刊：
    Process Safety and Environmental Protection
  • 影响因子：
    7.8
  • 作者：
    Bu Qingwei;Li Qingshan;Cao Yibo;Cao Hongmei
  • 通讯作者：
    Cao Hongmei
Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Surface Water from Wuhai and Lingwu Sections of the Yellow River: Concentrations, Sources, and Ecological Risk
黄河乌海和灵武段地表水中多环芳烃：浓度、来源和生态风险
  • DOI：
    10.1155/2020/8458257
  • 发表时间：
    2020-02
  • 期刊：
    Journal of Chemistry
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Liu Yun;Bu Qingwei;Cao Hongmei;Zhang H;an;Liu Chuansheng;He Xiaofan;Yun Mengqi
  • 通讯作者：
    Yun Mengqi
吸附法去除水中典型药物及个人护理品的研究进展
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    环境工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    卜庆伟;张鑫;余刚
  • 通讯作者：
    余刚
Polybrominated diphenyl ethers and novel brominated flame retardants in indoor dust of different microenvironments in Beijing, China
北京不同微环境室内粉尘中多溴二苯醚和新型溴化阻燃剂
  • DOI：
    10.1016/j.envint.2018.11.005
  • 发表时间：
    2019-01-01
  • 期刊：
    ENVIRONMENT INTERNATIONAL
  • 影响因子：
    11.8
  • 作者：
    Bu, Qingwei;Wu, Dongkui;Yu, Gang
  • 通讯作者：
    Yu, Gang
Identifying unknown antibiotics with persistent and bioaccumulative properties and ecological risk in river water in Beijing, China
鉴定中国北京河水中具有持久性和生物累积性的未知抗生素及生态风险
  • DOI：
    10.1007/s11356-020-11611-4
  • 发表时间：
    2021-03-01
  • 期刊：
    ENVIRONMENTAL SCIENCE AND POLLUTION RESEARCH
  • 影响因子：
    5.8
  • 作者：
    Bu, Qingwei;Cao, Hongmei;Yu, Gang
  • 通讯作者：
    Yu, Gang

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  • 通讯作者：
    王子健
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  • 作者：
    卜庆伟;李福林;陈学群;林琳
  • 通讯作者：
    林琳

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环境水体中潜在风险药物的筛选方法研究
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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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