基于被动采样技术的砷有效性和界面过程研究:进展与展望

全球诸多区域均发现由于人类活动或者地质因素造成的砷污染问题,严重威胁区域生态安全和人体健康。对大尺度下砷风险有效控制,需要准确评价砷在不同介质间的界面行为。砷的迁移转化受到化学和微生物调控,从而在土水和根际等典型环境界面上,具有在毫微米尺度下形态变化剧烈的特点。传统的以破坏性取样加实验室分析为主的主动采样技术难以胜任对界面过程的研究。近年来,以薄膜扩散梯度(DGT)、薄膜扩散平衡(DET)、原位反复孔隙水采样(IPI)和平衡式孔隙水采样(Peeper)为代表的新兴被动采样技术在土壤环境界面过程研究中显示出了巨大优势。上述被动采样技术已用于原位检测水体或土壤间隙水中砷的总量和形态特征及其一维分布信息。其中,DGT测定的土壤中砷浓度与植物体内砷含量的相关性较好,可用于砷的植物有效性评估。利用上述被动采样器研究水-土-生界面处砷的二维时空分布特征,是近几年的一个重要趋势。DGT可用于表征砷在土-水界面和植物根际的二维亚毫米高分辨分布特征,在砷空间分布研究上具有巨大优势。而IPI可低扰动反复采样,是少数可用于砷形态动态分布研究的工具。以上研究从微观尺度阐述砷的生物地球化学行为。最后对今后的研究方向进行了展望。     

土壤采样器采样性能试验研究

农田土壤样品的快速获取及分析对科学施肥具有重要意义。土壤采样器是农田土壤采样的重要设备,获取和松放土壤的能力是评价其采样性能的重要指标。本文通过试验,从土壤样品长度和土壤松放后残余土壤质量两个方面分析自行设计的5种土壤采样器的采样能力,指出了1号土壤采样器设计综合采样性能较好。      

不同结构鸡舍气载镰孢菌浓度的定量分析

采用Andersen生物采样器和曝皿法同步采集6座不同结构鸡舍的空气镰孢菌Fusarium样本,定量分析封闭式和半封闭式鸡舍中可吸入和可沉降气载镰孢菌浓度。对108份Anderson和曝皿样本分析结果表明,青年鸡舍、雏鸡舍和蛋鸡舍的可吸入镰孢菌浓度分别为(2.24±0.09)×103CFU/m3、(3.34±0.02)×103CFU/m3和(3.43±0.04)×103CFU/m3,而曝皿法测定的可沉降镰孢菌浓度结果依次为(1.32±0.09)×104CFU/m3、(1.34±0.12)×104CFU/m3和(1.32±0.19)×104CFU/m3。封闭式鸡舍可吸入镰孢菌的分布高峰在Andersen生物采样器的D级(3.0~6.0μm),而半封闭式鸡舍的峰值分布高峰在C级(2.0~3.5μm)。半封闭和封闭式鸡舍的可吸入镰孢菌浓度差异显著(P0.05)。首次报道了不同结构鸡舍环境气载镰孢菌的发生特点,为建立禽类真菌病的预警体系提供了参考。     

渠道运行离散模型及最优控制

当采用计算机在线控制时,控制器由微处理机软件来实现,必须将渠道连续时间系统模型离散化。在渠道连续时间系统模型的基础上,综合考虑水力学和控制学的要求,采用适当的采样器和保持器,推导出渠道离散时间系统模型。将最优控制理论应用到渠道离散系统运行管理中设计出最优控制器,通过模拟仿真,验证所建立的渠道运行控制理论和设计方法是可行的。     

大气采样器采样流量对室内环境甲醛检测结果影响研究

甲醛是造成装修后室内环境污染的元凶之一,且释放周期较长,一旦超标,则会使人们长期处于甲醛的危害当中,引起一系列的疾病。因此,检测室内环境中的甲醛成为装修后检验室内环境是否安全的一种重要手段。研究发现：在检测甲醛过程中,在相同温度、大气压和采样体积条件下,不同采样流量,所采集到的甲醛吸光光度值和甲醛浓度值不同。流量较低或者流量太高都会导致所测得的甲醛浓度偏低,以酚试剂分光光度法测甲醛为例,当选择采样流量为500 mL/min时,测得的甲醛浓度值最高,越接近房间内甲醛含量的真实情况,当选择采样流量较低时或者较高时都会引起甲醛与酚试剂反应不充分而发生逃逸的情况。     

南极磷虾胃含物分析进展及其在食性研究中的应用

南极磷虾(Euphausia superba Dana)丰富的生物量和所处食物网中的重要地位使之成为南极生态系统中的关键物种, 其生态作用和摄食活动越来越受到重视。南极磷虾是典型的植食性浮游动物, 同时也具有一定的杂食性, 其摄食对象会因所在海域优势浮游植物种类不同而有所差异, 有着作为浮游植物自然采样器的潜力。有关南极磷虾胃含物研究已有较长的历史, 但研究内容存在着显著的时空异质性, 研究区域极为零散, 且环南极分布不均。随着食性研究领域新兴方法的应用, 胃含物分析因方法费时、劳动密集, 且需高水平的专业知识和经验, 近年来缺乏及时且必要的研究。但作为一种检验南极磷虾短期内摄食的直接手段, 将胃含物分析这种传统的食性研究方法与脂质生物标记物、稳定同位素、聚合酶链反应(PCR)等新兴方法相结合, 可以突破单种方法的局限性, 并为后续开展相关研究提供更为准确且全面的摄食生态学信息。本研究从南极磷虾胃含物研究现状、研究方法与应用、胃含物主要组成及季节、海区、个体差异等方面进行总结和归纳, 并进一步探讨了南极磷虾作为南大洋浮游植物采集器的潜力, 为之后研究南极海洋生态系统营养动力学提供科学依据。