薄膜扩散梯度（DGT）技术在环境微界面物质运移过程研究中的应用

土壤、沉积物、水体和生物体之间的接触和作用形成了多种环境微界面。这些环境微界面是物质迁移转化的重要场所,而高度时空异质性的界面特征使得对其中化学反应信息的捕捉变得极其复杂且困难。薄膜梯度扩散(DGT)技术以其原位测量元素生物有效态和高空间分辨率等优势,适用于研究化学异质性的界面过程。本文系统总结了DGT技术在环境微界面的物质运移过程研究中的应用现状,包括以下3方面内容:一是一维物质浓度测定;二是二维化学分布成像;三是与薄膜扩散平衡技术(DET)、平衡式孔隙水采样器(Peeper)和平面光极(PO)等技术联用同步获取多种溶质分布信息。现有研究证据表明,DGT适合在亚毫米(几十至几百微米)至毫米尺度研究环境微界面营养盐和污染物运移的生物地球化学过程,并可与其他化学成像技术结合研究物质跨界面运移的驱动因子和动力学特征。最后,在DGT技术发展与应用场景扩展等方面提出了几点展望。     

基于健康安全的棕地再开发决策模型构建及模拟研究——以广东省F市为例

为提高棕地再开发决策的科学性与安全性，以“建设用地准入机制”和“土壤环境质量标准”等为指导思想和标准依据，结合环境、经济、社会和地块特征等因素，构建棕地再开发决策指标体系及决策模型，运用模糊综合法对目标地块拟开发方向进行决策模拟。以广东省F市土壤环境质量调查和土地利用规划数据为基础，结合“三旧改造”规划方案，测算土壤污染程度，采用ArcGIS进行可视化安全评估，对目标地块再开发方向进行决策模拟，并以变动权重组合进行验证。结果表明： 37%的棕地再开发方向需要修正，在各影响因子中，环境因素权重最大，地块特征其次，社会和经济因素最小。研究表明，模拟决策模型确定的土地分级分类风险管控措施对棕地再开发决策具有较好的指导作用。     

土壤中毒死蜱及主要代谢产物的降解与生态风险

为探讨施用农药毒死蜱后土壤中毒死蜱及其主要降解产物3，5，6-三氯吡啶-2-酚（TCP）污染分布特征，评估农田土壤环境中毒死蜱及TCP的环境风险，以玉米、小麦和大豆3种作物农田为研究对象，开展旱地农田田间试验。通过对施用后不同时间农田土壤中毒死蜱浓度检测发现，土壤中毒死蜱均在前期消解较快，后期逐渐变缓。小麦、大豆、玉米种植土壤中毒死蜱的半衰期为7.86~24.84 d（均小于30 d），消解速率常数为0.027 9~0.088 2 d^-1。前期均表现为0~5 cm土壤中毒死蜱残留量最大，15~20 cm土壤中毒死蜱残留量最小，即随着深度的增加土壤中毒死蜱的残留量逐渐降低；随着时间的延长，0~10 cm土壤中毒死蜱残留量逐渐减少，10~20 cm土壤中毒死蜱残留量逐渐增加。TCP比母体毒死蜱更容易迁移，对环境的污染风险较高。随着毒死蜱施用剂量的增加，小麦、大豆、玉米3种作物种植土壤中毒死蜱及TCP的短期和长期生态风险均增大。超推荐剂量施用毒死蜱导致毒死蜱及TCP产生较高的短期和长期生态风险，TCP生态风险在3种作物农田中均达到了高风险等级。     

禽蛋中氟苯尼考及其代谢产物氟苯尼考胺同时检测的 超高效液相色谱-荧光检测法的建立

建立超高效液相色谱-荧光检测法(UPLC-FLD)同时检测禽蛋中氟苯尼考及其代谢产物氟苯尼考胺残留。样品经过加速溶剂萃取提取、净化,乙腈饱和的正己烷去脂,设定激发波长和发射波长分别为233 nm和284 nm,经UPLC-FLD检测分析。FF和FFA添加浓度为定量限(LOQs)、0.5、1.0和2.0倍的最高残留限量(MRL)时,FF的平均回收率为83.1%～96.1%,相对标准偏差(RSD)均低于3.9%;FFA的平均回收率为84.6%～97.4%,RSD均低于3.4%。FF在禽蛋中检测限(LODs)为4.7～4.9μg·kg~(-1)(S/N≥3),LOQs为10.5～11.7μg·kg~(-1)(S/N≥10);FFA在禽蛋中LODs为1.8～1.9μg·kg~(-1),LOQs为4.3～4.7μg·kg~(-1)。此方法快速、准确、灵敏度高,适用于批量检测禽蛋中氟苯尼考及其代谢产物氟苯尼考胺残留。     

鱼体回转式分级机自动控制设计与试验

鱼体分级筛选是一种有效避免种内竞争、提高鱼体存活率的方法,但由于国内缺乏先进设备,生产中大多以人工作业为主。针对人工操作存在劳动强度大、鱼体损伤等问题,研制了一种以S7-200 SMART系列PLC(programmable logic controller)为处理器、结合多步进电机和触摸屏界面开发的鱼体分级自动控制系统。该系统采用变频调速技术,实现对转速可调的功能;采用限宽调节技术,实现对鱼体大小自动调节功能。运用STEP 7-Micro/WIN SMART编程软件完成控制程序的编写,借助SIMATIC WinCC flexible 2008完成触摸屏界面开发,运用以太网通信完成触摸屏界面对多步进电机的运动控制,实现限宽调节功能。性能测试表明,在额定电压(380 V)下,主回转电机运行速度可在0～50 Hz范围内调速,限宽可调范围为0～40 mm,可将4种不同大小的鱼进行分级。在设定宽度下,鱼体的准确率在±90.0%。该控制系统性能可靠,适合在渔业养殖中推广。     

利用非靶向代谢组学方法研究龙胆泻肝汤治疗急性肝损伤的机制

以龙胆草、黄芩、山栀子、生地黄、泽泻、车前子、当归、木通、柴胡和甘草组成的龙胆泻肝汤为试材,采用气相色谱-质谱技术,并结合代谢组学的方法研究龙胆泻肝汤对大鼠急性肝损伤(ALI)的治疗作用及机制。结果表明,龙胆泻肝汤有明显的治疗ALI的作用,其机制与影响丙酮酸、肌氨酸、延胡索酸、琥珀酸、L-别苏氨酸、4-羟基脯氨酸、柠檬酸和吲哚乳酸8个具有特征性的内源性生物标志物有关,这些标志物属于三羧酸循环,甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢,乙醛酸和二羧酸代谢,丙酮酸代谢和糖酵解或糖异生5个代谢途径。龙胆泻肝汤能改善ALI大鼠的症状,调节ALI大鼠代谢通路异常,具有明显的保肝作用。     

基于地统计分析的老旧工业园农田区域地下水重金属空间分布及风险评价

以四川省什邡市某老旧工业园周边农田区域地下水环境为研究对象,结合地统计分析方法,对该区域地下水重金属空间分布进行调查,并评价潜在生态风险。结果表明,研究区域地下水总体表现为以Zn、Cu为主的多种重金属富集,Cr与Cu空间分异较大,受外界干扰比较显著,Cr与Cu、Cu与Pb的相关系数分别达到0.693、0.629(P0.01),表明其污染源可能相同;地下水中各项重金属单因子指数表现为NiPbMnZnCuCr,据单项潜在生态污染指数计算结果,Cu具有中度潜在生态风险,此外,6种重金属综合潜在生态风险指数(RI)均值为97.27,属轻度污染,且占比达到总调查区域的96.2%。总体而言,该老旧工业园对周边农田区域浅层地下水产生了轻度的生态风险。     

余甘子多酚微波-热水浸提工艺的优化及其pH稳定性

以余甘子鲜果为原料,采用微波-热水浸提法提取余甘子多酚,通过单因素与正交试验优化最佳提取工艺,同时探究pH对提取液中多酚稳定性的影响。结果表明,余甘子多酚的最佳提取工艺为:微波功率640 W处理3 min,料液比1∶20(质量体积比),浸提温度50℃,浸提时间6 min,与传统的热水浸提相比,总酚提取量、黄酮提取量、DPPH自由基清除能力及FRAP铁还原能力分别提高了50.26%、21.41%、38.36%、18.38%。相关性分析结果表明,余甘子提取液中总酚、黄酮含量与DPPH自由基清除能力、FRAP铁还原能力之间有显著相关性(P0.05)。pH稳定性研究结果表明,随着pH的增加,余甘子提取液中总酚含量、FRAP铁还原能力和DPPH自由基清除能力均先升高后降低,而黄酮含量在不同pH下差异不显著(P0.05)。HPLC分析结果表明,不同酚类物质在不同的pH条件下稳定性不同,大多在酸性或弱酸性条件下较稳定。     

广东省主要红树林植物DNA条形码评价

为评估DNA条形码对鉴定红树林植物的通用性和有效性,在广东红树林分布区域共计采集红树林植物16科22属23种,共144个样品,并进行DNA条形码测序。结果表明:选择的rbcL、matK和trnH-psbA 3个DNA片段的PCR扩增成功率分别为100%、80.29%±8.49%、99.38%±1.25%。测序成果率最高为rbcL 100%,trnH-psbA次之94.57%±5.06%,matK最低75.04%±6.26%。表明rbcL和trnH-psbA片段在红树林群落中都具有较好的通用性。应用BLAST和NJ Tree两种方法计算红树植物的物种识别率。BLAST结果表明,单片段中trnH-psbA的物种识别率最高,为84.48%±12.09%,rbcL次之,matK最低。NJ Tree分析显示单片段中rbcL的物种识别率最高,为66.65%±17.35%;trnH-psbA片段次之,matK片段最低。两张分析方法都显示多个片段组合使用时,rbcL或trnH-psbA是提高物种平均识别率的主要片段。利用单片段rbcL即可获得平均节点支持率最高的红树植物系统发育树,且能准确区分不同树种。trnH-psbA片段可以识别rbcL片段不能识别的物种,可以作为补充片段。综合比较,推荐rbcL、trnH-psbA作为红树林植物DNA条形码片段。     

保障中俄东线天然气管道长期安全运行的若干技术思考

针对中俄东线天然气管道的实际服役状况,分析了土壤运动(冻胀与解冻沉降)对管道结构完整性的影响以及基于管体结构-土壤弹簧模型在确定管-土交互作用方面的局限性,即非线性、大应变与多轴加载评估的保守性、土壤本构模拟与真实状况的偏离,建议发展新型多模块耦合集成技术确定土壤运动产生的机械效应。明确了X80高强管线钢在服役条件下发生应变时效及其导致管线钢(尤其是焊缝区)材料韧性和止裂能力的降低,建议使用时效活化能与等效时效时间模拟、评估管线钢在漫长服役过程中发生应变时效的敏感性,并建立相应的理论基础。此外,详细分析3种常见的管道缺陷(机械损伤、腐蚀缺陷、裂纹)对管道完整性影响的评估技术现状。针对高压、大口径、高强钢天然气管道(特别是焊接金属与热影响区)在地质不稳定地区的材料韧性、裂纹扩展以及止裂能力开展实验与评价技术,建立精确的多物理场协同作用下的管道缺陷评估模型,是当前的国际性技术难题,这些问题的解决将有力保障中俄东线天然气管道以及相关油气管道的长期安全运行。