虚拟仪器性能测试与物理实验应用研究

对虚拟仪器（Visual instrument,Ⅵ）与较为流行的开发平台LabVIEW的特点进行了介绍,并对虚拟仪器的性能进行了测试与分析.设计了虚拟仪器在“气体放电中等离子体的研究”和“光电效应测普朗克常数”两个近代物理实验中的应用,对实验中存在的问题进行了分析,提出了解决的办法.     

Cu Cr(Ⅵ)复合污染对蚯蚓急性毒性效应的研究

以赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)为研究对象,采用滤纸急性毒性试验法研究了重金属Cr(Ⅵ)、Cu对蚯蚓单一与复合污染的毒性效应。单一毒性试验结果表明,Cr(Ⅵ)、Cu对蚯蚓都具毒性,Cr(Ⅵ)的毒性大于Cu的毒性;Cr(Ⅵ)、Cu48h的半致死浓度分别为94．04mg．kg^-1、176．12mg．kg^-1。复合毒性试验结果表明,低浓度的Cu与Cr(Ⅵ)复合,Cu对Cr(Ⅵ)毒性没有产生明显影响,Cr(Ⅵ)对蚯蚓48h的半致死浓度为94．605mg．kg^-1;中浓度的Cu与Cr(Ⅵ)复合,Cu的存在增强了Cr(Ⅵ)的毒性,且随Cr(Ⅵ)浓度的升高而增强,Cr(Ⅵ)对蚯蚓48h的半致死浓度为76．608mg．kg^-1;高浓度的Cc与Cr(Ⅵ)复合,Cr(Ⅵ)对蚯蚓的毒性也明显增强,但随Cr(Ⅵ)浓度的升高而趋平缓。可见,重金属Cr(Ⅵ)、Cu的复合污染对蚯蚓具有明显的协同作用,而这种协同作用与各污染物的不同浓度组合有关。     

硫酸盐还原菌修复铬(Ⅵ)污染土壤研究

从含铬污水、活性污泥和铬污染土壤中分离出6株硫酸盐还原菌（sulphate—reducing bacteria，简称SRB），并对它们进行了还原C“Ⅵ）能力的验证试验，研究了利用其中2株菌（Wn-1和Ws-2）修复Cr（Ⅵ）污染土壤的效果。结果表明，分离获得的6株SRB都具有还原Cr（V1）能力，综合分析3个不同初始Cr（Ⅵ）浓度的Cr（Ⅵ）转化率，Wn-1和Ws-2的还原Cr（Ⅵ）能力较强，其次为Ws-1和Wn-2，而Tj和Tg较弱，即从电镀厂污水处理厂污水和活性污泥中分离的菌株Cr（Ⅵ）还原能力较强，而从电镀厂附近土壤和基地铬污染土壤中分离的菌株Cr（Ⅵ）还原能力较差；初始Cr（Ⅵ）浓度过高会抑制硫酸盐还原菌的还原能力；菌株Wn-1和Ws-2都能很好地修复Cr（Ⅵ）污染土壤，但它们的混合菌液修复效果更佳，10d后Cr（Ⅵ）的转化率达75．3％；菌株Wn-1和Ws—2经初步鉴定为脱硫弧菌。     

用黄瓜的容积指数估算瓜条的容积与重量

本文研究了黄瓜的容积指数(Ⅵ)与瓜条容积(Ⅴ)、瓜条鲜重(Wf)和瓜条干重(Wd)的关系。用瓜梗和瓜身的长度l_1和l_2,瓜条上4个部位的直径D_1、D_2、D_3和D_4计算瓜条的容积指数(Ⅵ),Ⅵ=l_1D_1~2+l_2(D_2~2+D_3~2+D_4~2)。Ⅵ与Ⅴ之间表现为高度正相关(r=0.976),达1％显著水平。直线回归方程为Ⅴ=222.87Ⅵ。Ⅵ与Wf和Wd的关系分别为:Wf=307.9Ⅵ-50.54Ⅵ~2-10.76,Wd=4.721Ⅵ+0.327Ⅵ~2+1.476。     

N503为载体的支撑液膜体系中W(Ⅵ)的传输

【目的】探求支撑液膜法迁移W(Ⅵ)的最佳条件。【方法】采用多孔聚偏氟乙烯膜-N,N-二(1-甲基庚基)乙酰胺(N503)-煤油支撑液膜体系,研究了W(Ⅵ)的传输行为,考察了膜浸湿时间、搅拌速度、料液相pH、载体体积分数、W(Ⅵ)起始浓度、反应体系温度、离子强度和迁移时间等因素对W(Ⅵ)传输的影响,确定了最佳传输条件,并在此条件下对W(Ⅵ)、Mo(Ⅵ)进行了分离。【结果】多孔聚偏氟乙烯膜-N,N-二(1-甲基庚基)乙酰胺(N503)-煤油支撑液膜体系传输W(Ⅵ)的最佳条件为:膜浸湿时间70 min,搅拌速度为350~400 r/min,料液相pH为4.0~4.5,载体体积分数为25%~30%,水相离子强度为0.3~0.6,反应体系温度为288~308 K,W(Ⅵ)的最佳起始浓度为1.0×10-4~8.0×10-4mol/L,迁移时间为90 min,在此条件下W(Ⅵ)的迁移率可达95%以上。【结论】利用以N503为载体的支撑液膜体系和研究建立的W(Ⅵ)传输条件,可以实现W(Ⅵ)与Mo(Ⅵ)的分离。     

蔺草负载活性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

以表面具有沟槽结构的蔺草为基体,不作粉碎处理,在其表面负载活性炭颗粒,研究其对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能,考察了吸附时间、溶液p H、Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附材料用量等因素对Cr(Ⅵ)吸附率的影响。结果表明,p H对Cr(Ⅵ)吸附率的影响较为明显,当溶液p H小于4.0时,可获得较高的吸附率。负载活性炭大幅度提高了蔺草对Cr(Ⅵ)的吸附性能,当p H为2.0,蔺草用量1.0 g/50 ml,对浓度100 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液25℃下吸附24 h,Cr(Ⅵ)的吸附率可达99%以上。吸附等温线符合Langmuir模型,表明蔺草负载活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附以化学吸附为主。     

芒果皮对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附研究

以芒果皮为原料,研究了芒果皮对Cr(Ⅵ)的吸附特性,探讨了芒果皮的投加量、溶液p H对Cr(Ⅵ)去除率的影响。结果表明,在吸附剂投加量4 g/L、p H 3.3的条件下,芒果皮对50、100和150 mg/L Cr(Ⅵ)溶液去除效果均为最佳;芒果皮对Cr(Ⅵ)吸附符合Henry吸附等温式,准二级动力学方程能很好地对芒果皮吸附Cr(Ⅵ)的试验数据进行拟合。     

草莓镶脉病毒（SVBV）ORF Ⅵ基因的克隆及蛋白特性分析

用CTAB法从感染草莓镶脉病毒(strawberry vein banding virus,SVBV)的草莓叶片中提取总DNA,设计特异性引物扩增SVBV ORF Ⅵ基因的全长片段,进行克隆并测序.序列分析表明SVBV ORF Ⅵ基因完整序列全长1 557bp,编码518个氨基酸.将其与SVBV美国分离物以及花椰菜花叶病毒属其他成员的ORF Ⅵ基因相比较,结果表明SVBV中国分离物ORF Ⅵ基因与SVBV美国分离物ORF Ⅵ基因核苷酸序列相似性最高,达84.5%;而与花椰菜花叶病毒属其他成员的ORF Ⅵ基因序列相似性均较低,仅为23.7%～27.9%.构建SVBV及其同属其他成员ORF Ⅵ基因的系统关系树,结果显示SVBV中国分离物与SVBV美国分离物单独形成1个分支,说明来源于草莓的2个SVBV亲缘关系最近,而与其同属其他成员的亲缘关系均较远.生物信息学分析表明SVBVORF Ⅵ基因表达的P6蛋白序列含有多种蛋白激酶磷酸化位点,其二级结构N端是1个α-螺旋富集区.该研究将为进一步研究P6蛋白的功能提供理论依据.     

胃泌素类似物的合成及初步生物活性的研究

采用液相合成法合成了６个胃泌素类似物，其中两个（Ⅵ、Ⅶ）未见文献报道。改进了合成中的关键中间体──四肽胃泌素（Ⅶ）的合成工艺，由原来的１５步反应，缩短到１０步，使总收率由原来的１５％提高到３５％。新设计的两个类似物，经狗胃灌流实验测定，均具刺激胃酸分泌的活性，提示：这类（Ⅵ、Ⅶ）化合物有可能为治疗胃肠道疾病的药物设计提供一种新的结构类型。     

不同主导晶面赤铁矿对Cr(Ⅵ)吸附与迁移行为的影响

为探究赤铁矿的晶面效应对Cr(Ⅵ)迁移的影响,采用批实验研究了{001}主导晶面的片状纳米赤铁矿(HNPs)与{110}主导晶面的棒状纳米赤铁矿(HNRs)对Cr(Ⅵ)的吸附机制,并通过柱实验考察了不同环境因素(pH、入流浓度、流速和离子强度)对Cr(Ⅵ)在两种赤铁矿修饰石英砂表面的迁移规律。批实验结果表明:HNPs与HNRs对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。HNPs与HNRs对Cr(Ⅵ)的最大吸附量分别为2.97 mg·g~(-1)和4.95 mg·g~(-1)。pH和离子强度增加,HNPs与HNRs对Cr(Ⅵ)的吸附量降低,表明吸附过程同时存在化学吸附和静电吸附机制。柱实验结果表明:pH增大,填充柱表面负电荷增多,减少了对Cr(Ⅵ)的滞留;增加初始浓度能够加快位点占据速度,增大流速导致Cr(Ⅵ)在柱内停留时间减少。离子强度增大,增强了阴离子竞争吸附,促进了HNPs与HNRs上Cr(Ⅵ)的解吸和迁移。相同条件下,由于{001}晶面对Cr(Ⅵ)的吸附点位密度低,导致Cr(Ⅵ)在HNPs中的滞留量小于HNRs。研究表明,赤铁矿不同主导晶面吸附构型的差异显著影响Cr(Ⅵ)吸附与迁移行为。     

渭河中下游铬（Ⅵ）的分布及迁移规律

【目的】研究渭河中下游铬（Ⅵ）的分布及迁移转化规律。【方法】以铬（Ⅵ）含量为测定指标,采用三点三线法,于201103采集渭河中下游陕西段13个水文监测站附近的水样,研究渭河河水中铬（Ⅵ）含量的分布规律;此外,采集了陕西段主要城市排污口污水及代表性断面的底泥,研究污染源及泥沙吸附作用对渭河中下游河水中铬（Ⅵ）含量的影响,并采用一维稳态水质模型模拟了渭河中下游铬（Ⅵ）的沿程迁移规律,对水流自净能力进行了分析。【结果】从上游至下游,渭河中下游陕西段河水中铬（Ⅵ）含量呈先增加后减少的趋势,其中西安段代表断面河水中铬（Ⅵ）含量达到最大,为0.113 mg/L;对渭河中下游陕西段各主要城市排污口污水中铬（Ⅵ）含量进行了测定,结果表明,各排污口污水对河水中铬（Ⅵ）含量有明显影响,其污染明显超过了河流的纳污能力;对虢镇桥-兴平西吴、天江人渡-新丰桥、树园-潼关吊桥3个河段水样和底泥中铬（Ⅵ）含量的测定结果表明,泥沙对降低河水中的铬（Ⅵ）有积极的净化作用。【结论】渭河中下游陕西段大部分河段铬（Ⅵ）含量已超出《地表水环境质量标准》中对Ⅴ类水质的要求,应加强对铬（Ⅵ）污染的治理。     

Cr(Ⅵ)在紫色土中的吸持作用

紫色土中Cr(Ⅵ)的吸持量因土壤基本化学性质不同而存在较大的差异,游离铁及pH是影响最大吸持量的主要因子,“双表面”Langmuir模式最适宜于描述紫色土中Cr(Ⅵ)的吸持作用。酸性紫色土中,由于羟基交换、形成双核络合物等作用,吸持达到平衡的时间较长;中性及石灰性紫色土中,吸持作用在极短时间内即可达到平衡点。酸性紫色土中吸持Cr(Ⅵ)的解吸量及解吸率都比中性紫色土高。酸性紫色土在整个吸持区内都存在专性吸附,中性紫色土在低吸持区以非专性吸附为主,高吸持区伴有专性吸附。     

水稻不同生育期土壤微生物生物量及生物活性对模拟Cr（Ⅵ）污水灌溉的响应

分析了模拟Cr(Ⅵ)污水灌溉对水稻不同生育时期土壤微生物生物量及生物活性的影响,结果表明:(1)微生物生物量碳、生物量氮、基础呼吸作用、脲酶活性以及反硝化活性均与Cr(Ⅵ)灌溉浓度呈显著或极显著的负相关性,过氧化氢酶活性与Cr(Ⅵ)灌溉浓度呈显著或极显著的正相关,氨化作用在低浓度Cr(Ⅵ)(10mg·L-1)污灌下明显增强而在高浓度Cr(Ⅵ)(50mg·L-1)污灌下明显减弱;其中微生物生物量碳、生物量氮、基础呼吸强度以及脲酶活性与Cr(Ⅵ)灌溉浓度负相关性较好且在水稻各生育期均比较稳定,是水稻土Cr(Ⅵ)污染评价灵敏的生物学指标.(2)水稻不同生育时期土壤微生物生物量及生物活性对Cr(Ⅵ)污灌处理的敏感性存在差异,其中微生物生物量碳、生物量氮、反硝化活性、过氧化氢酶以及脲酶活性对Cr(Ⅵ)污灌敏感性总体上表现为生育前期高于生育后期.(3)加Si处理明显缓解Cr(Ⅵ)对土壤生物量碳、生物量氮、基础呼吸强度以及反硝化作用的抑制,但促进了Cr(Ⅵ)对土壤脲酶活力的抑制以及对土壤过氧化氢酶活力的刺激作用.     

土壤、矿物对Cr(Ⅵ)吸附机制的研究

本文研究了土壤、矿物对Cr(Ⅵ)的吸附机制,结果表明:土壤中铝对Cr(Ⅵ)的吸附起着主要作用,土壤、矿物对Cr(Ⅵ)的吸附机制和磷酸根相似,以专性吸附为主,吸附过程中伴随着羟基的释放,溶液中磷酸根、氟离子和硫酸根等阴离子的存在,强烈抑制了土壤、矿物对Cr(Ⅵ)的吸附,而C1~-和NO_3~-的影响较小。     

米糠对水中Cr(Ⅵ)的吸附机理

利用米糠吸附水中Cr(Ⅵ),分别对总Cr、Cr(Ⅵ)浓度和pH进行了定量测定,探讨了米糠对Cr(Ⅵ)吸附机理.结果表明,Cr(Ⅵ)是以HCrO4-形态通过静电吸引作用被吸附,在吸附过程中同时存在氧化还原和离子交换的作用机理.另外,分析了米糠经化学修饰前后的吸附效果和红外光谱,发现经化学修饰后的米糠对Cr(Ⅵ)吸附能力下降,且米糠中的胺基和羧基在吸附过程中起重要作用.     

零价纳米铁批处理水中Cr（Ⅵ）的研究

[目的]研究纳米零价铁（NZVI）对水中Cr（Ⅵ）的脱除效果及影响Cr（Ⅵ）脱除的主要因素。[方法]以Cr（Ⅵ）为研究对象,采用NaBH4液相还原Fe3＋制备纳米级零价铁（NZVI）,分析了0.01、0.03、0.04、0.05、0.07 g的NZVI对初始浓度为10.0、20.0、30.0、50.0、70.0 mg/L,温度分别为15、20、25、30、40℃,pH分别为3、5、7、8、9条件下的Cr（Ⅵ）去除率的影响。[结果]纳米零价铁可在极低投加量下有效去除溶液中Cr（Ⅵ）,在25℃、pH为5、常压、恒温振荡器转速200 r/min、NZVI加入量0.05 g/100 ml的条件下,水体中20 mg/LCr（Ⅵ）的去除率大于90%。[结论]纳米零价铁能快速去除水体中Cr（Ⅵ）,溶液pH,Cr（Ⅵ）初始浓度,温度,投加量等是影响Cr（Ⅵ）脱除的主要因素。     

耐高浓度铬(Ⅵ)细菌的分离筛选和鉴定

[目的]筛选耐高浓度Cr(Ⅵ)的细菌。[方法]以江苏某电镀厂排污口含Cr(Ⅵ)污泥为分离对象,采用选择压力法分离筛选出一批耐Cr(Ⅵ)细菌,测定分离得到的菌株耐不同浓度Cr(Ⅵ)的能力,并对9株高耐Cr(Ⅵ)细菌的分类地位进行了确定。[结果]从Cr污染土壤中筛选出26株能够耐受Cr(Ⅵ)的细菌,其中有9株细菌能够耐受300 mg/L及以上浓度的Cr(VI)。常规生理生化试验和16S rDNA测序结果表明,这9株细菌分别属于下列6个属:Arthrobacter、Bacillus、Ochrobactrum、Microbacterium、Amycolatopsis、Pusillimonas。[结论]这9株细菌在Cr(Ⅵ)污染生境的修复中存在潜在的应用价值。     

蔬菜地土壤对Cr（Ⅵ）的吸附——解吸特征研究

以韶关某蔬菜地土壤为研究对象,研究了反应时间、反应物浓度、pH值、共存离子等因素对Cr(Ⅵ)吸附反应的影响,并在此基础上研究了Cr(Ⅵ)的解吸特征,区分了有机质和氧化铁等组分对Cr(Ⅵ)吸附的贡献。结果表明：在pH值为4.0～6.0的范围内,Cr(Ⅵ)吸附反应48 h可达到平衡。Cr(Ⅵ)吸附百分比随着pH值的上升而下降,且pH值越低,静电吸附方式所占比例越高,这是因为pH值越高,土壤表面负电荷量越多,对Cr(Ⅵ)的静电斥力越强。Cu²⁺的存在可降低土壤表面负电荷量,由此促进Cr(Ⅵ)吸附和提高静电吸附方式所占比例;加入H₂PO₄^-后,土壤表面负电荷量增加,Cr(Ⅵ)吸附受到抑制,但专性吸附方式所占比例有所提高。在所研究的初始浓度范围内,去除有机质、非晶质氧化铁和游离氧化铁后,Cr(Ⅵ)的最大吸附量分别下降24.63、6.40和9.89个百分点。本结论将有助于了解Cr(Ⅵ)在该土壤固、液两相的分配平衡、生物有效性和迁移性,对其污染风险控制可提供一定的理论支撑。     

粮食中微量铬的催化褪色光度法测定

粮食中铬(Ⅵ)含量低微,欲准确测定难度较大。用于粮食中铬(Ⅵ)的测定的经典方法是二苯基碳酰二肼比色法,但此法灵敏度较低,特别是在低气温时难以测准。关于动力催化法测铬已有文献报导,本文选择Cr(Ⅵ)-H_2O_2-甲基红催化体系,用于粮食中铬(Ⅵ)的测定,取得了较满意的测试效果。该法简单、灵敏、可靠,为各种粮食中微量铬(Ⅵ)的测定提供了一个新途径。     

Cd、Cr(Ⅵ)及复合污染对鲫鱼组织脂质过氧化的影响

采用动物实验方法,研究了Cd、Cr(Ⅵ)及其复合污染对鲫鱼组织谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量的影响.结果显示:低剂量的Cd对鲫鱼肝、肾GSH有明显的诱导作用,而高剂量的Cd、Cr(Ⅵ)则使肝、肾组织的GSH含量明显降低;肝、肾 MDA含量在各处理组均高于对照,尤其是高剂量Cd、Cr(Ⅵ)组的肝、肾MDA水平均显著高于对照;Cd、Cr(Ⅵ)复合污染在GSH、MDA水平上表现为协同关系.说明Cd、Cr(Ⅵ)及其复合污染能引起鲫鱼组织脂质过氧化损伤.脂质过氧化作用因组织和重金属离子而异,在肝脏中,脂质过氧化作用顺序为混合重金属离子> Cr(Ⅵ)> Cd;在肾脏中,脂质过氧化作用顺序为Cd > 混合重金属离子> Cr(Ⅵ).