水中臭氧浓度的检测及三种液体中臭氧的稳定性

为了研究臭氧在水中的衰减行为，采用靛蓝二磺酸钠法和碘化钾法测定水中的臭氧浓度。其中靛蓝二磺酸钠法，在pH值2.0条件下，48 h内空白的吸光度降低了3%，含样品溶液的吸光度降低了40%；在pH值6.8条件下分别降低了1%和2%；在pH值11.9条件下分别降低了83%和52%。该法测定水中臭氧含量的应用条件仍需研究。用碘化钾法测定时发现，蒸馏水中臭氧浓度变化的总体趋势是衰减的，臭氧浓度在曝气停止后大约42 min前后衰减速度不同，在42 min以前衰减较快，之后一直到3h内基本稳定；自来水和营养液中60 min内臭氧浓度变化的总趋势是稳定的，与蒸馏水中表现不同；3种液体中的臭氧浓度的高低顺序是：蒸馏水中(约15 mg/L)>自来水中(约10 mg/L)>营养液中(约3 mg/L)。     

臭氧杀灭循环营养液中三种土传病原菌的试验

为给臭氧应用于循环营养液消毒提供指导,该文研究了营养液中臭氧浓度的上升、衰减,臭氧杀灭营养液中3种植物病原菌所需的残余臭氧浓度、接触时间和残留臭氧对黄瓜根系的伤害。结果表明：高浓度臭氧气体在营养液中形成的臭氧平衡浓度高,达到平衡浓度所需的时间短;低浓度臭氧气体形成的臭氧平衡浓度低,达到平衡浓度需要的时间长。当营养液中残余臭氧浓度为0.6 mg/L,接触时间5 min时,臭氧对10³ cfu/mL浓度黄瓜枯萎病、番茄枯萎病和10⁶ cfu/mL浓度十字花科软腐病3     

苹果汁中棒曲霉素臭氧脱毒设备的设计与应用

为了高效降解苹果汁中棒曲霉素,研制了一套利用臭氧技术降解棒曲霉素的设备。该设备利用臭氧的强氧化性,使其与苹果汁充分接触,从而使苹果汁中的棒曲霉素发生氧化分解。以人工污染的苹果汁为试验材料,研究了该设备的脱毒效果及对果汁主要品质指标的影响。研究结果表明:该臭氧脱毒设备能够有效降解苹果汁中的棒曲霉素,且臭氧浓度和臭氧处理时间均显著影响棒曲霉素的降解效果(P0.05)。在果汁棒曲霉素起始浓度约为201.60μg/L,pH值3.5和可溶性固形物质量分数为15%时,用12 mg/L的臭氧在3 L/min流速下处理15 min,可将棒曲霉素减少到约49.24μg/L,降解率达75.58%,达到世界卫生组织(WHO)和英国软饮料协会(British soft drinks association,BSDA)设定的最大允许限量50μg/L的要求。臭氧处理对果汁可溶性固形物含量、pH值和总酸度无显著影响(P0.05),但对果汁透光率、色值、苹果酸和总酚含量影响较大(P0.05)。该设备具有投资小、脱毒效率高、脱毒成本低、环保无污染、结构简单、易操作、适合各种规模的果汁企业等优势,具有良好的经济效益和社会效益。     

臭氧降解花生中黄曲霉毒素的设备及应用

为了高效降解花生中黄曲霉毒素,研制了一套臭氧降解黄曲霉毒素的设备。以人为污染的花生为试验材料,利用此设备研究了臭氧处理时间及其相对湿度对花生脱毒效果的影响。研究结果表明:臭氧能有效降解花生中的黄曲霉毒素,且臭氧处理时间和相对湿度显著影响其降解效果(P<0.05)。在臭氧浓度89mg/L、流速1L/min、搅拌速度70r/min条件下,黄曲霉毒素的较佳降解工艺为:臭氧相对湿度50%,处理时间30min。在此条件下,花生中黄曲霉毒素B1、B2、G1和G2的含量分别从87.53、21.99、9.71和4.38μg/kg降低到15.23、8.31、2.81和2.11μg/kg,降解率分别为82.6%、62.2%、71.1%和51.8%。研究结果可为花生贮藏和加工企业降低花生中的黄曲霉毒素、确保花生食用安全性提供技术参考。     

臭氧溶解特性及对耐热菌非热杀菌的研究

该文研究了臭氧在水中的溶解衰减特性及对苹果表面耐热菌的杀菌效果；分别采用通气悬液杀菌和不同浓度臭氧水悬液杀菌进行试验，并用苹果作为耐热菌的载体进行了模拟验证；研究结果表明：浓度为31.1 mg/L的臭氧水对耐热菌作用15 min，其杀菌率达99.96%，而且通气杀菌效果好于臭氧水杀菌。     

粤东凤凰山茶区土壤镉赋存形态特征及茶叶有效性

通过对粤东凤凰山茶区12个大型茶园土壤和茶叶进行采样,采用连续提取法将茶园土壤Cd分为可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机束缚态和残渣态,探讨了茶园土壤Cd的5种化学形态组成特征及其与土壤理化性质和茶叶Cd积累的关系。结果表明:(1)茶区土壤中镉的化学形态分布受到土壤pH值和有机质含量的影响,土壤中Cd的5种化学形态分布的规律为:残渣态>碳酸盐结合态>可交换态>铁锰氧化物结合态>有机束缚态;茶区土壤可交换态Cd和残渣态Cd与土壤中的pH值呈极显著负相关性关系,而有机结合态Cd与土壤pH值呈显著正相关关系;有机质含量与氧化物结合态Cd和有机束缚态Cd呈显著正相关关系,而与可交换态Cd和残渣态Cd呈显著负相关关系。(2)茶叶中Cd含量在0.30~0.98mg/kg,平均含量为0.65mg/kg;茶叶中的Cd含量与土壤中可交换态Cd有显著正相关关系,而与土壤pH值呈显著负相关关系。因此,可以通过调节茶园土壤pH值,影响土壤中Cd的化学形态分布,最终达到降低茶叶中Cd含量,提高茶叶品质的目的。     

应用臭氧浓度精准控制熏蒸装置提高树莓贮藏品质

为了明确不同浓度臭氧气体处理对树莓低温贮藏品质的影响,促进臭氧精准控制装置在果蔬采后贮藏保鲜中的应用,采用国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)研制的精准浓度臭氧冷藏熏蒸装置对树莓(品种:海尔特兹Heritage)进行短时臭氧熏蒸处理(4℃,1 h,相对湿度95%),臭氧质量浓度为0.21、0.54、1.07 mg/L,熏蒸后树莓置于0℃冷库中贮藏,定期测试不同浓度臭氧熏蒸处理对树莓采后贮藏品质的影响。结果表明:臭氧精准控制装置能够在较短时间内达到设定浓度,0.21、0.54、1.07 mg/L的臭氧分别在96、168、240 s时达到,并且臭氧浓度控制精准,精度为0.05 mg/L。不同浓度臭氧熏蒸处理均可以显著抑制树莓微生物繁殖(P0.05),1.07 mg/L可使树莓微生物菌落总数降低1.62个数量级。0.21、0.54 mg/L熏蒸处理过的树莓感官品质显著好于对照组(P0.05),能够有效延缓树莓果实维生素C降解,维持可滴定酸、可溶性固形物含量,抑制硬度下降,0.54 mg/L熏蒸处理对树莓的保鲜效果较佳,1.07 mg/L熏蒸处理对树莓表面造成轻微伤害,反而促进树莓贮藏中的腐烂,降低了营养品质,不利于树莓保鲜。精准控制臭氧浓度,对于明确臭氧处理保鲜效果、调控树莓采后贮藏品质方面具有应用潜力。     

近地层臭氧浓度增高对稻米品质的影响: FACE研究

利用稻田开放式空气中臭氧浓度增加(FACE,Free Air gas Concentration Enrichment)平台,以常规粳稻‘武粳15’和杂交粳稻‘陵风优18’为供试材料,设置大气背景臭氧浓度(Ambient)和高臭氧浓度(比Ambient增高21%,模拟21世纪中叶臭氧浓度)两个水平,研究臭氧胁迫对大田生长水稻成熟期稻米加工、外观、蒸煮/食味和营养品质的影响及其种间差异。结果表明,近地层臭氧浓度增高使稻米糙米率、精米率和整精米率均不同程度下降,其中精米率降幅达显著水平。与Ambient相比,臭氧胁迫使两品种稻米垩白米率、垩白大小和垩白度平均分别增加15.0%(P=0.10)、42.0%(P0.05)和60.5%(P0.05)。臭氧胁迫使稻米胶稠度平均降低7.1%(P0.05),但对两品种稻米直链淀粉和糊化温度均无显著影响。稻米RVA谱测定结果显示,臭氧胁迫对稻米最高黏度值、崩解值、冷胶黏度值、消减值和回复值均无显著影响。臭氧胁迫使两品种稻米蛋白质浓度呈增加趋势,但均未达显著水平。方差分析表明,多数情况下,两品种间稻米诸品质性状存在显著差异,但品种与臭氧的互作对所有测定指标均无显著影响,说明两品种稻米品质对臭氧胁迫的响应无明显差异。本试验在开放稻田条件下运行,适度臭氧胁迫使稻米垩白明显增加,胶稠度显著下降,但对其他米质指标影响较小,两品种趋势一致。     

工厂化循环水养殖中臭氧/紫外线反应系统的水处理性能

为增强臭氧在水产应用的安全性,满足工厂化循环水养殖对有机物去除和水体消毒的需要,该文开发O3/UV反应系统。通过试验方法研究该系统臭氧投加溶解区适宜的臭氧投加流量和处理量的关系、紫外辐射剂量配比等工艺参数,及对水质净化效果和水体消毒灭菌效果的影响等。试验结果表明:1)在满足所需水中溶解臭氧浓度的条件下,采用较低臭氧进气流量和较高进水流量有利于提高系统的臭氧溶解率和利用率。该系统在水流量为5 m3/h,臭氧投加量为(8.78±0.60)g/h时可得到水中臭氧溶解质量浓度为1.53 mg/L的臭氧水,臭氧溶解率为82.7%,臭氧利用率为97.7%。2)增加紫外灯的功率和数量均可提高对臭氧的去除率,但增加紫外灯的数量对其性能提升效果更明显。该系统在紫外剂量为1 996 MJ/cm2,对残留臭氧的去除率为83.82%。3)该系统对紫外消光度、总有机碳、水色等指标的去除率相比单独使用臭氧分别提升109.95%、89.77%和51.44%,杀菌率可达97%以上,实现工厂化循环水养殖低臭氧残留条件下的有机物有效去除和消毒杀菌。     

臭氧污染对麦田土壤不同活性有机碳库的影响

近年来大气臭氧危害加剧,臭氧浓度升高影响植物—土壤系统进而影响土壤有机碳库周转。本研究在开放条件下,采用Chan修订的Walkley-Black方法,研究了连续5年增加稻—麦轮作系统大气臭氧浓度(较周围大气高50%)对麦季农田土壤不同活性有机碳库的影响。结果表明,大气臭氧浓度升高致使0~3 cm、10~20 cm土层土壤有机碳含量显著降低,累积导致耕层(0~20 cm)土壤有机碳含量下降18.4%(p0.05)。臭氧浓度升高显著降低了0~3、3~10、10~20 cm 3个土层中的活性有机碳含量;臭氧升高使0~3 cm土层的受保护缓性有机碳含量增加了10.8%(p0.05),并使未受保护缓性有机碳含量降低了59.7%(p0.05);臭氧升高条件下10~20 cm土层的受保护缓性有机碳含量降低了59.6%(p0.05)。臭氧升高对不同活性碳占总有机碳比例的影响受活性碳类型和土壤层次的制约,显著降低了3~10 cm土层活性有机碳所占比例(p0.05),未对耕层各层次上的稳定有机碳含量及其分配产生显著影响。臭氧升高导致土壤中占土壤有机碳比重59.3%~69.8%的活性碳库的库容变小,应是土壤有机碳库下降的直接原因。本研究表明长期大气臭氧浓度增加具有降低土壤有机碳含量并改变不同活性有机碳库分配与周转的态势。     

水稻拔节期根系呼吸对臭氧污染和厌氧—有氧环境变化的响应

依托O3FACE(Free-Air O3 Enrichment)研究平台,研究了大气臭氧(O3)浓度增加对拔节期水稻根系呼吸和生物量积累分配的影响,利用特制集气装置分析了厌氧—有氧条件对根系呼吸的影响。结果表明,O3浓度升高水稻冠层和总生物量略有降低,而根干物重和根/冠比分别显著降低14.7%和10.4%。9∶1和9.5∶0.5的纯N2∶O2配比利于根系呼吸,纯N2或空气、CO2饱和蒸馏水条件不同程度降低了根系呼吸速率;高臭氧处理、对照处理的水稻根系呼吸速率分别在CO2饱和蒸馏水、纯N2条件下最小,表明尽管不同根系测定条件影响根系呼吸速率,但影响程度也受植物生长的大气环境制约。臭氧污染处理水稻根系的呼吸速率在气态测定条件下显著高于正常大气处理23.6%～52.7%,在CO2饱和蒸馏水测定条件下未达到显著水平,臭氧污染效应明显降低。两个环境生长的水稻根系呼吸均随测定根系气态环境供氧量的增加呈凸二次函数变化,5%～10%比例的氧气供应促进了根系呼吸,较强的厌氧环境(纯N2)和有氧环境(Air)均不利于水稻根系呼吸。     

4种剂型保水剂吸水和保水特性研究

对旱宝贝保水剂（B）、植物体保水剂（D）、营养型保水剂（N）、生态功能型保水剂（L）等4种剂型保水剂的吸水与保水特性,粒径与吸水倍率关系以及冷冻对吸水和保水性的影响进行了研究。结果表明,不同剂型保水剂均具有较好的吸水性,但剂型不同,吸水特性不同。吸水过程中,L型保水剂具有明显的吸水高峰;B3和N型保水剂吸水曲线平缓,达到吸水饱和所需时间较长;吸水初期,D型保水剂的吸水速率大于B3和N型保水剂,之后则变小。同种溶液中,保水剂的吸水倍率表现为L型保水剂最大,B3和N型保水剂次之,D型保水剂最小;不同溶液中,保水剂吸水倍率表现为：蒸馏水〉井水〉土壤提取液。剂型不同,保水性不同;充分吸水情况下,保水剂吸水倍率越大,完全失水所需时间越长;相同吸水量下,4种保水剂间保水性差异可分为差异显著期和差异不明显期。成份相同的保水剂,小颗粒吸水较快,大颗粒吸水较慢。水溶液中的离子对保水剂影响较大,能显著降低其吸水倍率。经冷冻处理后,保水剂的吸水倍率和保水性变化不大。     

循环水养鱼系统中臭氧射流混合设备设计与性能测试

为了利用臭氧对养殖水体进行无害化处理,必须使臭氧有效地溶解于水中,以达到净化水质、循环使用的目的。设计结构简单、混合效率高的臭氧混合溶解设备,是实现有效利用臭氧的关键。利用射流器和混合罐相结合的结构,并应用计算流体动力学（Computation Fluid Dynamics,CFD）的模拟方法,对10组射流器进行尺寸参数优选,确定了射流器的主要尺寸参数为：喷射系数0.7、喷嘴直径23?mm、混合管直径42?mm、混合管长度336?mm;通过对研制设备溶解臭氧的监测试验,获得臭氧溶解的变化曲线,臭氧溶解的质量浓度最高可达到0.15?mg/L。根据臭氧溶解曲线和达到的浓度,对养鱼水体进行消毒杀菌、分解有机物、氧化氨氮、凝聚悬浮物处理是完全可行的,达到了设计高效臭氧混合设备的目的。     

Efficiency of spherosome for removal of chloroform from water

Spherosomes were elucidated to be a key for removal of chloroform by rice bran (Adachi, A.; Okano, T. Chemosphere 2002, 46, 87-92). On the basis of the above findings, a large amount of spherosomes was separated from rice bran using an industrial scale machine in order to investigate direct removal of chloroform by spherosome from tap water. The efficiency of removal of chloroform from water by rice bran spherosome was evaluated. Equilibrium adsorption isotherms conformed to the Freundlich isotherm (log-log linear). Adsorption of this compound by spherosome was observed in the pH range of 1-12. At equilibrium, the adsorption efficiency of spherosome for chloroform was higher than that of rice bran or activated carbon in the high chloroform concentration range (concentration>0.1 g/L). In the low chloroform concentration range (concentration<0.08 g/L), activated carbon adsorbs more chloroform than spherosome, but the adsorbed amount by spherosome is of the same order as that by activated carbon, which is several orders higher than that by rice bran. Chloroform was removed from tap water with an average removal efficiency of 90% after 90 min when spherosome (2 g/L) was added to tap water containing 0.105 mg/L of chloroform.     

Kinetics of freshly squeezed orange juice quality changes during ozone processing

Freshly squeezed orange juice samples were ozonated with control variables of gas flow rate (0-0.25 L min (-1)), ozone concentration (0.6-10.0%w/w), and treatment time (0-10 min). Effects of ozone processing variables on orange juice quality parameters of pH, degrees Brix, titratable acidity (TA), cloud value, nonenzymatic browning (NEB), color values ( L*, a*, and b*), and ascorbic acid content were determined. No significant changes in pH, degrees Brix, TA, cloud value, and NEB ( p < 0.05) were found. L*, a*, and b* color values were significantly affected by gas flow rate, ozone concentration, and treatment time. The changes in lightness ( L*) values and total color difference (TCD) values were fitted well to zero-order kinetics, whereas a*, b*, and ascorbic acid degradation followed first-order kinetics. The rate constants for a*, b*, and TCD were linearly correlated with ozone concentration ( R (2) = 0.88-0.99), whereas the rate constants for L* and ascorbic acid were exponentially correlated ( R (2) = 0.94-0.98).     

不同矿化度灌溉水对春小麦种子萌发特性的影响

为解决南疆小麦生产上日益缺水的问题,探索了小麦种子萌发对不同水质的响应,将3个春小麦品种的种子置于4种不同矿化度的水环境中进行发芽试验,对不同品种萌发和根系生长指标进行测定分析。结果表明:随着矿化度的升高,3个春小麦品种的萌发特性指标均下降。根据主成分分析将7个小麦萌发及根系生长指标简化为2个关键因子指标,建立综合评价体系,最终得出综合排名前三的处理分别为:蒸馏水浇灌新春15号、自来水浇灌新春15号和蒸馏水浇灌新春8号,主成分综合得分分别为1.56、0.81、0.53;微咸井水浇灌新春6号综合排名最低。综合分析认为,蒸馏水浇灌新春15号综合表现最好,但使用蒸馏水灌溉成本过高,由于新春15号耐盐性最强,可推荐在生产中应用;并结合实际情况推荐在当地春小麦生产中用绿化灌溉水全部或部分替代农业灌溉水进行灌溉。     

A method for extracting sulfate from sphagnum peat

Abstract

The efficacy of five solutions for extracting sulfate from a peat‐based medium was investigated. Extracting solutions used were 10 mM LiCl, 10 mM KC1, 100 mg/L P, 500 mg/L P, 0.15% CaCl₂, or distilled water. Equilibration time affected the amount of sulfate extracted with the use of 100 mg/L P or distilled water extractants. Differences in the amount of sulfate extracted were observed at 0.5‐, 4‐, and 12‐hour equilibration times. Extraction effectiveness increased with the increase of equilibration time, up to a maximum of 4 hours. The concentration of sulfate extracted with all extractants levelled off at the 2‐hour equilibration time. CaCl₂ was the most effective solution for the extraction of water‐soluble sulfate. Water‐soluble sulfate plus absorbed sulfate was most efficiently extracted with 500 mg/L P. No relationship was observed between measured sulfate and the pH levels of the extracted solutions.