静电场辅助冻结-解冻对牛肉肌原纤维蛋白二级结构的影响

为探究低压静电场(LVEF)辅助冻结-解冻肉品的可操作性和工艺条件,本试验研究了静电场中不同距离冻结-解冻对牛肉肌原纤维蛋白(MP)二级结构稳定性的影响,采用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)技术及自动去卷积、曲线拟合等计算分析方法,检测分析了新鲜牛肉组、自然冻结-解冻组、静电场中不同距离(15、30、45、60 cm)辅助冻结-解冻牛肉MP的红外光谱图变化及二级结构变性程度。结果表明,LVEF30F处理组牛肉的MP二级结构与新鲜牛肉最接近,其MP中α-螺旋含量为41.87%,显著高于自然冻结组(P0.05)。自然冻结组牛肉MP的无规则卷曲含量为26.87%,LVEF30F组蛋白结构的相对含量为12.82%,显著低于自然冻结组(P0.05),静电场辅助冻结组牛肉MP的稳定性优于自然冻结解冻,其中距离静电场发生板30 cm处的场强效果最好。本研究为开发新型冻结解冻技术及装备提供了一定的理论依据。     

不同高压电场对大肠杆菌诱变效应的比较

为探讨不同高压电场处理对大肠杆菌的诱变效应及诱变效应的比较,本试验以野生型大肠杆菌K12W3110为研究对象,采用3种不同的电场处理:高压静电场(HVEF)、高压变频电场(HVFEF)和高压芒刺电场(HVPEF),考察菌体的存活率、突变率,绘制各高压电场处理在显著剂量处理条件下的突变谱,并进行比较分析。结果表明,3种电场在不同场强处理下,突变率和存活率都呈振荡趋势,低场强时先是抑制作用,随着场强增加逐渐变成刺激效应,其中表现最明显的是高压芒刺电场处理。高压芒刺电场在1 k V·cm~(-1)场强下处理大肠杆菌时,突变率最高为对照组的12倍;而高压变频电场在4 k Hz·4k V·cm~(-1)场强下处理时,突变率最高为对照组的7.36倍;高压静电场在场强为4 k V·cm~(-1)处理时,突变率最高为对照组的5.47倍。因此,相对于对照组,3种高压电场的突变效应均有提高,其中突变效应最明显的是高压芒刺电场,其次是高压变频电场,最后是高压静电场。本研究初步探索了不同电场处理对大肠杆菌诱变效应的影响,为大肠杆菌的电场诱变处理选择提供了理论参考依据。     

土壤电动修复中电极切换对土壤微生物群落的影响

通过细菌计数和Biolog方法,研究了在3.0V·cm^-1的电压梯度下,不同电场切换周期（24h、5h、10min和1min）对土壤微生物群落的影响。结果表明,电压梯度为3.0V·cm^-1的电场作用能够促进土壤微生物的活性,但会轻微地降低土壤微生物功能多样性,电场切换不能改变这种电场对微生物群落的影响;长时间的电场处理下,电极反应对微生物数量和功能多样性损害严重,切换电场电极能有效消除电极效应,电场电极切换周期≤5h时,可保护电极附近土壤微生物多样性,当切换周期≤10min时,不仅可保护土壤微生物多样性,而且可以保护微生物数量。研究结果说明了电场电极切换能有效降低电极反应对微生物群落的影响,揭示了电场电极切换对土壤微生物群落影响的规律,为电场电极切换方法在污染土壤电动强化生物修复技术中的深化和应用提供理论依据。     

静电场下不同处理对番茄颜色转化的影响

为了探讨静电场下不同处理因子对番茄贮藏效果的影响,以指导番茄贮藏实践,该文以“朝研219”品种番茄为试材,以果实颜色转化为评价指标,研究了在番茄高压静电场处理的贮藏过程中,不同处理因子对其贮藏效果的影响,结果表明：场强大小、电场方向、是否受电荷传递作用、所用衬垫材质的电介常数的变化,显著抑制了番茄由绿转红过程,从而延缓了果实的后熟衰老（P＜0.05）,这些因子是应用中需着重考虑的,而果实摆放量,极板金属材质的变化,对果实由绿转红的影响与对照相比,无显著差异,为次要因子;静电场处理番茄贮藏过程中,选择适宜的主要因子优化电场处理设置,才能达到延长贮藏期的目的,次要因子对其贮藏结果无显著影响,可以不加考虑。     

高压静电场对蒸馏水蒸发的影响

研究了高压静电场对蒸馏水蒸发过程的影响。把盛放在烧杯中的蒸馏水放入针-盘组成的电场中，在同样环境条件下进行了蒸发对比实验。实验结果表明：在实验条件下，施加电场后的蒸发速度是不施加电场的1.4倍左右，当针状电极至蒸馏水液面的距离不变时，蒸发速度随施加电压的增高而增高，但不是线性关系；当施加电压保持不变时，蒸发速度随针状电极至液面距离的增加而呈现“M”形变化，即此时存在最佳距离，在此距离下，蒸发速度最大。施加电场后的蒸发效果是不施加电场时蒸发效果与电场单独作用时蒸发效果的线性叠加。     

砂质多孔介质中土壤颗粒的迁移

通过室内模拟试验,研究了不同土壤悬液浓度和不同多孔介质组成条件下土壤颗粒在砂质多孔介质中的截留和迁出特征,以揭示土壤颗粒在砂质多孔介质中的迁移特征。结果表明,土壤颗粒在砂质多孔介质中迁移时会受到土壤颗粒粒级、浓度和介质组成的影响。截留作用在土壤颗粒通过砂质多孔介质时起主导作用,土壤颗粒截留比例随着土壤颗粒浓度的增大逐渐增加;而随着多孔介质中粗砂比例的增大,其逐渐降低。土壤总颗粒、50μm和1~50μm土壤颗粒迁出量分别与该粒级相应投入量呈幂函数增加趋势,而1μm土壤颗粒的迁出量与其投入量呈线性增加趋势。土壤总颗粒迁出量与介质中粗砂比例之间存在线性增加关系。因此,多孔介质组成、颗粒粒径和浓度在土壤颗粒迁移过程中起着重要作用,在多孔介质中土壤颗粒和污染物迁移研究方面需要充分考虑这些因素。     

土壤电场与有机大分子的耦合对土壤团聚体稳定性的影响

团聚体稳定性是土壤中一个重要的物理性质.土壤有机大分子可提高团聚体的稳定性,而土壤电场则降低其稳定性.因此,本文研究了土壤电场与有机大分子(聚丙烯酰胺和腐殖质)的耦合作用对团聚体稳定性的影响,采用不同浓度的KNO3和Ca(NO3)2调节土壤电场,通过不同含量腐殖质和聚丙烯酰胺(PAM)来调节土粒间分子引力,以团聚体破坏后释放的＜10 μm、＜5μm和＜2 μm微团聚体和单粒的数量来表征团聚体的水稳定性.结果表明:(1)土壤电场在团聚体破坏中起关键作用,在高的电场条件下不论有无有机大分子,团聚体均可以发生猛烈的破裂;(2)在相同土壤电场条件下,向士壤中加入有机大分子,团聚体遇水破裂强度显著降低,且降低程度最高可达到60％以上;(3)电场与腐殖质以及电场与PAM的耦合程度不同,团聚体的破坏强度存在差异;(4)电场可使团聚体发生爆裂式破碎,随着加入有机大分子量的增加,团聚体发生爆裂式破碎的临界电位相应地减小.     

土壤表面电场对黄土母质发育土壤水分入渗特性的影响及模拟

水资源短缺是黄土高原地区农业生产和生态环境建设主要的限制因子。土壤水分入渗过程不仅决定着土壤对雨水和灌溉水等有限水源的利用程度,而且也深刻影响着地表径流和土壤侵蚀强度。土壤表面电场对团聚体稳定性具有重要影响,团聚体破碎后土壤孔隙将发生重要变化,并影响水分入渗过程。然而,目前关于土壤电场作用对黄土母质发育土壤水分入渗过程的影响尚不清楚,同时考虑表面电场作用后经典土壤水分入渗模型的适用性还有待进一步验证。因此,本研究采用室内一维定水头土柱模拟试验,通过定量调控土壤表面电场,研究了不同土壤电场强度对水分入渗速率、湿润锋运移、累积入渗量的影响,并采用Kostiakov模型和Philip模型对土壤水分入渗过程进行拟合。结果表明:(1)湿润锋运移速度、入渗速率和累积入渗量均随入渗电解质浓度的减小、表面电位(绝对值)和电场的增大而降低,这表明土壤表面电场对土壤水分入渗具有重要的、不可忽略的影响。(2)当电解质浓度0.01 mol·L赵世伟,塿土和褐土的电位绝对值大于233 mV和223 mV时,土壤水分入渗特性参数随时间的变化曲线较为接近,表明233 mV和223 mV分别是影响两种土壤水分入渗过程的临界电位值。(3)Kostiakov模型和Philip模型对于塿土和褐土入渗过程的模拟均有较好的适用性,但通过进一步分析其拟合统计特征值(决定系数R~2、残差平方和、均方根误差RMSE值),发现Kostiakov模型的拟合结果更优。该研究结果可为黄土高原土壤水分入渗的内部调控新技术提供理论参考。     

水平交换电场与EDDS螯合诱导植物联合修复Cu/Zn污染土壤

电动修复技术是20世纪80年代兴起的一种污染土壤修复技术。该技术在污染土壤两端施加直流电场,在电场作用下土壤中的重金属和有机污染物通过电迁移、电渗流和电泳等方式迁移出土体,从而实现污染土壤的清洁[1,2]。近年来,通过将电动修复技术与其他污染土壤修复技术(如化学修复、生物修复等)[3～5]相结合来共同提高污染土壤的修复效率逐步成为污染土壤修复中一个新的发展趋势。由于直流电场通常会加快土壤颗粒上重金属离子的解吸,提高土壤溶液中重金属的含量[2],因此将电动与植物联合使用可能会促进植物对重金属的吸收、积累,加快修复过程。O Connor和Lim的研究[6～7]均发现,施加水平直流电场可显著提高植物     

均匀电场下两株多环芳烃降解菌在土壤中的迁移及电动注入

采用电动注入装置,研究了枯草芽孢杆菌和白腐真菌在均匀电场作用下在土壤中的迁移特征,以及这两种微生物电动注入的效果。结果表明,枯草芽孢杆菌和白腐真菌可通过电泳和电渗两种作用在电场下迁移,电泳起主导作用,微生物向阳极迁移为主。在所研究土壤中,微生物的迁移速率分别为：枯草芽孢杆菌13.5cm·d-1,白腐真菌18.0cm·d-1。采用循环混合电解液可使土壤中pH值保持中性,有利于提高微生物的存活。相比于定期变换电场方向,保持电场单向运行可使微生物在土壤中分布更均匀。     

2n花粉静电分选的机理研究

在静电分选海棠花粉的实验基础上,从花粉细胞膜电位和花粉在电场中荷电的角度出发,作了花粉在静电场中的受力及运动分析,研究了２ｎ花粉的分选机理,从而得出了２ｎ花粉在极板上的位置比ｎ花粉位置要靠下的结论。     

主动式太阳能集热/土壤蓄热塑料大棚增温系统及效果

试验研究了一套主动式太阳能塑料大棚增温系统。它以空气为载热介质,土壤为蓄热介质,白天利用太阳能空气集热器加热空气,由风机把热空气抽入地下,通过地下管道与土壤的热交换,将热量传给土壤储存。夜间热量缓慢上升至地表,从而使土壤保持恒温。经过连续4 d的加温试验得出：与利用自然辐照的对比温室相比,主动式太阳能塑料大棚的夜间气温平均升高3.8℃,地温平均升高2.3℃,系统蓄热量可达228.9～319.1 MJ。试验结果证明,这种结合太阳能空气集热器和土壤蓄热的塑料大棚增温系统,能有效地提高棚内的气温和地温,具有良好的发展前景。     

淋洗法测试肥料氮素释放性能研究

分别采用水浸泡法、间歇淋洗法和连续淋洗法测试肥料氮素释放性能,考察了不同模拟土壤介质的淋洗结果,并从介质饱和含水率、水分张力和阳离子交换量等方面综合分析了模拟土壤效果。实验表明:水浸泡法与无介质连续淋洗法结果具有良好的相关性,都符合y=ax+b释放模型;相同介质间歇淋洗法和连续淋洗法结果具有良好的相关性,都符合N=N0/[1+exp(A-kt)]释放模型;蛭石+土壤(体积比1∶1)能更好地模拟土壤性能。模拟土壤连续淋洗法可用于肥料生产企业在线检测。     

可变电荷土壤中特殊化学现象及其微观机制的研究进展

综述了近年来可变电荷土壤化学研究的进展,着重总结了可变电荷土壤中的盐吸附、铁铝氧化物对土壤自然酸化的抑制作用和离子强度对离子专性吸附的影响等特殊化学现象及其微观机制的研究进展。用颗粒表面扩散层重叠导致有效电荷数量减小的原理解释了盐吸附现象和铁铝氧化物对土壤自然酸化的抑制作用。阐明了可变电荷土壤和矿物中介质离子强度影响离子专性吸附的机制,用四层吸附模型解释了离子专性吸附随离子强度增大而增加的现象,并根据胶体zeta电位随离子强度改变而变化的趋势进一步证明了离子强度增大使胶体专性吸附面上静电电位的绝对值减小,是离子专性吸附随离子强度增大而增加的主要原因。带电颗粒表面双电层结构和双电层相互作用的深入研究,有助于阐明可变电荷土壤中一些特殊化学现象的微观机理,从而进一步完善土壤化学理论。     

不同土地利用/土地覆盖下土壤粒径分布的分维特征

自相似和分形是许多自然事物和现象的客观特征之一。土壤是一种具有自相似结构的多孔介质,因此可以利用分形几何学来研究土壤的性状特征。研究者可以通过分形维(分维)来描述、刻画土壤颗粒的粒径及孔隙分布状况,由此可进一步研究土壤的其他物理化学性状及其对周边生态环境的指示意义。研究表明：土壤粒径分布分维数不仅能够表征土壤粒径大小,还能反映质地的均一程度以及土壤的通透性;分形维数与土壤水稳性团聚体含量有着明显对应关系,可以表征土壤的肥力状况;     

高压静电场处理种子研究现状与发展对策

近几年,气候、种子品种、土壤酸碱程度等多因素影响农作物的产量,其中影响最大就是种子品种。好的种子可以更好地抗土壤酸碱程度、抗寒,生长发育会符合预期的要求,但近几年很多农作物出现畸形化发展,甚至更为严重的是种子种植之后发芽缓慢,错过最佳的生长时机,对于农作物种植者来讲,选择好的种子才能提高产量。基于此,针对高压静电场对于种子的处理及发展进行说明,选择更好的种子进行种植。     

土壤性质对真菌温度敏感性的影响

通过伽马灭菌的方式,将两种不同性质的土壤(自然土和农田土)进行灭菌,再互相接种未灭菌土壤,研究了改变土壤性质对真菌温度敏感性的影响。结果表明,改变土壤性质虽显著影响真菌总丰度,但对真菌总丰度的温度敏感性无显著性影响。然而,部分土壤真菌个体(分类操作单元OTU)对温度具有敏感性,改变土壤性质会对温度敏感真菌个体产生影响。首先,改变土壤性质使自然土壤真菌中的热响应真菌目的个数由2减少为1,使农田土壤真菌中的冷响应真菌目的个数由5增加到9;其次,升温使自然土壤的真菌在自然土壤中冷响应和热响应真菌累积相对丰度之和从2.22%减少为1.35%,在农田土壤中从1.25%减少为0.56%;升温使农田土壤的真菌在农田土壤中冷响应和热响应真菌累积相对丰度之和从13.66%增加到19.03%,在自然土壤中从6.01%减少为2.51%;再次,改变土壤性质使自然土壤的热响应真菌由Capnodiales、Chaetothyriales变为Eurotiales,农田土壤的热响应真菌由Capnodiales、Sordariales变为Chaetothyriales、Hypocreales;自然土壤的冷响应真菌由Chaetosphaeriales、Sordariales等变为Capnodiales、Hypocreales等,农田土壤的冷响应真菌由Chaetothyriales、Eurotiales等变为Capnodiales、Sordariales等;最后,各真菌在目水平上的相对丰度变化率也各不相同。本研究表明,改变土壤性质可显著影响真菌群落结构的温度敏感性,进而可能改变真菌功能的温度敏感性。     

土壤中有机农药的自然降解行为

有机农药是一类典型的环境污染物,自然降解是其在土壤中消除的主要过程。本文阐述了土壤中有机农药生物降解、光解、水解和化学氧化等自然降解机制,综述了土壤中有机农药自然降解的研究方法及研究现状,指出了目前自然降解研究中存在的一些问题并展望了今后的研究方向。     

土壤含水率测量探头特性阻抗的镜象解

在基于驻波比原理的土壤含水率测量仪中，探头特性阻抗是影响土壤含水率快速、准确和可靠测量的关键参数。基于静电场中的镜象原理，该文推导出三针、四针土壤含水率测量探头特性阻抗的镜象计算公式。各种规格尺寸下，该镜象解与高精度边界元法数值解的比较结果表明：当探头尺寸满足D/d≥5时，该镜象解与高精度边界元数值解间的相对偏差不大于0.18%，可应用于土壤含水率测量仪中。     

土壤环境质量指导值与标准研究Ⅰ.国际动态及中国的修订考虑

介绍了国际上土壤质量指导值的研究动态、指导原则及应用功能,提出对中国现行土壤环境质量标准进行修订的若干考虑。基于风险的土壤质量指导值／标准已是国际发展的必然趋势。基于风险的土壤质量指导值／标准的制定,需考虑不同的土地利用方式,设置各种土地利用方式下的一般暴露途径、暴露参数(如暴露周期和暴露频率)和临界风险受体。基于风险的土壤质量指导值／标准多用于污染场地／土壤的风险管理,是潜在污染场地／土壤健康风险初步识别和预测的依据。中国现行土壤环境质量标准的修订,需对标准的功能和宗旨、制定方法论、土地利用方式、土壤污染物迁移对其他环境介质的影响、污染物的种类等方面予以考虑。现行标准修订的最终目的是要建立保护生态和人体健康的“土壤环境和健康质量指导值／标准”,服务于污染场地／土壤的识别及风险管理,同时还需制定保护土壤资源的“土壤自然质量指导值／标准”。