微流控芯片在农产品安全检测中的应用

近年来,随着食品工业的迅猛发展,国内外食品安全事故也频繁发生。开发安全可靠、便携有效的检测方法对食品安全至关重要。微流控芯片集样品前处理、分离和检测等过程为一体,实现了样品前处理和检测分析的自动化、集成化、小型化、低消耗、高效率和便携化,满足了现场、实时检测的需求。本研究对微流控芯片在食品成分、农药残留、兽药残留、食品添加剂和重金属检测中的应用进行归纳总结,为农产品安全检测提供参考。     

树木对重金属的抗性机理研究进展

土壤重金属污染问题是当今世界较为严重的环境问题之一。树木生物量高,根系发达,一般不进入食物链,一些树木对环境中重金属具有较强的吸收和积累作用,防止土壤金属污染的扩散。为了深入探索树木应对重金属污染的抗性机理,笔者主要从根系分泌物、内生细菌与菌根、螯合作用、抗氧化系统以及区室化作用等方面综述了近年来,尤其是近5年来树木应对重金属的抗性机制研究进展,发现由于重金属对于树木毒害作用的多方面性,树木重金属抗性机理具有复杂性,因此许多机理仍不清晰,今后还需要利用不断更新的技术手段,研究其不同抗性机理的协同作用,对其机制进行更深入系统的研究。最后,笔者展望了通过生物技术手段的改造,将树木应用于环境修复的前景。     

2011年7月2—3日山东大范围暴雨过程的诊断分析

为了进一步探讨山东短时暴雨发生发展的中尺度物理机制,分析强对流来临之前的中尺度信息,提高山东地区暴雨预报的准确率,利用常规观测资料,FY-2E卫星TBB资料和NCEP/NCAR 1°×1°的6 h再分析资料,对2011年7月2—3日山东大范围暴雨过程进行天气动力学诊断。结果表明,此次山东大范围暴雨是由高空冷涡、地面气旋、副热带高压等系统共同影响产生;副热带高压的稳定少动,低层切变线的出现,充沛而又深厚的水汽等条件的合理配置,造就了这次大范围暴雨;暴雨出现在850 hPa上MPV1正负值过渡带、MPV2弱负值区附近,是对流不稳定与斜压不稳定相结合的地区;研究中尺度对流云团范围和强度的不断变化对判断暴雨的发生发展有重要的指导作用。     

不同数据情境的耕地土壤重金属污染监测点位布设方法

利用基础数据指导监测点位布设成为近年来的研究热点。以北京顺义区重金属Cd污染监测为例,研究耕地土壤重金属污染监测在不同数据情境下的点位布设方法。首先划分了耕地土壤重金属污染监测的基础数据情境,其次探讨了点位布设方法的特点及适用数据情境,最后利用均匀变异指数和偏离指数评价点位布设的均匀性。研究结果表明：（1）存在“无历史,无辅助”、“无历史,有辅助”、“有历史,无辅助”、“有历史,有辅助”、“历史充足”5种基础数据情境,并分别推荐了系统/随机采样布局、无偏采样布局、加密采样布局、加密/无偏采样布局、去冗精化布点策略。（2）顺义区西部属于“无历史,无辅助”数据情境,采用系统采样布局;顺义区东部属于“历史充足”数据情境,采用去冗精化处理。顺义区的均匀变异指数由原始0.546下降到0.490,尤其是顺义区东部均匀变异指数下降到0.468,且偏离指数小于原始样本点布局,验证了不同数据情境的耕地土壤重金属污染监测点位布设方法的可操作性和可行性。该研究可为耕地土壤重金属污染监测点位布设方法的选择提供理论基础和技术支撑。     

钾硅钙微孔矿物肥对水稻重金属镉的降阻效果研究

为了探明钾硅钙微孔矿物肥对污染稻田土壤重金属镉(Cd)有效性的影响,弄清其对稻谷中Cd含量的降低效果。采用田间小区试验和室内分析测定方法进行研究,试验设5个处理,处理1:对照(CK),常规施肥(40%复合肥450 kg/hm2);处理2:钾硅钙微孔矿物肥600 kg/hm2+常规施肥;处理3:钾硅钙微孔矿物肥750 kg/hm2+常规施肥;处理4:钾硅钙微孔矿物肥1125 kg/hm2+常规施肥;处理5:钾硅钙微孔矿物肥1425 kg/hm2+常规施肥。结果表明:钾硅钙微孔矿物肥可以显著提高水稻穗总粒数、穗实粒数和结实率,提高水稻产量,增产率达到7.5%~16.0%;增加土壤碱解氮、有效磷和速效钾含量,提高土壤pH值,降低土壤有效Cd含量,从而降低稻谷Cd的积累,最大降低稻谷Cd含量达到38.6%。钾硅钙微孔矿物肥要达到降阻水稻重金属Cd的最佳效果,施用量不能低于1425 kg/hm2。     

再生水灌溉对玉米产量、品质及重金属影响的试验研究

以龙口市和高密市污水处理厂的再生水为灌溉水源,进行玉米再生水灌溉试验,研究了不同灌水定额对玉米产量、品质、含重金属量的影响。研究表明,再生水灌溉条件下,玉米品质及产量有不同程度的提高,籽粒含重金属量与清水灌溉并无差异,重金属在植株体内的累积表现为:根>茎>籽粒,籽粒含重金属量符合《粮食卫生标准》(GB2715—2005)和《食品中污染物限量》(GB2762—2005)的要求。     

Contamination of shallow groundwater system and soil-plant transfer of trace metals under amended irrigated fields

This study focuses on experimental pilot assessment of contamination of shallow groundwater systems and soil-plant transfer of trace metals under amended irrigated fields. The study approach involved a pilot experimental (greenhouse) set-up of organo-mineral amended test plots/troughs (40 cm × 47 cm × 46 cm) planted with two common vegetable crops (Amaranthus hybridus and Abelmoschus esculentus) and irrigated with wastewater. In addition to the geochemical analyses of the primary un-amended and amended soils before planting as well as residual soils after harvesting, measurements of the physico-chemical parameters and chemical analyses of trace metals concentrations in irrigation leachates and harvested vegetable tissues were also undertaken following appropriate standard sample preparation and analytical methods.The results of the geochemical analyses carried out on irrigation leachate samples collected during the sprouting stage revealed that most of the analyzed trace metals in the collected leachates exhibited 2-10 folds depletion (except for Cu and Co with enrichment of about 1.5-3 folds) compared to the initial wastewater used for irrigation. A situation attributed to uptake/bioaccumulation of these metals and selective enrichment in the residual soils as well as to leaching by infiltrating irrigation water. Nonetheless, the observed higher trace elements concentrations in the second sets of leachates collected during harvesting stage compared to the first sets of leachates collected during the sprouting/vegetative stage is an indication of higher plant uptake during sprouting/vegetative stage or initial sorption/complexation of biosolids amendment before later vertical re-mobilization by infiltrating irrigation water.Although, virtually all of the analyzed metals exhibited elevated concentrations (2-173 ppm) in both A. hybridus and A. esculentus, a closer evaluation revealed 1.2-8.2 folds enrichment of Cr, Co, Ni, Cd, Cu, and Pb in A. esculentus compared to that of A. hybridus, an indication of the fact that phyto-accumulation of trace metal is plant-specific and dependent on physiological set-up. The overall evaluation had clearly demonstrated the potential danger of bioaccumulation of toxic trace metals under biosolid amended soils as well as impacts of irrigation-induced leaching on the shallow groundwater quality, while the need to evolve a sustainable agricultural practices is also highlighted.

Capsule

Organo-mineral amendment can lead to trace metal bioaccumulation (in plants) and irrigation-induced leaching to shallow groundwater system.     

土壤重金属污染玉米生长影响盆栽试验研究

通过盆栽试验,研究了重金属铅对玉米生长发育和性状及产量的影响。研究表明,随着土壤铅污染浓度的升高,单株叶面积、株高、总干物质量等形态指标呈降低的趋势,平均单株穗长、穗粗、穗质量、总粒数、百粒质量下降,秃尖长度增加,玉米产量呈下降趋势。当土壤铅浓度为300 mg/kg时,玉米单产下降21%左右。     

小白菜在不同生长阶段对重金属Cd的敏感性研究

通过小白菜盆栽试验,将小白菜的生长期分3个阶段,每个阶段10d,在不同生长阶段分别用含有Cd离子的水进行灌溉,并以清水作对照,研究分析了不同生长阶段重金属镉对小白菜的叶绿素含量的影响,对根系和茎叶干物质积累量的影响,以及对根系和茎叶中重金属Cd累积与分布的影响,表明小白菜生长的中后期不宜用含有Cd离子的污废水进行灌溉。     

秦王川灌区农田土壤盐分离子特征分析

引大入秦工程实施以来,秦王川灌区土壤次生盐渍化问题日益成为人们关注的焦点。对秦王川灌区不同时空下的农田土壤可溶性盐分离子特征进行了统计分析以及对比分析,结果表明:秦王川盆地农田土壤八大离子中,阴离子以SO42-浓度最高,CO32-浓度最低,几乎为零,阳离子以Na+浓度最高,K+浓度最低,主要盐分包括Na2SO4、CaSO4、NaHCO3和Ca(HCO3)2等;土壤中不同盐分离子之间存在着一定程度的相关性,体现了盐分的沉积学特征以及其在土壤剖面上的分化关系;土壤的盐分含量在各种因素(灌溉、蒸发、降水以及人为耕作等)影响下,是一个时刻变化的动态过程,这种动态过程可能会在某一时间点达到某种平衡,但这种平衡会被新的因素的加入而打破。