水中六价铬光纤传感检测方法的研究

探讨光纤传感检测探头的原理,建立适应现场检测水中六价铬的方法。水中Cr6+与二苯基碳酰二肼反应生成紫红色产物,光纤探头插入水样中进行测定。其检测浓度范围为0.04～1.0mg/L,最低检出限为0.04mg/L。采用光纤传感测定水中六价铬,为野外和在线检测提供一种新方法。     

海洋环境下混凝土结构中钢筋锈蚀的检测

混凝土内钢筋的锈蚀是影响混凝土结构耐久性的重要因素。论述了海洋环境下钢筋常见的锈蚀类型和锈蚀机理,介绍了包括混凝土破型检测、电化学检测、物理检测等常用的钢筋锈蚀检测方法以及铁离子含量检测法、分析法等处于探讨和完善阶段的检测方法,并对各方法的优劣进行了论述。     

基于脱氧核酶的水中铀酰离子光纤倏逝波生物传感检测技术研究

为了满足铀的高通量快速筛查及环境突发事件快速检测的需要,本研究利用脱氧核酶的特异性催化反应,结合本课题组自主研制开发的倏逝波光纤生物传感器,通过设计两步法的反应策略,即"均相反应,固相杂交"的检测方案,建立了光纤倏逝波生物传感检测铀酰离子的新型技术方法.结果发现,该方法对于5~100 nmol·L~(-1)内的铀酰离子具有良好的线性检测区间,检测限低至0.5 nmol·L~(-1),整个检测过程仅需16 min即可完成,铅和汞等10种金属离子对于本检测方法无明显干扰,表现出了对铀酰离子的良好选择性.传感光纤可重复使用100次以上,不会有信号的明显衰减,可有效降低检测成本.对丹江口水库水进行的实际水样加标回收实验结果显示,丹江口水库实际水样的加标回收率为91.6%~94.6%.本研究可为利用生物传感器法检测环境水体中的铀酰离子提供技术支撑.     

海上平台保温管线腐蚀控制技术研究

针对工艺管道保温层下的腐蚀,从腐蚀的特点入手,重点介绍了高精度、定量化γ射线检测技术、光纤在线监测技术及新型外防护层材料在保温层下腐蚀控制中的应用情况。     

改进国标方法检测海岸带水体铁的研究

为了更加准确地检测海岸带水体中的铁含量,将邻菲啰啉分光光度法测定水质铁(国标法)的方法进行了改进.在邻菲啰啉分光光度法的基础上,在pH调节方式、比色皿皿差和显色剂三个方面进行改进.结果表明,改进后方法的线性、准确度和精密度都优于国标法.但改变pH调节方式和扣除比色皿皿差后检测低浓度铁的水样的精密度依然较差(RSD>5%),说明邻菲啰啉的灵敏度较低.以5-Br-PADAP为显色剂用分光光度法检测水样时,方法的准确度和精密度较好(RSD<5%,加标回收率在96.0%~106%之间),该方法可以用于海岸带水体中铁的检测.     

GY-IB光纤液位计试验与应用

叙述了GY-IB光纤液位计的工作原理,介绍了人工检测和计量测试研究所的测试情况,分析了该光纤液位计存在的不足和推广应用前景.     

基于光纤微弯损耗的垃圾填埋场渗漏定位研究

提出了基于光纤微弯损耗原理和光时域反射OTDR技术,针对新型无黏土层危险废物填埋场渗漏检测的定位方法。由于渗漏的垃圾渗滤液会使膨润土防水毯(GCL)膨胀,导致与之紧贴的光纤发生弯曲变形,激光束通过弯曲的光纤会出现光能损耗,通过测量后向瑞利散射光的功率,即可实现对光纤沿程的弯曲情况进行检测,结合光时域反射原理对出现弯曲损耗的故障点进行定位。建立了填埋场渗漏检测的数学模型,利用理论推导和实验研究证实了该方法的可行性。实测结果表明:防渗膜破损位置与测量结果高度吻合,最大定位误差为1.4 m,最大定位引用误差为0.133%。     

强度调制型光纤液体浓度检测传感器研究

根据全反射原理．菲涅尔公式及朗伯-比尔定律,证明了低浓度溶液与折射率和吸光度之间的线性关系,得到了光纤出射光强随液体包层浓度成负指数关系。根据上述结果,利用光的强度调制进行溶液浓度检测,即通过测量光强的变化,检测出待测溶液浓度。实验表明,强度调制光纤传感器可以实现溶液浓度检测。     

基于光纤传感探测的直升机修理异常振动源定位研究

目的 针对直升机异常振动故障排除,对振动源进行检测,并分析振源频谱,准确定位异常振动源,指导振动源调整,并对调整情况进行检测,提升直升机异常振动排故效率。方法 结合光纤传感器的振动检测特性应用分析,开发一套基于光纤传感探测的直升机修理异常振动源定位系统,实现直升机的振动源动态监控。结果 识别了直升机的主要振动源,分析统计了振动源频率,梳理了直升机试车、试飞典型振动故障,研究了光纤振动传感器感知被测量的实时调制方法和信号调制的光波解调方法,结合应用需求对市场上成熟的分布式光纤传感系统进行了优化设计,采用深度学习技术,对后端数据处理平台软件进行了重新设计。结论 通过有针对性地创建识别模型库,并对模型库进行实际样本训练,模型准确率可达到66.37%。     

检测水中急性毒性污染物的发光细菌光纤传感器的研究

水中有毒污染物的快速现场监测对于保障水环境安全具有重要意义,本研究开发了一种快速、灵敏、简便的监测水中污染物急性毒性的光纤生物传感器.该传感器由固定了明亮发光杆菌的光纤探头构成,生物发光信号经光纤传输到检测系统.采用海藻酸钠作为固定化凝胶,试验了海藻酸钠和CaCl2的浓度、固化时间、pH、保存条件等因素对凝胶和发光细菌的影响.优化后的传感器制备方法是在光纤探头上,用3%海藻酸钠在3?Cl2溶液中固定Photobacterium phosphorem T3菌15 min,制备好的传感器保存于3%NaCl溶液中.应用开发的传感器检测了Zn2 、NH3、硝基苯和甲酚4种典型污染物的剂量-效应曲线,通过计算确定了其EC50分别为:5.1、10.2、70.4、77.0 mg·L-1.通过与发光细菌标准方法的比较实验表明,发光细菌光纤传感器与标准法具有良好相关性,能反映水中污染物的总毒性.而传感器由于容易保存和携带,适合现场监测.     

NF和RO对致突变物和无机离子去除效果比较

以自来水为原水,采用反渗透和纳渗进行深度处理试验研究,比较了２种膜对致突变物和无机离子的去除率。结果表明,ＲＯ和ＮＦ均能使Ａｍｅｓ试验呈阳性的水转变为阴性;ＮＦ对一价阳离子（Ｋ＾＋、Ｎａ＾＋）的去除率比ＲＯ低１０％左右,对二价阳离子（Ｃａ＾２＋、Ｍｇ＾２＋）的去除率略低于ＲＯ,ＮＦ比ＲＯ能多保留一些离子。     

基于唐南渗析原理阳离子交换膜对Cu~(2+)、Mn~(2+)、Zn~(2+)去除能力的研究

基于唐南渗析原理,采用阳离子交换膜去除原水中Cu2+、Mn2+、Zn2+等重金属离子,研究影响阳离子交换膜去除各重金属离子能力大小的机制以及2种重金属离子共存时互相干扰的机制.结果表明,阳离子交换膜可有效去除原水中Cu2+、Mn2+、Zn2+等重金属离子,去除率为75%～85%;在浓度相同下且重金属离子带相同电荷数时,其水化离子半径越小,离子扩散速度就越快,阳离子交换膜对其去除能力就越强;当重金属水化离子半径基本相同时,膜对原子序数小的重金属离子的去除能力更强;相同浓度且相同电荷数的重金属离子共存时,各离子同步被去除,但各离子之间存在干扰,越易于被离子交换的离子与其它离子共存时,其竞争能力越强,使其他离子的去除率降低越多;当待去除离子的总浓度远低于膜的交换容量时,离子共存时各离子的去除率相比离子单独存在时各离子的去除率下降幅度不大.     

Comparative toxicity of silver nanoparticles and silver ions to Escherichia coli

With the increase in silver(Ag)-based products in our lives, it is essential to test the potential toxicity of silver nanoparticles(Ag NPs) and silver ions(Ag ions) on living organisms under various conditions. Here, we investigated the toxicity of Ag NPs with Ag ions to Escherichia coli K-12 strain under various conditions. We observed that both Ag NPs and Ag ions display antibacterial activities, and that Ag ions had higher toxicity to E. coli K-12 strain than Ag NPs under the same concentrations. To understand the toxicity of Ag NPs at a cellular level, reactive oxygen species(ROS) enzymes were detected for use as antioxidant enzymatic biomarkers. We have also studied the toxicity of Ag NPs and Ag ions under various coexistence conditions including: fixed total concentration, with a varied the ratio of Ag NPs to Ag ions; fixed the Ag NPs concentration and then increased the Ag ions concentration; fixed Ag ions concentration and then increasing the Ag NPs concentration.Exposure to Ag NPs and Ag ions clearly had synergistic toxicity; however, decreased toxicity(for a fixed Ag NPs concentration of 5 mg/L, after increasing the Ag ions concentration) to E. coli K-12 strain. Ag NPs and Ag ions in the presence of L-cysteine accelerated the bacterial cell growth rate, thereby reducing the bioavailability of Ag ions released from Ag NPs under the single and coexistence conditions. Further works are needed to consider this potential for Ag NPs and Ag ions toxicity across a range of environmental conditions.Environmental Significance Statement: As silver nanoparticles(Ag NPs)-based products are being broadly used in commercial industries, an ecotoxicological understanding of the Ag NPs being released into the environment should be further considered. Here, we investigate the comparative toxicity of Ag NPs and silver ions(Ag ions) to Escherichia coli K-12 strain, a representative ecotoxicological bioreporter. This study showed that toxicities of Ag NPs and Ag ions to E. coli K-12 strain display different relationships when existing individually or when coexisting, and in the presence of L-cysteine materials. These findings suggest that the toxicology research of nanomaterials should consider conditions when NPs coexist with and without their bioavailable ions.     

大气降水中离子化学特征及来源分析

通过研究2006-2010年上海市闸北区大气降水中离子的组成特征和变化,分析了离子可能的来源和酸雨的成因。结果表明,近年来酸雨污染有所改善,酸雨成因也有所改变。阴阳离子当量浓度之比小于1,可能缺少对某些低分子弱有机酸离子的监测。降水化学组份中浓度最高的四种离子分别是SO42-、NH4+、Ca2+和NO3-,SO42-浓度是NO3-的3.14倍,NH4+是Ca2+的2.76倍,降水的主要致酸物质是硫酸盐,主要中和物质是铵盐。大多数离子间有较好的相关性,NO3-和SO42-绝大部分来自人为源的贡献。降水中SO42-的致酸作用和Ca2+的中和作用逐渐下降,Cl-的致酸作用在逐渐增大。     

密闭暗房内空气离子浓度变化规律

在钢筋混凝土结构的密闭暗房里,空气处于自然静态条件下,用1a时间检测房内空气正(n+)、负(n-)离子浓度,每天检测3次,每次15个数据,取平均值。全年的月平均值和一个月内的日平均值,n+和n-均在700～3200个/cm3之间表现波浪式变化规律,比房外400～550个/cm3高数倍;n+与n-的比值q=1.34。温度较高时离子浓度较高。     

厦门市陆地生态系统空气负离子服务能力评估

为探讨厦门市陆地生态系统负离子的服务能力及其影响因素,以生态系统产生的有益于人类身心健康的空气负离子个数为表征指标,改进了空气负离子服务评估方法,基于空气负离子监测数据计算了厦门市空气负离子服务功能量,并分析了厦门市空气负离子的时空变化规律及其影响因子.结果表明:厦门市2015年空气负离子服务功能量为1.37×1025个,单位面积负离子服务功能量为0.8×1016个/m2.从行政分区来看,同安区空气负离子服务功能量最大,约占厦门市总量的56.5%;从生态系统类型上看,森林生态系统空气负离子服务功能量最大,约占厦门市总量的86.6%.厦门市空气负离子日浓度存在明显的"波峰"与"波谷",波峰主要分布01:00-07:00之间,波谷主要分布在12:00左右;厦门市空气负离子浓度存在明显的季节性变化特征,夏季生态系统空气负离子平均浓度为2 437个/cm3,约为春季的2倍;不同生态系统空气负离子浓度存在明显差异,如森林远大于草地、耕地等生态系统;对于大多数生态系统类型而言,空气负离子浓度主要受到温度和湿度的影响,表现为随着温度的升高而降低、随着湿度的升高而增加.研究显示,厦门市森林生态系统的空气负离子服务能力最强,乔木绿地空气负离子服务能力大于灌木、草本绿地,城市森林、乔木绿地面积越大,为人类提供的空气负离子服务越大.      

锡铜铅铁多元合金的氯化分离

含有锡铜铅锌的鼓风炉水淬渣经矿热电炉还原熔炼产出锡铜铅铁多元合金。用氯气浸出该合金 ,以硫酸铅的形式分离出铅 ,合金粉还原铜产出海绵铜 ,中和水解分离锡和铁 ,进而实现锡铜铅铁多元合金的有效分离     

Biomechanical model of the P-type ion pumps of the cell

The mechanisms of the Na/K pump and of the primary Ca pumps of the cell have not yet been clarified. A biomechanical model of these so-called p-type ion pumps is proposed here. It is based on the assumption that the Na ⁺ and Ca ²⁺ ions are occluded by a contracting protein chain cooperating with the ATPase section of the pump. After transfer of the chain into the region of high Na ⁺ or Ca ²⁺ concentration, the ions are released through stretching of the chain by the ATPase. In the backward transfer of the chain, a retrograde transport of Na ⁺ ions is prevented through occlusion of K ⁺ ions by another region of the same chain. In the case of Ca ²⁺ ions, a similar effect is expected from hydrated Mg ²⁺ ions. The two sections of the chain discriminate between the electrical field strength at the surface and the polarizability of the ions. The most likely mechanism for the transfer of the ion-binding chain is considered to involve a thermally induced transition of a pump dimer between two almost equivalent stable orientations in the membrane.     

天然海水中铜离子的添加对EH40钢腐蚀的影响

目的 研究天然海水中添加1.5、15 mmol/L铜离子对EH40钢腐蚀速率、腐蚀产物形貌及成分的影响规律,并揭示其作用机制.方法 采用天然海水实验室挂片的方式进行4周的腐蚀实验,定期对试样进行表征,并检测海水环境参数.结果 在海水中添加1.5、15 mmol/L铜离子后,EH40钢的腐蚀速率加快,同时表面腐蚀产物出现特殊分层现象,并包含铜单质层.结论 海水中添加1.5、15 mmol/L铜离子,对EH40钢腐蚀的促进作用主要通过三种机制,铜离子水解形成酸性腐蚀环境、铁和铜离子的置换反应消耗试样基体、Fe-Cu电偶腐蚀池加速阳极铁的溶解.     

上海宝山区PM_(2.5)特征研究与源解析研究

利用2011年8月-2012年7月环保局(对照点)和钢研所(工业区)两个监测点的PM2.5的24小时连续监测数据,分析了上海市宝山区大气中PM2.5的浓度时空变化特征。并以四次灰霾事件为例解析了灰霾期间大气颗粒水溶性离子特征,以及灰霾期间PM2.5源特征。PM2.5中水溶性无机离子是以二次离子为主,因此,二次离子的污染水平可反映PM2.5的污染程度,是主要影响灰霾天气产生的物质。灰霾期间大气条件有利于二次离子的大量形成,更进一步加重大气细粒子的污染。而且,宝山地区大气细粒子污染具有受本地流动源和固定源双重排放控制的特征。