应用电致化学发光分子探针技术对微小原甲藻的检测

以双特异分子探针技术(NPA-SH)为基础,运用电致化学发光技术(ECL)和磁性微球分选技术对其进行改进,成功建立了用于赤潮藻类定性定量分析的电致化学发光分子探针(ECL-MP)检测新技术.设计微小原甲藻特异性NPA探针并对其进行联吡啶钌和生物素标记,优化磁性微球使用量,在ECL检测装置中启动电化学反应,建立光信号与微小原甲藻细胞数目间的ECL-MP分析曲线并对其进行验证.结果表明,标记后的NPA探针具有一定的特异性和实用性;4μg是检测20μL目标藻杂交混合液的最适磁性微球使用量;在最适条件下,微小原甲藻细胞数的线性分析范围6.25×102～4×104个;比较ECL-MP和显微计数方法的样品检测结果,在95%置信区间内二者无显著差异(t-检验).ECL-MP方法为实现微小原甲藻现场样品的快速准确检测提供了一种新方法.     

流动注射化学发光抑制法测定水样中L-甲硫氨酸的含量

在碱性条件下,过氧化氢氧化鲁米诺产生化学发光,本文系统讨论了L-甲硫氨酸对Luminol-H2O2-CTAB化学发光体系的影响,发现在一定条件下,L-甲硫氨酸对Luminol-H2O2-CTAB化学发光体系有较强的抑制作用。据此建立了流动注射化学发光法测定L-甲硫氨酸的分析方法。该法简单、快速、灵敏度高。测定L-甲硫氨酸的线性范围为1.0×10-7～5.0×10-5mol/L,检出限为7.8×10-8mol/L。对1.0×10-5mol/l的L-甲硫氨酸进行9次平行测定,得该法的相对标准偏差为3.2%。成功地用于水样中L-甲硫氨酸的测定,结果满意。     

春季东海赤潮发生前后营养盐及溶解氧的平面分布特征

依据2010年4月8～26日和5月7～14日对东海赤潮高发区调查所得的数据,分析了该海域赤潮发生前后各生源要素的含量及分布特征,并对其影响因素进行了初步探讨.结果表明,调查海域4月处于赤潮暴发前期,以硅藻为优势藻种;5月赤潮大规模暴发,以甲藻为优势藻种.5月DIN和PO34--P浓度与4月相比大幅降低,DIN平均值由18.04μmol·L-1降至10.80μmol·L-1,下降幅度为40%;PO34--P平均值由0.47μmol·L-1降至0.27μmol·L-1,下降幅度为43%.这表明在赤潮发生过程中赤潮生物对营养盐具有强烈的消耗作用.5月东海赤潮主要藻种为甲藻,甲藻在繁殖过程中不消耗SiO23--Si,加之长江冲淡水的补充,所以SiO23--Si平均值由16.15μmol·L-1略升至16.96μmol·L-1,变化幅度不大.DO平均值由4月的8.76mg·L-1下降至5月的6.09 mg·L-1,这主要是由于5月水温对DO的影响大于浮游植物光合作用的影响,5月水温较4月高,氧气在水中的溶解度随温度的升高而降低,所以5月DO浓度低于赤潮发生前期.     

流动注射化学发光测定痕量亚硝酸根的研究

基于NO_2~-对I_2-EDTA光化学反应的抑制作用和I_2与鲁米诺的化学发光反应,建立了痕量亚硝酸根的流动注射化学发光分析方法.试验并选择了最佳条件,测定了天然水中亚硝酸根的含量,回收率在93—103.5％,方法线性范围为1.0×10~(-7)—4.0×10~(-6)mol.L~(-1),检测限为1.1×10~(-6)mol.L~(-1).对2.0×10~(-7)mol·L~(-1)NO_2~-进行测定,相对标准偏差为2.2％.     

尿素对中国近海3种典型赤潮藻生长的影响

采用实验室一次性培养的方法,研究了尿素对中国近海3种赤潮藻---球形棕囊藻(Phaeocystis globosa)、锥状斯氏藻(Scrippsiellatrochoidea)和中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长的影响.结果表明,这3种赤潮藻均能利用有机氮源尿素生长,且表现出明显的浓度效应:当尿素浓度介于0~8.82μmol.L-1(以N计,下同)时,3种赤潮藻的比生长速率均较低,细胞密度也较低,与对照组相比无显著差异;当尿素浓度大于8.82μmol.L-1时,这3种赤潮藻表现出明显的生长效应.然而,3种赤潮藻适宜生长的尿素浓度并不一致,当尿素浓度分别为882、8820和8820μmol.L-1时,球形棕囊藻、锥状斯氏藻和中肋骨条藻分别达到最大比生长率0.76、0.54和0.66d-1.将3种赤潮藻在不同尿素浓度下的最大比生长速率用Monod方程拟合,得出球形棕囊藻、锥状斯氏藻和中肋骨条藻在以尿素为唯一氮源条件下的最大比生长速率和半饱和常数分别为0.73、0.47、0.63d-1和12.36、21.83和20.34μmo.lL-1.由此可见,这3种藻能够利用有机氮源尿素,无疑扩展了其氮营养来源,在无机氮源缺乏时,具有竞争优势.相比较而言,球形棕囊藻对尿素的亲和力最高,在低浓度尿素条件下,球形棕囊藻具有较高的竞争力.     

孔石莼水溶性抽提液抑制3种海洋赤潮藻的生长

研究了孔石莼水溶性抽提液对3种赤潮藻(赤潮异弯藻、中肋骨条藻和塔玛亚历山大藻)生长的影响.在实验的前4d内,孔石莼水溶性抽提液(0 25～2 0g·L-1)对各赤潮藻种的生长皆表现出明显的抑制效应,最大抑制效应表现在接种后的第2～3d.各藻种生长受抑制的量随孔石莼水溶性抽提液浓度的增加而增加,当孔石莼水溶性抽提液的浓度达2 0g·L-1时,赤潮异弯藻和中肋骨条藻被完全致死,塔玛亚历山大藻的生长受到强烈抑制.实验后期(5d后),低浓度处理组(0 25～1 0g·L-1)的藻种加速生长,表现为促进效应.经高温处理后的孔石莼水溶性抽提液对赤潮异弯藻和中肋骨条藻的抑制效应完全消失,对塔玛亚历山大藻的抑制效应明显减弱.     

营养盐对东海浮游植物生长影响的现场培养实验

2005年6月在东海赤潮高发区通过现场培养实验探讨了NO3-N和PO4-P对浮游植物生长的影响.结果表明,在培养期间,初始浓度NO3-N 11.98 μmol·L-1,PO4-P 0.16 μmol·L-1以上时,总细胞数可以达到赤潮数量.培养期间主要优势种为米氏凯伦藻、东海原甲藻和中肋骨条藻.NO3-N和PO4-P的初始浓度为23.82 μmol·L-1及 0.41 μmol·L-1以上时,东海原甲藻最大细胞数可以达到106·L-1,当NO3-N和PO4-P浓度分别增至50.34 μmol·L-1和2.32 μmol·L-1时,米氏凯伦藻和中肋骨条藻最大细胞数也可达到106·L-1.初步判定几种浮游植物对营养盐的需求不同,其中中肋骨条藻与米氏凯伦藻要求较高,东海原甲藻次之,双角多甲藻要求最低.     

卵圆卡盾藻香港株过氧化氢产生的影响因素研究

研究了卵圆卡盾藻香港株(Chattonella ovata,Hong Kong strain,COHK)在不同生长期、盐度和营养盐条件下的生长及过氧化氢(H2O2)的产生特点.结果表明,过氧化氢浓度峰值出现在COHK对数生长期(4～8 d),以第6 d达到最大,为2.91×10-4nmol.cell-1.在N∶P为16∶1、32∶1和64∶1的情况下,COHK生长较快,以32∶1时生长速率最快(0.58 div.d-1).COHK产生H2O2的量与藻类生长呈相反趋势,在N∶P为4∶1和8∶1的情况下,藻细胞生长率较低,但单位藻细胞H2O2浓度较高.单位藻细胞H2O2浓度在N∶P为4∶1时最大,达到1.26×10-4nmol.cell-1.COHK在盐度为20和25时生长率较高,在盐度为10、15和30时生长率较低,表明低盐和高盐条件均不利于COHK的生长.低盐度和高盐度均有利于COHK过氧化氢的产生,在盐度为10时,单位藻细胞的H2O2量最高,达到2.2×10-4nmol.cell-1;但盐度在15～25范围内,单位藻细胞H2O2量相差不大(0.7×10-4～0.9×10-4nmol.cell-1).Fe3+可显著影响COHK的生长,Fe3+浓度范围为0.2×10-8～1×10-8mol.L-1时,COHK生长率较高.缺铁条件下(Fe3+浓度为0),COHK生长率最低(0.1 div.d-1),而Fe3+浓度较高时(5×10-8mol.L-1),藻细胞生长率也有所降低.缺铁以及高铁条件下,卵圆卡盾藻的H2O2产量增加,H2O2浓度分别为0.97×10-4和0.95×10-4nmol.cell-1.     

福建沿海近10 a赤潮基本特征分析

收集整理了自2001～2010年近10 a的福建沿海161起赤潮事件,通过统计的方法综合分析.结果表明福建沿海赤潮在时间和空间上具有以下特征:①时间分布上,赤潮主要发生在4～9月,高发期为5～6月,大部分赤潮的持续时间为2～4 d,且发生面积在50 km2以下.近年来赤潮初发期的时间提早,且其持续时间较长;②引发赤潮的生物有20种,其中硅藻类10种,甲藻类9种,原生动物类1种.引发赤潮最多的生物为东海原甲藻(Prorocentrum donghaiense),其次为夜光藻(Noctilucascintillans)、中肋骨条藻(Skeletonema costatum)和角毛藻(Chaetoceros sp.).引发赤潮的种类具有演替规律,不断有新的种类引发赤潮;③空间分布上,赤潮主要发生在宁德市沿海、福州市沿海和厦门市沿海海域.福建省平潭以北沿海海域引发赤潮的藻种主要为东海原甲藻和夜光藻,而平潭以南沿海海域引发赤潮的藻种主要为中肋骨条藻和角毛藻;④引发有毒赤潮的藻种主要为米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi),主要发生在福建平潭以北沿海海域.通过对近10 a福建沿海赤潮的全面分析,为福建省赤潮的防灾减灾和赤潮预警工作提供科学合理的依据.     

ABTS显色分光光度法测定水中微量高锰酸钾

基于KMnO4与2,2'-联氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6磺酸)(ABTS)反应产生的绿色自由基在415 nm处有最大吸收值,建立了一种利用分光光度计测定水中低浓度KMnO4(0～4.66 μmol·L-1)的方法.在pH=2.1、ABTS过量(28.4 μmol·L-1)的条件下,KMnO4与ABTS反应的化学计量关系为1:5,产生的绿色自由基能够稳定存在,其在波长415 nm处的摩尔吸收系数为ε=(3.34±0.04)×104L·mol-1·cm-1.该方法对高锰酸钾的检测限(置信区间90%)为0.01 μmol·L-1(1.6μg·L-1,以KMnO4计).     

有序介孔碳载金/L-赖氨酸/纳米金修饰电极的制备及其对邻苯二酚、对苯二酚的检测响应研究

通过化学还原的方法合成有序介孔碳负载纳米金粒子,并构筑有序介孔碳载金/L-赖氨酸/纳米金复合膜修饰玻碳电极;利用扫描电镜观察介孔碳和介孔碳复合膜的微观结构,并用循环伏安法、电化学阻抗谱表征自组装电极的过程.在此基础上用差分脉冲伏安法研究对苯二酚和邻苯二酚混合物在该电极上的电催化氧化,研制了一种基于有序介孔碳载金/L-赖氨酸/纳米金复合膜修饰电极分别检测对苯二酚和邻苯二酚的传感器.在最优的实验条件下,该传感器在对苯二酚和邻苯二酚浓度为1×10-6～8×10-4mol·L-1的范围内具有良好的线性关系,检出限分别为3×10-7mol·L-1、7×10-7mol·L-1.     

酸性铬深蓝-示波吸附计时电位法快速测定土壤溶液中不同形态铝

报道了酸性铬深蓝-示波吸附计时电位法分别在酸性和碱性条件下直接检测土壤溶液中的无机单核铝[AIi]和总单核铝[AIa]浓度，并用该法测定了酸消化水样中的总铝[AIT]．由[AI8]-[AIi]间接得到有机单核铝[AIo]，[AIT]-[AIa]得到酸溶态铝[AIr]，从而实现了土壤溶液中5种AI形态的电化学测定测定了十多个实际土壤水样，与Driscoll方法所获结果进行了对照，结果基本一致。     

环境样品免疫检测基质效应分析与控制

免疫检测技术以其特异性强、灵敏度高、分析容量大、反应速度快、检测费用低廉等优点,逐渐成为环境样品大规模快速筛查和预警监测的首选技术.由于免疫检测无需样品预处理、能实现对样品的在线检测,因此环境样品中复杂的基质可能对免疫检测产生非常大的干扰和影响.以水环境中微囊藻毒素-LR的酶联免疫吸附试验（ELISA）检测为基础,系统地考察了环境样品中各种背景基质对ELISA检测的影响,评价了各个基质的影响规律和程度,并研究提出了相应的控制和消除各不利影响的方法,最后统一提出水环境样品免疫检测抗基质效应干扰的控制方案,即采用10×PBS＋1%BSA＋0.5%EDTA作为免疫检测反应的缓冲体系,能有效消除各基质效应对免疫检测的干扰.该方案同样适应于其它不需要对环境样品进行预处理的免疫检测技术.     

臭氧降解水中邻苯二甲酸二甲酯的动力学及影响因素

利用臭氧(O3)降解含较高浓度邻苯二甲酸二甲酯(DMP)的模拟废水,采用竞争动力学法,以硝基苯为参比有机物,获得了DMP与O3及羟基自由基(·OH)的反应速率常数,研究了·OH抑制剂叔丁醇(TBA)、pH和多种离子对O3降解DMP效果的影响.结果表明,O3降解DMP符合拟一级动力学,DMP与O3的反应速率常数kO3-DMP为(0.064±0.014)L.(mol·s)-1,与·OH的反应速率常数k·OH-DMP为3.59×109L.(mol·s)-1;O3降解DMP过程中,生成的羧酸类中间产物使弱酸或弱碱性反应液的pH下降,但不足以影响强酸或强碱性反应液的pH;降解过程中产生大量中间产物使COD的去除率滞后于DMP的降解率,且部分中间产物不易被矿化;较低浓度的TBA不足以抑制·OH与DMP反应,当TBA的浓度增大到DMP的90.21倍时,DMP的降解率由98.7%降为8.8%,已经基本抑制了·OH与DMP的反应;用磷酸盐缓冲溶液调节反应液pH,DMP的降解效果优于用NaOH/H2SO4调节;水中常见低浓度阴阳离子对DMP的降解效果没有影响,高浓度SO24-、NO3-和HPO24-对DMP降解效果的影响相对较小,高浓度Cl-和HCO3-对DMP的降解有抑制作用,且HCO3-的影响大于Cl-,当Cl-和HCO3-的浓度分别为7 097 mg·L-1和6 093 mg·L-1时,反应40 min,DMP降解率分别为50.5%和26.2%.     

IrO2/Ti-Fe电极电化学降解四氯化碳的研究

以Ir O2/Ti为阳极,Fe为阴极,研究了电化学降解四氯化碳(Carbon Tetrachloride,CT)的性能,重点研究了槽电压、极板间距、溶液的初始p H、电解质种类及浓度等因素对CT处理效果的影响.结果表明:槽电压为3 V,极板间距为50 mm,初始p H为4.5,电解质Na2SO4浓度为10mmol·L~(-1)时,CT的降解效果最佳,3 h内CT(1 mg·L~(-1))的去除率可达68.6%.运用循环伏安法(Cyclic Voltammetry,CV)研究了CT的电化学降解行为,并对降解机理进行初步推测,发现阴极还原脱氯是CT电化学降解的主要途径,CT还原脱氯的产物主要是三氯甲烷(Chloroform,CF)和二氯甲烷(Dichloromethane,DCM).     

胶州湾及邻近海域表层海水中一氧化氮浓度分布及其影响因素探讨

2011年2～3月利用化学发光法对胶州湾及邻近海域表层海水中一氧化氮(NO)浓度进行了监测.结合水文、化学和生物等要素的同步观测资料,对该海域NO浓度分布及其影响因素进行了探讨.结果表明,胶州湾内表层海水中NO浓度为0.080～0.493 nmol.L-1,平均值为(0.292±0.146)nmol.L-1,胶州湾外NO浓度为未检出～0.435 nmol.L-1,平均值为(0.160±0.130)nmol.L-1.总体来说,胶州湾表层海水中NO浓度呈现出自湾内向湾外递降的分布趋势,陆地径流和人为活动可能对NO浓度的分布造成一定程度的影响.胶州湾及邻近海域表层海水中NO浓度比开阔大洋高1个数量级.周日变化研究表明,NO浓度具有一定的变化特征,最大值出现在15:00,这可能主要受光照的影响.影响NO浓度分布的因素比较复杂,可能主要受亚硝酸盐、光强和pH等因素的影响.结果表明,2011年春季胶州湾及邻近海域表层海水是大气NO的源,通量约为1.09×10-15 mol.(cm2.s)-1.     

CTAC改性膨润土吸附去除水体中高氯酸盐的离子交换性能研究

选用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)改性膨润土以提高膨润土对ClO4-的吸附能力.试验结果表明,CTAC改性能显著提高膨润土对ClO4-的吸附能力,在0.1～l mmol·L-1的C1O4-溶液中,6h内能迅速达到吸附平衡.有机膨润土对ClO4-的吸附最符合Langmuir等温吸附模型,其吸附容量可达0.48 mmol·g-1.pH值在4～10范围内变化对ClO-的吸附几乎没有影响.高的分配系数(Kd＞1.5×103cm3·g-1)表明有机膨润土对ClO4-有很高的选择性,各阴离子的分配系数从小到大的顺序为HPO42-＜ SO42-＜ NO3-＜ ClO4-,这与阴离子的自由水合能大小相一致.1 mol·L-1 HCl溶液对吸附剂的再生效率在96％左右,可直接使用,不用再改性.     

电晕放电与络合催化联合同时去除烟气中SO_2、NO实验研究

采用电晕放电与液相络合催化协同同时去除烟气中SO2和NO,电压、水流量、乙二胺合钴浓度、pH、SO2和NO初始浓度以及气流量对同时去除SO2和NO效率的影响进行了实验研究.结果表明:NO去除率随着放电电压、水流量、乙二胺合钴浓度、pH的增加而增加,而随SO2和NO初始浓度、烟气流量的增大而减小;SO2去除率也随放电电压,水流量的增加而增加,随烟气流量的增加而下降,但溶液pH,SO2和NO初始浓度和乙二胺合钴浓度对其影响很小.溶液中加入Mn2+和尿素能分别增强SO2和NO的去除效果.最佳条件为:电压25 kV、水流量80 L·h-1,乙二胺合钴浓度0.02 mol·L-1,烟气流量1.0 m3·h-1、尿素浓度0.02 mol·L-1,Mn2+浓度为0.02 mol·L-1时,NO和SO2去除率分别可达68%和94%,对应能量消耗分别为22.2 g·k Wh-1和75.2 g·k Wh-1.     

进水C/P对SNEDPR系统脱氮除磷性能的影响

为了解不同进水C/P条件下同步硝化内源反硝化除磷(SNEDPR)的脱氮除磷特性.以实际城市污水为处理对象,采用延时厌氧(180 min)/低氧(溶解氧0.5~1.0 mg·L~(-1))运行的序批式反应器(SBR),考察了进水C/P(分别为60、30、20、15、10)对系统C、N、P去除特性的影响.结果表明:适当降低进水C/P(由60降至30)有利于提高系统内PAOs竞争优势.当C/P为30时系统除磷性能最高,厌氧段释磷速率(PRR)和好氧段吸磷速率(PUR,以P/MLSS计,下同)分别高达3.5mg·(g·h)-1和4.2 mg·(g·h)-1,出水PO3-4-P浓度均低于0.3 mg·L~(-1),且PPAO,An高达88.1%;但进一步降低进水C/P至10时,PO3-4-P去除率和PPAO,An分别由38.1%和82.4%降低至3.1%和5.3%,PRR和PUR分别仅为0.2 mg·(g·h)-1和0.24mg·(g·h)-1,系统表现出较差的除磷性能.降低C/P对系统COD去除性能没有影响,COD去除率稳定在85%左右.此外,当C/P由60降低至20时,系统硝化性能变差,表现为出水NH+4-N和NO-2-N浓度分别由0和6.9 mg·L~(-1)升高至5.1 mg·L~(-1)和16.2 mg·L~(-1);而当C/P进一步降低至10时,系统硝化性能得以恢复,但亚硝积累特性遭到破坏,表现为出水NH+4-N和NO-2-N浓度逐渐降低为0,但出水NO-3-N浓度由0.08 mg·L~(-1)升高至14.1 mg·L~(-1).SNED率先由62.1%降低为36.4%后又逐渐提高至56.4%.C/P低于15时,有利于提高GAOs的竞争优势,且C/P由20降至10时系统脱氮性能得以恢复,原因在于GAOs内源反硝化作用的增强.