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.     

污水中大肠杆菌的酶联免疫检测方法研究

以城市污水处理厂二沉池出水为检测目标,比较了夹心法和直接法2种酶联免疫反应方式,分析包被抗体和酶标抗体浓度、菌液预处理等因素对检测灵敏度的影响,确定了ELISA的最佳工作条件.结果表明,检测大肠杆菌的线性区间为10CFU/mL～6×10⁴CFU/mL,最低检测限达到10CFU/mL.与传统检测方法相比,该技术具有操作简单,节省时间和费用,反应灵敏度高等优点.     

氯化钠和三氧化二铁对炉内喷钙固硫剂的催化活化作用

简述了氯化钠和三氧化二铁对炉内喷钙固硫剂的催化活化作用，指出含有三氧化二铁的粉煤灰可以作为炉内喷钙固硫剂的催化剂加入。     

一种可同时检测挥发性氯代烷烃和氯代烯烃的电子鼻的研制

开发了一种可用于快速检测挥发性氯代烷烃和氯代烯烃气体的电子鼻系统.该电子鼻系统的核心检测部件为3个金属氧化锡传感器及一个光离子化传感器(PID)所构成的传感器阵列.基于对9类单一成分标准气体和5类混合标准气体的测试分析建立了气体类型识别模型,然后通过加标实验与气相色谱法比较验证了电子鼻系统检测的有效性.结果表明:①电子鼻中各传感器对氯代烯烃和氯代烷烃的响应有差异.PID对氯代烷烃无响应,对氯代烯烃有线性响应(R2>0.997).传感器TGS2602对四氯化碳(CT)、三氯甲烷(TCM)和1,2-二氯乙烷(1,2-DCA)较为灵敏,对前两者的定量性较好,但对1,2-DCA的线性响应很差.传感器TGS2600和TGS2620对二氯甲烷(DCM)和1,2-DCA较为灵敏,且线性响应程度好(R2>0.995).②建立了基于传感器阵列信号的气体类型简单识别模型:选用PID计算氯代烯烃浓度,TGS2602计算CT和TCM浓度,TGS2600或TGS2620计算DCM和1,2-DCA浓度.③TGS2602对标准混合气体的响应强度小于单物质响应强度之和,其它传感器对标准混合气体的响应强度接近于单物质响应强度之和.④电子鼻对污染水样中DCM和四氯乙烯(PCE)混合气体的检测结果与气相色谱分析值呈线性相关,相关系数R2>0.96.     

生物活性炭滤池修复地表水的研究

采用自行设计的生物滤池反应器去除地表水中的氮,考察了HRT、水力负荷和氨氮负荷对生物滤池出水水质的影响。结果表明:系统TN去除率随水力负荷的增加而下降,氨氮去除率无明显变化,水力负荷小于1.2 m3/(m2·d),TN去除率达到54%以上;在进水氨氮质量浓度为14.52~17.44 mg/L条件下,HRT为10 h时,生物滤池对氮去除效果较好;当HRT为6 h,进水氨氮负荷增加到0.048 kg/(m3·d)以上,氨氮和TN平均去除率分别为96%和31%。     

基于溶解氧微电极的动态膜特性的在线研究方法

自生动态膜-生物反应器是一种将粗网材料制成的组件置于反应器中进行泥水分离的生物处理工艺.粗网材料表面形成的动态膜不仅能有效去除浊度,还具有生物活性,可以降解污染物.通过微电极技术,可以研究动态膜的生物活性.为便于微电极在线测量,构建微型反应器模拟动态膜的实际过滤过程,结合微动平台,采用溶解氧微电极测量动态膜内的溶解氧分布.结果表明,动态膜在反应器运行过程中结构发生变化,出现气泡.动态膜内溶解氧浓度随深度的增加而降低,在2.0～2.5mm深度处降至0.动态膜表层微生物的比耗氧速率在反应器运行第1、5和8天分别为34.3、10.6和12.4mg/(g·h).     

检测2,4-D的一次性安培型免疫传感器

2,4-D是广泛使用的除草剂,以2,4-D为检测目标,研究了安培型免疫传感器.首先采用1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC)作为交联剂制备2,4-D与BSA以及PLL的偶联物.用结合比1∶16的2,4-D与偶联物制备兔抗血清.免疫传感器的制备包括2个步骤,使用丝网印刷工艺制备一次性碳电极,然后通过戊二醛交联在电极表面固定2,4-D与多聚赖氨酸(PLL)的偶联物.待测水样与2,4-D抗血清和HRP酶标二抗进行间接免疫竞争反应.在HRP酶在邻苯二胺和H₂O₂的共同作用下发生酶促反应,检测还原电流以反映2,4-D的浓度.试验了不同浓度抗血清和酶标二抗对检测信号的影响,结果表明,2,4-D的检测下限达到1.69ng/mL,线性区间1.69～30 000ng/mL,适合饮用水中2,4-D的检测要求.     

水质生物毒性在线监测技术研究进展

从生物分子、细胞、个体、种群和群落水平，系统介绍了国内外研发的水质毒性在线监测技术，归纳分析了各种技术的特点及应用，并提出了其发展前景与趋势。     

基于岩腔后退的危岩断裂破坏分析——以重庆市万州区太白岩危岩为例∗

硬质岩体危岩的突发性破坏本质是岩体的脆性断裂破坏。以重庆市万州区太白岩危岩为例，将危岩后缘卸荷裂隙的扩展贯通简化为半无限大板的边缘裂纹断裂问题，建立了卸荷结构面接触与非接触的裂纹断裂力学模型，推导了 I 型裂纹、II 型裂纹应力强度因子以及联合应力强度因子表达式，并基于数值模拟手段提出了危岩结构面正应力与剪应力确定方法。万州太白岩危岩 W10 断裂破坏分析结果表明：危岩崩塌失稳受控于岩腔的深度，岩腔深度加大，后缘卸荷裂隙扩展，其力学机制根据岩腔深度变化表现为拉破坏和拉剪破坏；对于危岩 W10， 裂纹联合应力强度因子随岩腔深度的增大表现出先增加后降低再增大的趋势，I 型裂纹断裂应力强度因子具有与联合应力强度因子相同的变化特征；岩腔深度 3~6 m 以及 9~10 m 内，危岩裂纹主要为拉应力集中状态；岩腔深度 6~9 m 时，危岩裂纹处于拉剪应力状态；当岩腔深度为 3.8 m 时，危岩 W10 发生拉剪断裂破坏，断裂扩展角为 29.5°。