采用渐变结构提升鼓形容积式多孔介质吸热器传热性能

以鼓形多孔介质容积式吸热器作为研究对象,将空气和碳化硅分别作为传热流体和多孔介质材料,建立三维数值模型,采用高斯热流分布模型(GDM)模拟实际聚焦太阳能的热流分布,基于数值计算方法分析了渐变孔隙率和渐变孔径结构与恒值孔隙率和恒值孔径结构对吸热器传热性能的影响。结果表明:相较于恒值孔隙率和恒值孔径,采用渐变孔隙率、渐变孔径结构的吸热器传热流体出口温度提升了11.47%。

大型蚤对五价砷抗性选择的响应

金属污染对栖息在该环境中的生物具有强大的选择力,生物若能进化出对该金属的抗性则能在该环境中生存下去,否则将会灭绝。人工模拟的选择方法可以用来研究生物对金属的抗性进化。为了探索大型蚤(Daphnia magna)是否能进化出对五价砷(As(Ⅴ))的抗性,采用多代选择的方法对其进行了As(Ⅴ)诱导的抗性响应研究。依据本实验室大型蚤对As(Ⅴ)的96h半致死浓度(4.25 mg·L^(-1)),试验选取As(Ⅴ)亚致死浓度(8.0 mg·L^(-1))对大型蚤进行选择,每代选择30%~50%对As(Ⅴ)耐受性高的大型蚤转移至不加As(Ⅴ)环境下继续繁殖得到下一代,并重复该选择过程至获得第五代(F5)终止试验。以选择组F5代及对照组F5代大型蚤为测试目标,考察其在As(Ⅴ)继续暴露下的存活时间以期获得具As(Ⅴ)抗性大型蚤。结果显示,在F5代中,选择组大型蚤在As(Ⅴ)(8.0 mg·L^(-1))暴露下的存活时间相比对照组显著延长175%,证实了大型蚤对As(Ⅴ)的进化抗性。进一步研究发现,选择组F5代与对照组F5代相比繁殖力下降19.96%,平均每批产仔量降低15.71%。这表明经过五代人工选择后,大型蚤能够进化出对As(Ⅴ)的抗性,而这种抗性的进化伴随以生物适应性参数的降低为代价。另外,大型蚤对这种抗性的获得机制(对As(Ⅴ)的累积和脱毒机制)仍需进一步研究。

扰流参数和非均匀颗粒结构参数对填充床相变蓄热器蓄热特性的影响

以填充床式相变蓄热器作为研究对象,将60%NaNO3和40%KNO3混合而成的二元硝酸盐作为传热流体,将59.98%MgCl2、20.42%KCl、19.6%NaCl混合熔盐作为相变材料,建立无需对每个封装颗粒网格离散化的多孔介质局部非热平衡模型。通过数值计算对填充床式相变蓄热器的蓄热性能进行研究,分析了扰流参数以及颗粒结构参数等对蓄热器蓄热性能的影响。为提升蓄热器的蓄热性能,采用非均匀颗粒直径分布,并与等颗粒直径进行比较。结果表明:与填充0.025 m和0.015m的等颗粒直径相比,蓄热器上端填充0.025m和下端填充0.015m的非均匀颗粒直径分布的相变材料完全融化时间分别缩短了3.81%和1.90%。

硒对水生生物双重生物效应的研究进展

硒是动物体必需的微量元素,但是硒含量过高或过低均可对生物体产生有害效应.文章阐述了硒在生物体内硒蛋白、抗氧化、免疫系统中的有益性及作用机制;总结了硒对水生生物氧化胁迫、胚胎畸形发育、母体传递等毒性效应机制;讨论了影响硒双重生物效应的因素.通过综述近年来硒在水生生物体内(特别是鱼类)的双重生物效应,以及影响硒双重生物效应的关键因素等,进一步解析了硒在水生生物体内的累积、代谢、转化与复杂生物效应的关系,并为今后硒生物效应的深入研究和科学补硒提供依据.

Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)在斑马鱼组织中的累积及对抗氧化系统的影响

以斑马鱼为受试材料,研究了Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)在斑马鱼组织中的累积及对抗氧化系统的影响。试验分3组,分别为对照组、Se(Ⅳ)处理组(500μg·L-1)和Se(Ⅵ)处理组(5000μg·L-1),处理28 d后,测定斑马鱼脑、鳃、肝、肠和肌肉组织中硒的累积以及过氧化氢酶(CAT)活性、总抗氧化能力(T-AOC)和Na+/K+-ATPase活性。结果显示,与对照组相比,硒处理组斑马鱼各组织中呈现不同程度的硒累积,肝组织中硒累积量最高,肠组织中CAT活性、鳃和肠组织中T-AOC活性以及鳃和肝组织中Na+/K+-ATPase活性均显著降低。Se(Ⅳ)与Se(Ⅵ)处理组相比,斑马鱼肝和鳃组织中硒累积量显著升高,肝组织中CAT活性显著下降13%,T-AOC活性显著升高1.8倍。研究结果表明Se(Ⅳ)比Se(Ⅵ)生物可利用性更高,硒累积导致斑马鱼组织发生氧化胁迫,试验为进一步从抗氧化系统的角度研究硒暴露对鱼类等水生生物的毒性作用机制奠定了基础。

沉积物中无机硒对霍甫水丝蚓的生物效应研究

硒是动物体必需微量元素之一,水体沉积物中无机硒主要以Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)形态存在,而目前有关无机硒对底栖动物的生物效应研究较为匮乏。本实验以典型底栖动物霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)为研究对象,通过测定抗氧化、神经和消化系统中生化指标的变化,分析了暴露浓度(2~40μg·g^(-1))、暴露时间(2周和2个月)和硒价态(Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ))对其生物效应的影响。结果显示,脂质过氧化水平(以TBARS含量表示)在暴露2周和2个月后,均未受到硒价态的影响,但是暴露2周后,在5μg·g^(-1)组有一升高峰值,而暴露2个月后,在5μg·g^(-1)组有一降低峰值。抗氧化酶活性在暴露2周后,受到硒价态显著影响,Se(Ⅳ)导致3种抗氧化酶活性逐渐升高并在20μg·g^(-1)达到平衡,而Se(Ⅵ)在5μg·g^(-1)即造成抗氧化酶活性升高,并随浓度的升高恢复到对照组水平;暴露2个月后,抗氧化酶未受到硒价态影响,过氧化氢酶(CAT)活性在5μg·g^(-1)浓度附近有一降低峰值,超氧化物歧化酶(SOD)活性在5μg·g^(-1)浓度附近有一升高峰值,而谷胱甘肽硫转移酶(GST)活性没有变化。乙酰胆碱酯酶(AChE)活性受到硒价态影响较小,暴露2周后只有5μg·g^(-1) Se(Ⅳ)导致AChE酶活性升高,而暴露2个月后,随着浓度升高Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)均导致AChE酶活性降低。α-葡糖苷酶(α-Glu)活性仅在5μg·g^(-1)暴露组升高,且受到暴露时间和价态差异的影响。研究表明,硒的暴露浓度、时间和硒价态显著影响硒的生物效应,这为阐明沉积物中无机硒对底栖无脊椎动物生物效应及机制提供了基础数据。

广西罗非鱼主产区养殖池塘抗生素残留状况分析

【目的】明确广西罗非鱼主产区养殖环境中抗生素的残留分布,为推进罗非鱼养殖产业的健康绿色发展提供参考。【方法】分别于桂中、桂南和桂北地区淡水养殖池塘中各选择3口具有代表性的池塘(依次编号1#～9#)为采样区,重点研究养殖环境(池塘养殖水和底泥)及吉富罗非鱼成鱼组织(肌肉和肝脏)中恩诺沙星(ENR)、呋喃它酮代谢物(AMOZ)、呋喃妥因代谢物(AHD)、呋喃西林代谢物(SEM)、呋喃唑酮代谢物(AOZ)、磺胺嘧啶(SDZ)、磺胺二甲嘧啶(SM2)、氯霉素(CAP)和土霉素(OTC)等9种常见抗生素的残留情况。【结果】所有样品中检测出的残留抗生素只有3种,即ENR、SM2和OTC。其中,底泥及养殖水样品中检出的残留抗生素为ENR、SM2和OTC,鱼体肌肉组织样品中检出的残留抗生素为ENR,肝脏组织样品中检出的残留抗生素为ENR和SM2。采样池塘底泥中ENR和OTC的残留检出范围分别为1.2400～19.3500和1.3800～38.0100μg/kg,SM2含量为4.2100μg/kg;养殖水样品中ENR和OTC的残留量范围分别是0.0147～0.0227和0.0327～3.2420μg/L,SM2含量为0.0443μg/L;肌肉组织中ENR的检出残留量为2.8270μg/kg;肝脏组织中ENR的检出范围是1.0567～6.3230μg/kg,SM2含量为3.3000μg/kg。在抗生素残留程度上,8#和5#池塘受抗生素的污染程度相对其他池塘更严重。其中,8#池塘抽检的底泥样品中ENR含量达19.3500μg/kg,SM2含量达4.2100μg/kg,OTC含量达8.4600μg/kg,肌肉样品中ENR的残留量是2.8270μg/kg,肝脏组织中ENR和SM2的残留量分别高达6.3230和3.3000μg/kg;5#池塘受OTC的污染较其他池塘严重,底泥中检出OTC的残留量高达38.0100μg/kg。食品安全方面,肌肉组织中,仅8#池塘的鱼体肌肉样品中检出ENR一种抗生素残留,且残留含量远低于我国及输韩国的水产品中对可食部分限定的最大残留量,但在输美国、加拿大及日本等国家和地区时,禁止在水产品的可食部分中检出ENR;其余肌肉样品中均未检出残留抗生素。【结论】虽然广西罗非鱼主产区养殖池塘环境中残留抗生素种类较少,残留量较低,鱼体组织中抗生素累积较少,抗生素污染程度较低,肌肉组织可食无害,但仍需密切关注养殖环境中抗生素的残留风险。

海洋塑料垃圾的环境行为与生态效应研究进展

海洋塑料污染是一个全球性问题。塑料垃圾作为海洋塑料污染物之一,对其研究和认识还不全面。本文在总结国内外相关研究基础上,综述了海洋塑料垃圾的来源与分布、降解、添加剂浸出、附着海洋生物和吸附污染物等环境行为,以及其生物效应(缠绕海洋动物和被海洋动物摄食)。根据海洋塑料垃圾的研究现状,未来应加强测定方法、塑料浸出物的毒性效应、潜在污染物、生态效应评价方法和污染防治政策等方面的研究。

沉积相硒对夹杂带丝蚓的生物累积及效应研究

以底栖模式生物夹杂带丝蚓(Lumbriculus variegatus)为研究对象,在环境相关浓度的沉积相Se(Ⅳ)中暴露21 d后,通过ICP-MS定性定量硒在带丝蚓体内的含量及形态。硒在环境相关浓度下可以有效地在夹杂带丝蚓体内累积,形态主要以Se-Met和Se-Cys为主。此外,沉积相中硒可以促进夹杂带丝蚓体内氧化应激反应、降低Na^(+)/K^(+)-ATP酶活性以及消化系统相关酶活性,从而抑制夹杂带丝蚓的肥满度增长以及对沉积物中硒的生物富集能力。结果表明:环境相关浓度的沉积相Se(Ⅳ)可能影响硒在底栖生物中的累积及其形态的分布,并形成生物效应。研究结果为阐明沉积物中硒对底栖生物的生物累积及效应提供了重要的理论依据和数据支撑。

葫芦岛海产品重金属含量及健康风险分析

通过测定葫芦岛海滨常见6种海洋生物体内Cr、Ni、Zn、Cu、Cd和Pb的含量,并与国内其他地区同类生物中的金属含量进行比较,评价了采样物种污染程度。在此基础上,以日摄食量(DI)、目标危害系数(THQ)和目标致癌系数(TR)为考量指标,分别评价了当地居民中成人和儿童摄食此类海产品可能导致的健康风险。结果表明:葫芦岛海滨常见海产品体内重金属平均含量顺序为Zn>Cu>Ni>Cd>Cr>Pb,脉红螺(Rapana venosa)和短滨螺(Littorina brevicula)体内Cd污染较为严重,鮻(Liza carinatus)受到了Zn的污染,紫贻贝(Mytilus galloprovincialis)、海带(Ulvaceae)和日本蟳(Charybdis japonica)体内的重金属含量则低于相关的污染评价标准;对于Cd而言,摄食短滨螺、紫贻贝和脉红螺的DI值大于参考值(1μg·kg^(-1)·d^(-1)),THQ值均大于1,最大可达到7.4;对Pb来说,居民食用海带、短滨螺和脉红螺后的TR值高于可接受水平(>10^(-6))。本研究中所调查的部分生物受到了不同程度的重金属污染,当地居民长期食用此类海产品存在潜在的健康风险,其中成人受危害的程度高于儿童,Cd和Pb的摄食风险尤其应当受到重视。

水环境中Cr(Ⅵ)对鱼类毒性机理研究进展

随着工业,特别是不锈钢产业的迅速发展,环境中的铬污染问题日益严重,Cr(Ⅵ)能够很容易地透过细胞膜进入细胞和生物体内,其毒性远高于Cr(Ⅲ).铬作为变价金属,其在鱼类体内能够产生活性氧自由基(ROS),对机体产生氧化胁迫效应;此外,Cr(Ⅵ)在细胞还原作用下生成的中间产物[Cr(Ⅴ)、Cr(Ⅳ)等]会进一步和DNA结合,导致基因的损伤和突变,从而危害鱼类的生长发育和种群结构.本文在不同水平上,系统总结了Cr(Ⅵ)对鱼类的毒性效应,从多个层次(分子、细胞、组织、器官、个体)阐述了Cr(Ⅵ)的毒性作用机制和鱼类相应的毒性解毒机制,并对于Cr(Ⅵ)的毒性研究中尚不完全清楚、需要深入考察的方面进行了探讨.

硒预暴露对夹杂带丝蚓铜累积及毒性的影响

为研究不同摄入途径下不同形态的硒(Se)预暴露对铜(Cu)在夹杂带丝蚓(Lumbriculus variegatus)体内的累积及Cu暴露导致的脂质过氧化的影响,本实验将夹杂带丝蚓分别预暴露在含亚硒酸盐(Se(Ⅳ))、硒酸盐(Se(Ⅵ))、L-硒甲硫氨酸(Se-L-Met)的沉积物(食物相,20μg·g^(-1)干重)和水溶液(15μg·L^(-1))中,再将Se预暴露的带丝蚓暴露于15μg·L^(-1)的Cu 7天,检测其体内Cu累积及硫代巴比妥酸反应产物水平。结果显示:除水相Se(Ⅵ)预暴露组外,食物相及水相预暴露摄入的Se均显著降低了Cu在带丝蚓体内的累积;Se预暴露降低了Cu对带丝蚓造成的过氧化损伤,但不同暴露途径可能对不同形态Se的这种保护能力也有影响。结果表明,环境相关浓度的Se预暴露能够降低Cu的累积及对Cu暴露在夹杂带丝蚓所产生的毒性提供保护作用,但这种保护作用的机制有待进一步的研究。

氟西汀与三氯生复合暴露对麦穗鱼的毒性效应

为探讨药品和个人护理产品(PPCPs)复合污染对水生生态系统的影响,本试验以东北地区土著鱼类麦穗鱼为试验材料,研究了氟西汀(FLX)与三氯生(TCS)复合暴露对其不同器官的毒性效应.经急性(4 h)与慢性(42 d)复合暴露试验后分别检测麦穗鱼Ⅰ相和Ⅱ相解毒酶、神经系统、消化系统及抗氧化系统等受到的影响.结果表明:在FLX/TCS复合暴露条件下,麦穗鱼脑部乙酰胆碱酯酶活性受到短暂抑制,肝中细胞色素P450活性持续受到抑制,肠中α-葡萄糖苷酶活性在急性暴露后受到诱导但是长期暴露后被抑制,同时长期复合暴露导致肝中脂质过氧化水平升高.氟西汀和三氯生对麦穗鱼的复合暴露可对麦穗鱼多个器官产生急性毒性应激效应,而随着暴露时间的延长,麦穗鱼可产生一定的适应性,但这种适应作用的机制有待进一步研究.