杭州电子科技大学环境微生物学教学改革实践

本文依据杭州电子科技大学环境工程、环境科学专业的培养目标,提出了《环境微生物学》课程教改应从理论教学和实践教学两方面进行,实践教学中要增强教学和实际生活紧密联系的实验课的开展,体现培养环保人才的专业特色,切实锻炼和提高学生学以致用的能力。本校的改革内容可供其他院校环境工程等相关专业课程改革参考。

一个新的水稻叶绿素缺失黄叶突变体遗传分析及其基因定位

粳稻品种"嘉花1号"经60Coγ射线辐照后,在其后代中筛选到一个黄叶的突变体(yl6),经过表型分析,发现该突变体幼苗期不论在低温(20℃)还是在高温(32℃)培养条件下,与野生型相比叶色均呈现出淡黄色,表明其为一温度不敏感突变体。光合色素含量测定结果显示,yl6突变体的黄叶突变性状主要是由叶绿素含量下降所导致。电镜结果显示,yl6突变体内叶绿素合成受阻且叶绿体的正常发育受到影响。遗传分析表明,该突变性状受一对隐性核基因(yl6)所控制。利用该突变体与籼稻"培矮64S"杂交产生的F2、F3群体中分离出的608个突变体型单株作为定位群体,结合SSR和CAPS分子标记将yl6基因定位在水稻第6染色体短臂上的CAPS1和RM2353分子标记之间,其物理距离约为271kb,目前该区域内没有发现与水稻叶绿素合成/叶绿体发育相关已知功能基因。本研究结果可为yl6基因的克隆和功能分析奠定了基础。

碳纳米石墨片吸附1-丁基-3-甲基咪唑溴盐的研究

本实验研究了碳纳米石墨片材料对离子液的吸附性能。以硫酸为电解液,石墨棒作为阳极,石墨片作为阴极,通过电解方法制备碳纳米材料。通过实验比较研究碳纳米材料在不同环境条件下对离子液体1-丁基-3-甲基咪唑溴盐的吸附性能,结果表明,温度越低,对吸附反应更有利,在反应进行到120分钟左右,吸附反应基本达到平衡。

双金属Fe^0-Cu^0的合成及其催化过硫酸钠(PS)降解邻苯二甲酸二丁酯的研究

以铜金属有机骨架材料Cu3(BTC)2·12H2O(Cu-BTC)为前驱体,通过浸渍还原方法成功制备出粒径为20-30 nm的Fe^0-Cu^0双金属催化剂.为评估该双金属催化剂对过硫酸钠(PS)的催化活性,对邻苯二甲酸二丁酯(DBP)进行氧化降解研究.考察了Fe^0/Cu^0的摩尔比、PS浓度、催化剂用量及初始pH对DBP降解的影响.结果表明在Fe^0/Cu^0<1.0时,DBP的降解去除率随着双金属催化剂Fe^0/Cu^0摩尔比的增加而增大.DBP的降解率随着PS和Fe^0-Cu^0双金属催化剂浓度的增加而增大,并在PS和Fe^0-Cu^0浓度分别为1.62 mmol·L^-1和0.3 g·L^-1时达到最佳去除效果.除pH值为7.0外,DBP的降解率随着初始pH值的增加而下降.

基于电场检测的船表涂层破损仿真分析

涂层的破损缺失是船体腐蚀的主要原因之一,但由于船体检测通常耗时耗力,检查的频率较低,因此提出一种快速检测定位涂层破损的方法。利用外加电流的阴极保护系统与涂层破损引起的船体周围电解质电位的变化,通过测量船体周边两侧对称位置处的水下电势差异来检测船体涂层破损。通过水下电场传递实验证实了基于电场特征信号对破损位置测距和定位方法的可行性,并采用COMSOL Multiphysics物理仿真软件模拟了阴极保护电流产生的腐蚀电场及船体表面金属的电化学腐蚀过程。通过分析船体两侧测量线段上的电位变化,可以发现船体涂层破损点位两侧水下电势差异明显最大,根据水下电场传递规律分析测量线上电解质电势分布实现了对破损点位的纵向及横向定位,平均偏差分别为0.2 m和0.21 m。同时,发现平均电位大小与破损面积呈线性关系。这种方法具有高精度,且适用于纵向定位间隔3 m以上的多点情况,规避了环境因素对检测的干扰,可实现对船体涂层破损的早期快速检测,改善船舶的防腐管理。

工业发达城市土壤重金属时空变异与源解析

采集了宁波市区2003和2013年两期共1 130个土壤样品,测定了8种典型重金属元素的含量,运用污染指数评价法对土壤重金属污染程度进行了评价,运用地统计学方法剖析了污染的时空变异特征,并分别运用主成分分析和UNMIX受体模型解析了重金属的污染来源.结果表明:(1)除了As,两期重金属元素的含量均值都超过了浙江省土壤背景值和国家土壤背景值,说明土壤普遍存在重金属污染;从2003～2013年,所有元素的含量均值都不同程度地增大,说明10年间重金属污染普遍加剧;(2)单因子污染指数的评价结果表明,Hg为重度污染,Cd、Cu、Pb为中度污染,Zn、Cr、Ni为轻度污染,As为非污染状态;所有采样点的内梅罗综合污染指数都超过了警戒值,10年间综合污染指数> 3、呈重度污染的样本显著增加.(3)同种元素不同时期的污染空间格局相近,不同元素则呈现一定差异,Pb和Hg,Cr、As、Cu、Zn和Ni的空间分布特征具有相似性,高值区主要集中在污染企业分布密集和人类活动频繁的海曙、江北、江东、镇海四区;(4)研究区重金属污染源主要包括两类,即以Ni、As、Cr、Zn、Cd为主要成分的工业污染源,以Pb和Hg为主要成分的生活污染源,前者源自工业废水、废气和废渣的排放;后者源自于生活垃圾、汽车尾气及道路磨损造成的颗粒物和粉尘污染.

土壤重金属累积对土地利用与景观格局的响应

土地利用/覆被既能反映重金属污染物的主要来源,亦能通过改变土壤物理、化学和生物性质从而控制重金属在土壤中的迁移性和活性,造成土壤中重金属的累积直至污染.基于2003年和2013年宁波市区土壤重金属采样点数据和土地利用数据,采用面向对象的决策树分类方法进行土地利用/覆被分类,采用单项污染指数、内梅罗综合污染指数评价土壤重金属污染状况,采用景观格局指数探索重金属不同累积程度下的土地利用变化和景观格局演变,采用冗余和偏冗余分析识别对研究区土壤重金属累积影响最为显著的景观格局因子及不同因子之间的交互作用.结果表明:①2003～2013年研究区8种土壤重金属元素均出现了不同程度的累积,其中以Hg、Ni和Cr的累积程度最高;研究区大多数区域已受到了土壤重金属的污染且重度污染区的污染程度仍在加剧.②较高的重金属累积程度并不完全出现在土地利用类型一直为建设用地的区域,或由其他类型转为建设用地的区域,有相当一部分发生在利用类型一直为耕地或者是由其他类型转为耕地的区域.③重金属污染地区都有着破碎、复杂和聚集的景观格局特征,其中耕地、住宅用地和工业用地的这种特征与土壤重金属累积的相关性最大;④建设用地的斑块聚集程度越高,大多数重金属元素的累积程度会显著增加;景观的多样性程度和农用地的形状复杂程度越高,Cu、Hg、Pb和Cd的累积程度会显著增加;距离采矿用地越近,Cd含量增加的效应越明显.

NaSr_4B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu^(2+)红色荧光粉制备及发光性能的研究

实验通过传统的高温固相合成法合成了一系列的NaSr_4B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu^(2+)红色荧光粉。NaSr_(3.98)B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu^(2+)荧光粉具有立方相晶体结构,空间群为Ia-3d,其结构内拥有两个不同配位的发光中心分别为八配位和六配位。NaSr_(3.98)B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu^(2+)荧光粉的激发光谱可以与近紫外LED芯片很好地符合,由于Eu^(2+)离子的4f65d1→4f7能级跃迁,使得NaSr_4B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu^(2+)荧光粉表现出发光中心位于610 nm附近的红色宽带发射,半高宽约为110 nm。NaSr_(3.99)B_3O_(8.1)N_(0.6):0.02Eu^(2+)荧光粉的最佳掺N浓度为x=0.8,其寿命在两个不同的发光中心的平均衰减时间分别为603和510 ns。在y=0.02时,NaSr_(4-y)B_3O_(8.1)N_(0.6):yEu^(2+)荧光粉的发射光谱发生了浓度猝灭现象,计算得到其激活剂离子间的临界距离为2.712 nm,导致浓度猝灭的激活剂离子之间的相互作用的方式为偶极子-偶极子。以上结果表明,NaSr_4B_3O_((9-3x/2))N_x:Eu^(2+)荧光粉有望成为白光LED的光色转换材料。