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微流控技术在海洋分析监测中的应用研究

分析化学 2023年第10期51卷 1545-1556页

作者：齐骥相佳雯林栋付龙文李博伟陈令新中国科学院烟台海岸带研究所海岸带环境工程技术研究与发展中心自然资源部海洋观测技术重点实验室中国科学院大学

在认知海洋规律、发展海洋经济以及保护与修复海洋生态环境的过程中，海洋分析监测是必不可少的技术手段。现代海洋监测呈现原位、实时和立体化的特点，亟需小型、灵敏、快速和自动化的海洋分析监测装备。微流控芯片技术以其突出的微流... 详细信息

在认知海洋规律、发展海洋经济以及保护与修复海洋生态环境的过程中，海洋分析监测是必不可少的技术手段。现代海洋监测呈现原位、实时和立体化的特点，亟需小型、灵敏、快速和自动化的海洋分析监测装备。微流控芯片技术以其突出的微流控通道、低能耗和高通量等优势，结合先进化学分析方法，在海洋分析监测装备核心传感部件的构建方面展现出较强的发展潜力。本文从微流控芯片的材料、制备及其分析方法构建出发，以海洋环境分析和海洋原位在线监测两类应用为主，涉及的参数和对象包括酸碱度、溶解气体、营养盐、重金属、有机污染物和海洋微生物，评述了微流控技术在海洋分析监测中的应用研究进展，并对其未来发展进行了展望。

关键词：海洋环境分析海洋监测微纳流控传感器评述

基于全光谱分析的水质化学耗氧量在线监测技术

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光子学报 2012年第8期41卷 883-887页

作者：冯巍巍李玲伟李未然孙西艳付龙文赵广立吕颖张伟陈令新中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程重点实验室山东省海岸带环境过程重点实验室山东烟台264003

针对水体中化学需氧量在线监测的迫切需求,设计了一种基于全光谱分析的水质化学耗氧量监测系统.该系统通过测量已知化学耗氧量的水质吸收光谱,利用最小二乘法建立吸光度与化学耗氧量的传输方程;针对待测水样,通过已建立的传输方程来反... 详细信息

针对水体中化学需氧量在线监测的迫切需求,设计了一种基于全光谱分析的水质化学耗氧量监测系统.该系统通过测量已知化学耗氧量的水质吸收光谱,利用最小二乘法建立吸光度与化学耗氧量的传输方程;针对待测水样,通过已建立的传输方程来反演水体化学耗氧量的浓度.通过模拟复杂水样进行化学耗氧量值测量,并将测量值与实验室结果进行比较,验证了该系统的可靠性.结果表明,该全光谱法水质监测系统不需要消耗任何试剂,无二次污染,测量准确度高、速度快,可广泛应用于水质化学耗氧量的实时、现场监测分析.

关键词：化学需氧量全光谱最小二乘法在线监测

新型铁铜铝三元复合氧化物除磷性能与机制研究

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环境科学学报 2018年第2期38卷 501-510页

作者：杨雪陈静李秋梅张高生刘子全烟台大学环境与材料工程学院烟台264005 中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东省海岸带环境工程技术研究中心烟台264003 烟台大学海洋学院烟台264005

采用共沉淀法制备了一种新型铁铜铝三元复合氧化物吸附剂,系统研究了其对磷的吸附行为,并对吸附磷前后的吸附剂进行了表征.吸附实验结果表明,铁铜铝三元复合氧化物对磷具有优异的吸附去除效能,Freundlich吸附等温线模型能更好地拟合其... 详细信息

采用共沉淀法制备了一种新型铁铜铝三元复合氧化物吸附剂,系统研究了其对磷的吸附行为,并对吸附磷前后的吸附剂进行了表征.吸附实验结果表明,铁铜铝三元复合氧化物对磷具有优异的吸附去除效能,Freundlich吸附等温线模型能更好地拟合其对磷的吸附,最大吸附量为62.6 mg·g-1(pH=7.0),显著高于多数文献报道的磷吸附剂;吸附速率较快,吸附动力学更符合Elovich模型;溶液pH对磷吸附有一定影响,随着pH的升高,磷吸附量降低,离子强度则影响不大;共存阴离子对磷吸附具有抑制作用,影响的大小顺序为SiO_3^(2-)>SO_4^(2-)>CO_3^(2-)>Cl^-,而共存阳离子Ca2+和Mg2+则对磷吸附略有促进作用.Zeta电位、红外谱图(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表征分析表明,磷在铁铜铝三元复合氧化物表面发生了特性吸附,磷酸根主要通过取代复合氧化物表面的羟基形成内表面络合物而被吸附去除.溶出实验结果表明,当pH在5.0~8.5范围内,Fe^(3+)、Cu^(2+)、Al^(3+)的溶出量均较低.由此可知,铁铜铝三元复合氧化物是一种具有良好应用前景的除磷吸附剂.

关键词：铁铜铝三元复合氧化物磷吸附机制吸附剂

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海水化学需氧量的分析方法与监测技术

中国科学：化学 2022年第1期52卷 71-88页

作者：孙西艳付龙文刘永亮赵建民陈令新中国科学院牟平海岸带环境综合试验站中国科学院烟台海岸带研究所烟台264003 中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室中国科学院烟台海岸带研究所烟台264003 中国科学院海洋大科学研究中心青岛266071

化学需氧量(COD)是反映有机污染程度的综合性指标,随着污染的加重及污染物排放总量控制的实施,COD的检/监测变得尤为重要.然而,海水中COD分析测试方法的研究与技术更新进展缓慢,可用仪器设备相对较少,开发可靠、稳定、高效的COD检测新... 详细信息

化学需氧量(COD)是反映有机污染程度的综合性指标,随着污染的加重及污染物排放总量控制的实施,COD的检/监测变得尤为重要.然而,海水中COD分析测试方法的研究与技术更新进展缓慢,可用仪器设备相对较少,开发可靠、稳定、高效的COD检测新技术及在线、原位、便携分析仪器已成为海洋分析领域中迫切需要解决的重要课题及发展趋势.本文对近年来新兴的COD检测分析方法、分析技术的原理、优缺点进行了论述与总结,分析了各类技术在海水中COD检/监测研究的主要进展与瓶颈,最后,对海水COD检测分析新思路与仪器研制发展方向做出了展望,以期为未来海水中COD的方法研究及在线监测提供参考.

关键词：化学需氧量海水碱性高锰酸钾法高级氧化法光谱法在线监测

2003-2019年山东省冬小麦关键物候期时空特征

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生态学报 2021年第19期41卷 7785-7795页

作者：赵一静王晓利侯西勇张安定鲁东大学资源与环境工程学院烟台264025 中国科学院烟台海岸带研究所烟台264003 中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室烟台264003 山东省海岸带环境过程重点实验室中国科学院烟台海岸带研究所烟台264003

农作物物候的变化会直接影响农作物的生长过程,进而影响其质量和产量。基于MODIS EVI遥感数据,提取2003—2019年山东省冬小麦种植区以及主要物候期(返青期、拔节期、抽穗期、成熟期)信息,并分析各物候期的时空变化特征。结果表明:2003—... 详细信息

农作物物候的变化会直接影响农作物的生长过程,进而影响其质量和产量。基于MODIS EVI遥感数据,提取2003—2019年山东省冬小麦种植区以及主要物候期(返青期、拔节期、抽穗期、成熟期)信息,并分析各物候期的时空变化特征。结果表明:2003—2019年山东省冬小麦返青期、拔节期、抽穗期、成熟期分别集中在一年中的第45—70天、第75—100天、第103—125天、第135—155天;4个物候期的空间分布均呈鲁南早于鲁北、内陆早于沿海的格局特征。区域尺度上,返青期、拔节期、抽穗期、成熟期年际变化率分别为1.56 d/10a、0.65 d/10a、-0.54 d/10a、2.51 d/10a,变化趋势均不显著。像元尺度上,返青期与拔节期变化以推迟趋势为主,呈显著推迟趋势的区域分别占总面积的1.65%、3.05%,这些区域主要分布于鲁东沿海地区和鲁南内陆地区;抽穗期变化以提前趋势为主,呈显著提前趋势的区域占总面积的6.56%,集中分布于菏泽东北部地区;成熟期变化以推迟趋势为主,呈显著推迟趋势的区域占总面积的10.23%,多出现在滨州、德州以及济宁等地区。研究结果可为山东省农田和冬小麦管理以及农业生态保护等提供数据支持和科学参考。

关键词：物候期冬小麦 MODIS EVI 时空特征山东省

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复合赤泥在高浓度含磷废水处理中的应用

环境工程学报 2013年第12期7卷 4643-4647页

作者：丁超峰陈建平盛彦清曲瑛璇孙启耀中国科学院烟台海岸带研究所山东省海岸带环境工程技术研究中心烟台264003 神华宁夏煤业集团有限责任公司环保中心银川750011

赤泥与石灰粉(CaO和Ca(OH)2)按不同比例混合制成复合赤泥,通过投加实验考察了复合赤泥的除磷效果。结果证明,对于磷酸盐浓度为45 000 mg/L左右(以P计)的酸性工业废水,复合赤泥(赤泥与Ca(OH)2按质量比1∶1混合)投加量为240 g/L,去除率为9... 详细信息

赤泥与石灰粉(CaO和Ca(OH)2)按不同比例混合制成复合赤泥,通过投加实验考察了复合赤泥的除磷效果。结果证明,对于磷酸盐浓度为45 000 mg/L左右(以P计)的酸性工业废水,复合赤泥(赤泥与Ca(OH)2按质量比1∶1混合)投加量为240 g/L,去除率为99.97%;对于10 mg/L左右的含磷废水,赤泥的最佳投加浓度为15 g/L,上清液磷浓度可降至0.30 mg/L,出水低于0.5 mg/L的排放标准。根据以上研究结果,提出了对高浓度酸性磷酸盐废水的处理宜采用复合赤泥再加原状赤泥的二级处理方法。

关键词：赤泥工业废水磷酸盐吸附

基于土地利用格局变化的胶东半岛生境质量时空演变特征研究

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地球信息科学学报 2021年第10期23卷 1809-1822页

作者：王超常勇侯西勇刘玉斌山东师范大学地理与环境学院济南250358 中国科学院烟台海岸带研究所烟台264003 中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室烟台264003

生境质量受人类活动引起的土地利用变化影响日益严重,因此,对于生境质量的监测与评估具有重要意义。基于2000、2005、2010、2015和2020年土地利用数据,利用GIS空间分析技术和InVEST-Habitat Quality模型,对胶东半岛土地利用和生境质量... 详细信息

生境质量受人类活动引起的土地利用变化影响日益严重,因此,对于生境质量的监测与评估具有重要意义。基于2000、2005、2010、2015和2020年土地利用数据,利用GIS空间分析技术和InVEST-Habitat Quality模型,对胶东半岛土地利用和生境质量时空特征进行定量化描述,甄别生境质量变化的热点区域,探究胶东半岛土地利用格局变化对生境质量的影响。结果表明:①耕地一直是胶东半岛的主要土地利用类型,该地区整体土地转移的速率呈缓慢上升趋势,建设用地的转入和耕地的转出尤为突出;②胶东半岛5个年份的生境质量平均值分别为0.565、0.560、0.552、0.548、0.545,总体上呈下降趋势;不同等级区域的面积占比大小依次为:中等、高、低、较高、较低;中等生境质量区域面积减少最多,而低等生境质量区域面积增加最多,内陆区域生境质量高值区面积小且分散,而生境质量低值区分布相对集中且呈块状、片状;生境质量指数变化速率在减缓;不同区域中,生境质量对于土地利用变化的响应不同,建设用地增加是胶东半岛地区生境质量整体下降的主要原因,而滨海湿地增加提高了局部区域的生境质量。本研究将为胶东半岛地区土地的规划管理和生态环境保护提供相关科学参考。

关键词：生境质量土地利用 InVEST模型转移矩阵土地变化速率时空变化热点区域胶东半岛

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响应型荧光探针检测神经递质的研究进展

分析测试学报 2024年第1期43卷 107-117页

作者：付信悦张良伟刘姝菂李金花陈令新中国科学院烟台海岸带研究所中国科学院海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东省海岸带环境工程技术研究中心山东烟台264003 烟台大学化学化工学院山东烟台264005 中国科学院大学北京100049

神经递质是一类在神经系统中起重要作用的化学物质,其异常表达与多种神经系统疾病相关。荧光探针因高选择、高灵敏和可视化特性在众多神经递质检测方法中具有突出优势。该文主要综述了2019年以来响应型荧光探针在神经递质检测方面的新进... 详细信息

神经递质是一类在神经系统中起重要作用的化学物质,其异常表达与多种神经系统疾病相关。荧光探针因高选择、高灵敏和可视化特性在众多神经递质检测方法中具有突出优势。该文主要综述了2019年以来响应型荧光探针在神经递质检测方面的新进展,介绍了6类神经递质,包括胆碱类、生物胺类、氨基酸类、神经肽类、嘌呤类以及气体信号分子。在分析各类神经递质结构和反应特点的基础上,介绍了相应探针的设计思路和反应机理。这些研究为神经递质的精确检测提供了重要的方法和理论支持,有望在神经系统疾病的早期诊断和治疗中发挥关键作用。最后展望了响应型荧光探针未来的发展趋势。

关键词：荧光探针神经递质胆碱生物胺氨基酸神经肽嘌呤气体

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烟台夹河口外柱状沉积物还原性无机硫、活性铁的变化特征及其相互关系

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海洋科学 2018年第8期42卷 90-97页

作者：姜明赵国强李兆冉盛彦清中国科学院烟台海岸带研究所山东省海岸带环境工程技术研究中心山东烟台264003 中国科学院大学北京100049

海洋沉积物中还原性无机硫和活性铁的地球化学过程与沉积物环境质量演变密切相关。本研究利用改进的冷扩散法和盐酸萃取法分别对烟台夹河口北部海域深约4 m的柱状沉积物中的酸性可挥发硫(AVS)、黄铁矿硫(CRS)、元素硫(ES)和活性铁(FeⅡ... 详细信息

海洋沉积物中还原性无机硫和活性铁的地球化学过程与沉积物环境质量演变密切相关。本研究利用改进的冷扩散法和盐酸萃取法分别对烟台夹河口北部海域深约4 m的柱状沉积物中的酸性可挥发硫(AVS)、黄铁矿硫(CRS)、元素硫(ES)和活性铁(FeⅡ和FeⅢ)进行了测定,并从地球化学机理方面探讨了硫与铁的分布特征及其耦合机制。结果表明,烟台夹河口北部近海深层柱状沉积物中还原性无机硫以CRS为主,其次是AVS和ES,其中AVS含量垂向分布较均匀,而CRS和ES含量在垂向上呈表层和底层高,中间层低的趋势;活性铁以Fe(Ⅱ)为主,其随深度增加而增加,Fe(Ⅲ)随深度逐渐降低,大部分Fe(Ⅲ)被还原为溶解态的Fe(Ⅱ),并且与硫酸盐还原产生的H_2S相结合生成CRS和ES,导致CRS和ES在柱状沉积物底部积累;同时研究表明,较低的硫化度和矿化度,活性铁不是还原性无机硫累积的限制因子。

关键词：还原性无机硫活性铁深层柱状沉积物硫化度矿化度