生物传感技术在海洋监测中的应用

21世纪是海洋开发的世纪,我国将更加关注在可持续发展前提下的海洋资源的合理开发和海洋环境保护,特别是更多地关注近海生态环境的监测和保护。用于海洋监测的生物传感器技术是一种基于生物敏感元件对污染物的生理、生化、细胞反应而建立起来的海洋生物监测技术,有很高的灵敏度,并可与生物个体的生长、繁殖、代谢、存活等指标直接联系起来,...     

光纤化学传感器及其在海水有机物监测中的应用

光纤化学传感器以其优良的抗电磁干扰性、耐久性以及多功能性而倍受重视。本文在简单介绍光纤化学传感器的原理和应用的基础上,重点介绍了中红外光纤化学传感器在２～２０μｍ这一光谱范围内使用的若干成就。论述了基于该传感器的测量系统对海洋有机污染物实现实时、现场连续监测的重要意义     

海洋环境有机磷酸酯的来源、分布与生物地球化学过程

继多种溴代阻燃剂加入《斯德哥尔摩公约》持久性有机污染物黑名单后,有机磷酸酯(organophosphate esters, OPEs)作为替代品,生产和使用量日益增加。研究表明OPEs可通过大气长距离传输、河流输运等方式进入海洋环境,并对海洋生态系统产生一定风险。本文详细梳理了海洋大气、水体和沉积物介质,以及海洋生物体中OPEs的含量水平和分布特征,并探讨了OPEs的海气交换、大气沉降、洋流输运等物理过程,以及生物富集与转化、生物泵耦合和微生物降解等生物地球化学过程。考虑到OPEs仍在大量生产和使用并将持续进入海洋环境,系统的海洋OPEs连续监测和生态风险评估亟待开展。     

物联网在海洋环境监测中的研究进展

物联网作为世界信息产业的第三次浪潮,受到各国政府的高度重视.物联网的兴起为实现智能海洋环境监测提供了一种新的技术手段.回顾了近年来无线传感网络在海洋环境监测中的研究现状,并对基于无线传感网络构建海洋环境监测系统的原理及框架进行了介绍.同时,对物联网在海洋环境监测应用过程中面临的技术标准、信息安全、无线传感器网络构建、海量信息处理等方面提出了关注.     

脂类生物标志物在海洋环境中的应用与研究进展

海洋沉积物中的脂类生物标志物可以提供丰富的信息,包括有机物质源,沉积过程的古环境条件等。由于脂类生物标志物提供的信息准确、稳定,成为研究海洋环境的有力工具。本文介绍了其在古气候效应、河口系统的有机物质检测、降解以及污染物溯源的研究应用进展。     

生物反应器在海水BOD快速测量中的应用

介绍了由海水复合菌群构成的生物反应器在海水BOD快速测量中的响应特性，并用生物反应器组成一套测量系统，提出了测量方法。并与标准五日法进行比测。实测了海水样品，获得了成功。     

GPS/GSM技术在近海海洋环境监测中的应用研究

通过GSM／GPS技术在水深遥测系统中的应用,对海洋环境监测的自动化、实时化和监测数据的远距离传输作初步探讨和研究。本研究以VB为开发语言,以GSM网络的SMS服务为载体,以传输GPS定位信息和测深数据为例,达到实时定位和远程无线传输的目的。     

量子无线通信技术在海洋环境监测中的应用

以量子技术为基础,利用光子基本粒子的量子纠缠原理,由量子态携带在线实时海洋环境监测数据信息,构建基于量子无线通信的海洋环境监测系统。该系统在无线通信中可确保数据的安全性、系统性、及时性和准确性,提高信息化和灵活化水平,可为海洋环境规划、环境管理、环境治理等提供全面安全可靠的监测数据。     

耗氧微生物的种类对光化学BOD传感膜性能影响的研究

采用同一制膜方法分别对异常汉逊酵母、枯草芽孢杆菌和恶臭假单胞菌进行等量包埋制备固定化微生物膜,并采用自制的光化学BOD微生物传感器试验了各种膜的响应时间、线性范围、重现性等方面的性能,从而选择性能最佳的耗氧微生物。同时也考察了温度、pH、盐度对不同微生物膜的影响。实验结果表明:以恶臭假单胞菌膜制备的传感膜性能最佳,测定BOD时间低于20 min,方法的重现性及精密度较好,其荧光强度变化速率最大值(dI/dt)的相对标准偏差为2.2%,在BOD值0~80 mg·L-1范围内呈现良好的线性关系,相比之下更适用于BOD的快速检测。     

荧光猝灭法溶解氧传感器实验室校准方法研究

针对我国目前缺乏荧光猝灭法光学溶解氧传感器校准方法的现状,以AADI 4330F溶解氧传感器为实验对象,提出了一种适用于所有荧光猝灭法光学溶解氧传感器的实验室校准方法.该方法使用一个能够精确控制水体温度的自制校准装置,通过改变通入容器的氧气和氮气比例来控制容器内的溶解氧含量,在4个温度下分别测定至少10组水体温度值、传感器相位值和Winkler碘量法测定值数据,使用回归分析进行多项式拟合获取传感器校准系数.经过实验室验证,在校准试验温度范围内随机温度和溶解氧浓度下,使用该方法校准后传感器测定值与标准值偏差在±5 μmol/L以内,达到了仪器自身的准确度水平.本方法在校准结果准确度和温度适用范围等方面都明显优于两点校正法,表明该方法具有良好的校准效果和推广应用价值.     

A Feasibility Study on the Application of Fiber-Optic Distributed Sensors for Strain Measurement in the Taiwan Strait Tunnel Project

Taiwan Strait Tunnel (TST) will be an extra-long tunnel or tunnel-bridge complex, running over 150?km of seafloor geologic body with complicated topographic and geologic units. It is therefore necessary to measure and monitor the strain distribution along the TST. In this article, the Brillouin optical time-domain reflectometer (BOTDR), a newly developed strain measurement and monitoring technology, is introduced, and the feasibility of its application in the strain monitoring for TST is analyzed through the monitoring achievement with BOTDR of a tunnel located in Nanjing City, China. The results indicate that the BOTDR has many unique merits such as distributed measurement, long-distance, real-time, and resistibility for strain monitoring application in a tunnel such as TST. Finally, apreliminary scheme for BOTDR application in TST monitoring is proposed.     

A Feasibility Study on the Application of Fiber-Optic Distributed Sensors for Strain Measurement in the Taiwan Strait Tunnel Project

Taiwan Strait Tunnel (TST) will be an extra-long tunnel or tunnel-bridge complex, running over 150 km of seafloor geologic body with complicated topographic and geologic units. It is therefore necessary to measure and monitor the strain distribution along the TST. In this article, the Brillouin optical time-domain reflectometer (BOTDR), a newly developed strain measurement and monitoring technology, is introduced, and the feasibility of its application in the strain monitoring for TST is analyzed through the monitoring achievement with BOTDR of a tunnel located in Nanjing City, China. The results indicate that the BOTDR has many unique merits such as distributed measurement, long-distance, real-time, and resistibility for strain monitoring application in a tunnel such as TST. Finally, apreliminary scheme for BOTDR application in TST monitoring is proposed.     

雨滴对水-气界面溶解氧与pH扩散影响的平面光极观测方法

水-气界面是一个重要的物质交换过程界面,对生态系统及生物地球化学循环过程有着重要影响。自然界的降雨可以改变水体表面平衡状态,提高气体在界面的通量交换速率,使得水体界面溶解氧和pH的水平、垂直方向浓度分布发生变化。本文利用平面传感膜具有高时空分辨率、可提供两维浓度分布信息的特点,开展了雨滴对水-气微界面层中的氧气扩散和pH值分布变化模拟实验,采用双参数平面光极同步测量获取低溶解气体在水-气界面的两维分布浓度变化。实验结果证明在受风速、温度影响较小区域,降雨过程对调节表层水体的溶解氧含量和pH值变化具有重要作用,雨滴可以打破水-气界面的微表层平衡机制,促进大气中氧气在表层水体的溶解,使得水面垂直方向23 mm内的溶解氧平均升高2.3 mg/L;降雨对水面12 mm之内表层水体pH值产生的影响较为明显,pH值平均降低了0.2~0.4个单位,表明降雨雨滴促进大气在水-气界面的迁移进程,溶解的CO₂使得表层水体向酸性方向转化。本文提出的基于平面光极两维观测方法为评估低风速、高降雨或低降雨区域的海岸带溶解氧和pH值的变化提供高空间分辨率的水-气界面实时观测新的技术支撑。     

浙江省海洋环境监测与评价需求调查研究

为充分认识海洋环境监测与评价需求,提高海洋生态环境监测能力,突破传统的监测方式和评价模式,更好地为社会公众服务。2014年,面向浙江沿海进行了海洋环境监测与评价需求调查,分析了海洋环境监测、海洋环境评价、海洋环境监管、海洋监测机构发展模式的认识和需求情况等,给出了提升海洋环境监测与评价的建议。     

微孔管增氧和气石增氧对凡纳滨对虾室内养殖影响的比较研究

在凡纳滨对虾室内养殖池底部分别铺设微孔管和安装气石,在供氧功率相同的情况下比较微孔管增氧与气石增氧对凡纳滨对虾室内养殖产生的影响.研究表明:在养殖中后期微孔管增氧组的水温低于气石增氧组;从养殖60 d左右到养殖结束微孔管增氧效果明显优于气石增氧;亚硝酸氮、氨氮、非离子氨氮、无机磷与COD含量在2种增氧条件下没有显著性差异(P＞0.05);凡纳滨对虾体重变化、最终产量与成活率在2种增氧条件下没有显著性差异(P＞0.05);凡纳滨对虾血清溶菌酶活力、过氧化物酶相对活力、抗菌酶活力在微孔管增氧条件下较高并达到了显著性差异(P＜0.05);超氧化物歧化酶活力则在气石增氧条件下较高且达到显著性差异(P＜0.05);酚氧化酶活力在2种增氧条件下不存在显著性差异(P＞0.05).     

东海海域溶解氧垂直分布最大值的分析研究

本文讨论了１９８７年５～６月东海海域溶解氧垂直分布及其氧最大值分布特征。结果表明，春末在东海北部、中部的中层存在明显的溶解氧垂直分布最大值。氧最大值与冷水同存。本文对氧最大值及垂直结构与冷暖水入侵和温跃层关系进行了初步分析