当期目录

2019年 第32卷 第5期 刊出日期：2019-10-20

  

海洋科技与装备

我国海洋资料浮标技术的发展与应用

王军成, 厉运周

2019, 32(5):  1-20.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.05.001

摘要 ( 2175 )   PDF (15404KB) ( 479 )  

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海洋资料浮标是离岸原位获取水文、气象等环境参数的重要技术手段，在海洋环境实况监测、预警预报、防灾减灾、资源开发、海上交通等方面具有重要作用。本文概述了海洋资料浮标的作用、组成、分类、主要理论及技术体系，总结了近年来国内海洋资料浮标的发展历程和技术突破，介绍了我国目前海洋浮标监测网的构成、应用情况，并与国际先进国家的浮标进行了比较。最后，展望了海洋资料浮标及监测网技术未来的发展趋势。

海洋环境监测技术及仪器装备的发展现状与趋势

漆随平, 厉运周

2019, 32(5):  21-30.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.05.002

摘要 ( 1246 )   PDF (1144KB) ( 1583 )  

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随着陆地资源逐渐枯竭，向海洋要资源、要空间已成为涉海各国的必然选择，导致了海洋技术领域的竞争愈演愈烈，从而促进了海洋环境监测技术及仪器装备的高速发展，这对我国海洋核心技术的研究提出了更高的要求。从海洋环境监测技术领域所涉及的海洋环境监测平台技术、传感技术及数据综合处理技术等3个方面进行了分析总结，在明确技术及仪器装备现状的前提下找出中国与国外相关研究领域存在的差距，并首次对海洋环境监测数据综合处理技术进行了全面梳理，在此基础上根据其发展趋势对海洋环境监测技术及仪器装备的未来前景进行了展望。指出该领域仪器装备在目前已经实现的模块化、系列化基础上，将向网络化、智能化方向发展，本文旨在对我国海洋环境监测技术领域的发展规划、技术研究、装备研制及工程应用等方面的工作提供建议。

基于氧敏感膜的海水溶解氧测定技术研究

吴丙伟, 张颖颖, 张云燕, 冯现东, 袁达

2019, 32(5):  31-37.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.05.003

摘要 ( 459 )   PDF (2449KB) ( 373 )  

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提出了一种利用荧光猝灭原理测定海水溶解氧的方法，分别从光电检测电路、LED驱动电路、光电二极管电路、温度检测电路、信号产生采集处理控制电路等方面详细介绍了基于氧敏感膜的海水荧光信号检测系统设计方案，通过实验测试了荧光信号检测系统对荧光相位滞后检测能力、系统的整体稳定性和系统测试数据的准确度。准确度测试中溶解氧测试数据点饱和度从100.00%减小到11.56%，氧敏感膜荧光信号检测系统所测数据与碘量法误差最大为5.15 μmol/L，两种方法变化趋势相同。此系统可以作为一种海水溶解氧测量仪器，具有良好的应用价值。

中药与天然活性产物

UPE-HILIC-DAD-ESI-TOF/MS法测定山东产区丹参中丹酚酸类成分

东莎莎, 程素盼, 马天宇, 刘伟, 张渝洁, 王晓, 刘代成, 赵恒强

2019, 32(5):  38-45.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.05.004

摘要 ( 421 )   PDF (1423KB) ( 246 )  

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立超高压提取-亲水色谱-二极管阵列检测器-电喷雾飞行时间质谱法（UPE-HILIC-DAD-ESI-TOF/MS）测定丹参中丹酚酸类成分的方法，并用于山东产区丹参中丹酚酸类成分的测定。采用单因素试验对超高压提取条件进行了系统优化；采用Waters XBridge Amide色谱柱进行分析，以水溶液（0.8%甲酸、20 mmol/L甲酸铵、30%乙腈、10%正丁醇）-乙腈（0.8%甲酸）为流动相体系，梯度洗脱，流速为0.8 mL/min，柱温为25 ℃，检测波长为280 nm；采用DAD-ESI-TOF/MS对各化合物进行鉴别，采用HILIC-DAD对各化合物进行定量测定。在优化的提取条件下，超高压提取法的提取率明显优于超声波辅助提取法和水浴回流提取法；采用HILIC法可以实现丹参中丹酚酸类成分的较好分离；通过ESI-TOF/MS获得的精确分子量信息和DAD获得的紫外吸收信息结合标准对照品可以对各化合物进行准确鉴别；对7种丹酚酸类成分（丹酚酸A、迷迭香酸、原儿茶醛、原儿茶酸、熊果酸、紫草酸、丹酚酸B）进行了含量测定，结果表明各化合物的峰面积与其质量浓度呈良好的线性关系（r=0.999 0～1.000 0），各化合物的浓度范围分别为0.311~0.438、1.218~1.517、0.104~0.147、0.375~0.527、0.303~0.401、4.025~4.935、35.628~44.255 mg/g。该方法提取效率高、分离度好，为丹参中丹酚酸类成分提取、测定和质量评价研究提供了技术支持。

药理与毒理

模式生物斑马鱼在听觉领域的应用

刘可春, 高燕, 张云, 何秋霞, 韩利文, 李宁, 季秀娜, 孙晨

2019, 32(5):  46-53.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.05.005

摘要 ( 835 )   PDF (1256KB) ( 439 )  

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耳聋疾病严重影响着患者的生存质量。选择合适的模式生物，对耳聋疾病进行研究，可为该疾病的治疗和药物研发等提供可靠数据。斑马鱼是近年来兴起研究的一种新型脊椎动物模式生物，具有独特的自身优势，其在听觉领域的应用正日益受到人们的关注。基于此，就斑马鱼在听觉领域的研究优势、应用进展以及常用的技术方法等进行了综述。

基于网络药理学方法的黄芩现代药理活性挖掘及其作用机制分析

董红敬, 姚雪, 穆岩, 马双双, 耿岩玲, 刘峰, 刘伟, 张渝洁

2019, 32(5):  54-61.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.05.006

摘要 ( 867 )   PDF (6846KB) ( 329 )  

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采用高效液相色谱-电喷雾-四级杆-飞行时间质谱仪对黄芩水煎液中化学成分进行识别，发现水煎液中主要含有8种黄酮类成分。进一步采用网络药理学方法对8种化合物可能的作用靶点及其相关疾病进行了预测，发现黄芩除了与已报道的抗炎、抗肿瘤等疾病相关，还与水肿、中毒、高血压、出血、心脏病等多种疾病相关，这与黄芩传统功效的泻火解毒、止血的功效相近。通过通路富集分析，发现黄芩可能主要是通过调节代谢通路、脂肪细胞代谢通路、花生四烯酸代谢、5-羟色胺突触、精氨酸生物合成、钙离子信号通路发挥其多重药理活性。研究表明，网络药理学研究方法可为中药传统功效的挖掘及其药理机制研究提供新的方向。

农业微生物

防治西洋参立枯病木霉菌株的筛选鉴定及其小区防治效果

李纪顺, 陈凯, 王贻莲, 李红梅, 唐永辉, 魏艳丽, 扈进冬, 赵忠娟, 杨合同

2019, 32(5):  62-70.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.05.007

摘要 ( 591 )   PDF (4558KB) ( 344 )  

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摘要：利用平板对峙实验及小区试验，筛选高效防治西洋参立枯病的木霉菌株，并采用ITS（internal transcribed spacer)序列分析与形态学特征相结合的方法进行种类鉴定。结果表明，供试木霉菌株在PDA平板上对立枯丝核菌(R. solani)均有抑制作用，菌株HB20111效果最好，抑制率达99.33%;菌株HB20111对西洋参立枯病的小区效果显著，与其他处理间存在显著性差异(P<0.05);第1年拌种处理对西洋参立枯病的防治效果、单株参增重率及总参增重率分别达71.81%、33.54%和92.75%；第2年蘸根处理对西洋参立枯病的防治效果、单株参增重率及总参增重率分别达91.04%、158.06%和1 369.34%;菌株HB20111的分生孢子梗为典型的单侧分枝，其他形态学特征同深绿木霉(T. atroviride)一致，ITS序列与T. atroviride同源性达100.0%，将菌株HB20111鉴定为T. atroviride。HB20111生长速度快，产孢能力强，生防效果高，有望替代化学杀菌剂应用于西洋参种植中。

哈茨木霉菌与蜡样芽孢杆菌复合使用对田间番茄根结线虫的生防效果测定

刘宝军, 王贻莲, 扈进冬, 李纪顺, 杨合同

2019, 32(5):  71-75.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.05.008

摘要 ( 548 )   PDF (1095KB) ( 356 )  

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通过单一及复合使用哈茨木霉菌与蜡样芽孢杆菌，调查不同处理对大田番茄根结线虫的预防和防治效果。田间试验结果表明，连续施用两次生防菌后，两种微生物菌剂的复合使用比单一菌株对根结线虫表现出明显的预防和防治效果。45 d后两种微生物菌剂复合使用对番茄根结线虫的预防和防治效果分别达到70.2%、48.4%，根际土壤根结线虫减退率分别达到61.4%、54.9%，番茄根中根结线虫减退率分别达到75.9%、60.7%，显著高于单一菌株对根结线虫的预防和防治效果（P<0.05），研究结果为下一步研发微生物菌剂的复合使用防治番茄根结线虫提供了参考依据。

新材料

基于ProCAST的大型铝合金横梁铸造过程模拟及工艺方案优化

邢甜甜, 王桂青, 田长文

2019, 32(5):  76-80.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.05.009

摘要 ( 377 )   PDF (8594KB) ( 448 )  

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采用铸造工艺模拟软件ProCAST对大型铝合金横梁砂型重力铸造充型和凝固过程进行了模拟，预测了铸造缺陷产生的区域并分析了原因。在此基础上，通过合理调整浇冒口系统的设计，并在局部区域配合使用冷铁增强冷却效果，消除了缩孔、缩松缺陷，优化了铸造工艺方案，为工艺实施奠定了基础。

能源与动力

基于Micro-PIV的不同截面形状微柱群内部流场特性研究

刘志刚, 吕明明, 孔令健, 贾磊, 江亚柯

2019, 32(5):  81-87.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.05.010

摘要 ( 480 )   PDF (7490KB) ( 168 )  

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采用显微粒子测速技术（Micro-PIV）对圆形、椭圆形及菱形等不同截面形状错排微柱群绕流流动进行研究，得到了不同雷诺数（Re）下微柱群内部的速度场、流线等绕流流场信息，分析了Re与截面形状对绕流流场结构的影响规律。研究结果表明，微柱体绕流过程中漩涡脱落相对于常规尺度具有一定的滞后性；圆形微柱体背风区最早发生流动分离，菱形、椭圆形次之；随着Re的增大，微柱体尾流区出现涡结构，回流长度逐渐增大，在三种截面形状微柱群绕流流动中圆形截面微柱群的回流长度和回流区域最大。

生物质能源

CaO基催化剂在生物质热解中原位脱碳作用研究

谢新苹, 陈雷, 孙来芝, 杨双霞, 伊晓路, 华栋梁

2019, 32(5):  88-93.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.05.011

摘要 ( 455 )   PDF (1732KB) ( 270 )  

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研究了CaO基复合催化剂在生物质热解过程中的原位脱碳作用，通过气相色谱仪分析热解气体产物组分及含量。结果表明，CaO基复合催化剂可以原位吸附生物质热解过程中产生的CO₂，达到生物质定向催化转化的目的。使用Fe-CaO、Ni-CaO复合催化剂可使生物质热解液相产物产率降低至20%以下，而气体产率提高，最高可达67.1%。Ni-CaO催化热解条件下气体产物中H₂含量最高可达52.9%，同时φ(H2)/φ(CO)达到2.6，改善了热解气品质。

Fe/CaO载氧体作用下生物质化学链气化研究

李敏, 孙来芝, 陈雷, 杨双霞, 冯洪庆, 张晓东

2019, 32(5):  94-103.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.05.012

摘要 ( 439 )   PDF (8519KB) ( 199 )  

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生物质化学链气化技术是一种高效的生物质能源利用技术，其过程中载氧体能够起到载氧、载热和催化的作用。为了提高载氧体的氧化还原特性，同时提高生物质气化得到合成气的产率，研究了机械混合法和浸渍法制备的Fe/CaO载氧体在生物质化学链气化过程中的作用。制备了不同Fe负载量的Fe/CaO载氧体，对其进行了XRD、CO₂-TPD和H₂-TPR表征以分析其物理化学性能。随着Fe负载量的增大，载氧体的还原性增强，同时CO₂吸收性减弱。在固定床装置上对其反应性能进行了实验研究，结果表明在反应温度为850 ℃时，随着Fe负载量增大，气体转化率逐渐增大，CO2和CO的产气量逐渐增大，H₂的产气量减少。当Fe负载量为40%得到的载氧体能够得到最大合成气产量453.4 mL，H₂和CO的产气量分别为146.6 mL和306.8 mL。

生物传感器

淀粉制糖过程中关键生化参数的快速测定

杨俊慧, 马恒, 马耀宏, 赵玉斌, 孙慧囡, 史建国

2019, 32(5):  104-109.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.05.013

摘要 ( 328 )   PDF (1912KB) ( 527 )  

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建立了葡萄糖、还原糖、DE（dextrose equivalent)值等淀粉制糖过程中关键参数的快速分析方法，对淀粉制糖过程中的关键参数进行了快速测定,检测淀粉制糖过程中葡萄糖、还原糖、DE值等关键参数的变化规律。发现液化过程可以明显增加葡萄糖含量，降低麦芽三糖、麦芽四糖含量；糖化过程中随着时间延长，葡萄糖、还原糖含量逐渐增加，DE值升高。该方法可以为淀粉制糖过程控制与分析提供新的技术支持。

光纤与光子传感技术

光纤传感技术在煤矿瓦斯、火灾隐患监测预警中的应用研究进展

刘统玉, 王兆伟, 李振, 李艳芳, 金光贤, 李润春, 王纪强

2019, 32(5):  110-117.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.05.014

摘要 ( 550 )   PDF (7222KB) ( 300 )  

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综述了煤矿通防灾害防治中激光甲烷传感器、激光一氧化碳气体传感器、光纤高灵敏度风速传感器以及光纤分布式传感器等的研究进展。煤矿生产空间范围大、设备数量大、种类多，需要海量传感数据，激光和光纤传感器具有高性能、空间分布式连续监测等独特优势，已逐步成为矿用传感器的技术发展趋势。

基于希尔伯特变换的光纤分布式声波测量技术

吕公河, 刘雪洁, 牟风明, 刘小会

2019, 32(5):  118-123.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.05.015

摘要 ( 347 )   PDF (9425KB) ( 176 )  

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提出了一种基于希尔伯特变换的相位解调算法，并以此构建了新型光纤分布式声波测量系统，在不劣化解调结果的前提下，极大地简化了相位解调光时域反射系统中的光路结构。通过理论与实验，证明了新算法可以正确、稳定地解调外加正弦信号的幅值、频率及位置信息，实现分布式振动信号的准确测量。

交通运输

环形放射状路网拓扑结构交通拥堵特性

朱远祺, 屈云超, 刘浩, 吴建军

2019, 32(5):  124-130.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.05.016

摘要 ( 585 )   PDF (9323KB) ( 190 )  

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考虑交通出行需求和路网拓扑结构，研究了环形放射状路网上的交通拥堵特性。基于国内7个城市的出租车乘客OD数据分析，研究了出租车用户群体出行距离分布特性，建立了一种基于OD分布的交通需求生成普适性模型。在此基础上，研究了特定需求分布下规则网格状和环形放射状两种典型路网结构的交通拥堵特性。结果表明在满足特定OD直线距离分布的交通需求下，环形放射状路网拓扑结构能有效减少网络拥堵时间，节约交通出行成本。

环境与生态

波长散射-X射线荧光光谱法测定设施蔬菜集约区土壤中5种重金属

赵燕芳, 翟振国, 陈相峰

2019, 32(5):  131-135.  doi:10.3976/j.issn.1002-4026.2019.05.017

摘要 ( 419 )   PDF (1075KB) ( 192 )  

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建立了波长色散-X射线荧光法，优选了磨样时间、压片机压力等样品制备条件，考察了基体干扰因素对实验结果的影响，优化了分析测试条件，并快速测定蔬菜集约区内土壤中铬(Cr)、砷(As)、铅(Pb)，铜(Cu)、锌(Zn)等5种重金属元素。实验结果表明，方法的检出限为1.5~2.0 mg/kg，定量限为4.5~6.0 mg/kg，各组分测定值的相对标准偏差(n＝5)为2.6%~7.9%。国家标准物质的测定值与标准值之间的误差为-0.3% ~ 1.9%。分析结果与实验室内电感耦合等离子体质谱法的结果吻合，能够满足蔬菜集约区内土壤中5种重金属组分分析的要求。