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环境科学精要

该集合利用跨学科的方法来探索和评价环境系统, 题目包括土壤和水污染物、侵入物种、替代能源和林业。

  • Environmental Science

    12:05
    树识别: 如何使用二分法的关键

    资料来源: 玛格丽特工人和金伯利弗莱-Depaul 大学实验室

    二歧的关键是确定项目的性质,如树叶的工具。这种方法基于两个特点之间做选择的想法。二歧一词来自于两个希腊字,意思是"将分成两个部分"。在叶鉴定二歧的关键,每一对短语描述叶片的不同特征。唯一的短语正确适用于叶被切断。正确的短语短语,则下一对导致或国家的名称来自叶树。使用字段指南到树和 iTree 国家树好处计算器有助于确定现场调查,显示的树在其环境的好处,比如雨洪管理意义的树木,增加属性值、 能源效率、

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    10:23
    树调查: 点本季度抽样方法

    大量的方法是可用的采样森林群落。以点为中心的季度是其中一种方法。它用来收集有关密度、更高,这是一个主要的优势。在固定区绘制抽检一次,审查了森林总面积的一小部分。在这个小的样,测定密度直接计数和找出每一棵树。情节的大小与整体森林大小的比值用于确定整个森林的密度。

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    10:57
    利用地理信息系统探讨城市林业

    资料来源: 玛格丽特工人和金伯利弗莱-Depaul 大学实验室

    城市森林大致包括城市公园、 行道树、 园景的林荫大道、 公共花园、 河和沿海长廊、 绿道、 河流廊道、 湿地、 自然保护区、 自然保护区、 防护林的树木和工业棕地地盘工作树。城市树木的历史始于树木作为景观点缀。今天,市区的树木被视为城市基础设施和关键到人类生活的重要组成部分,作为食物、 住房和其他公用事业。城市树木是现在,由于生态系统服务价值他们提供 (例如,防止侵蚀、 空气污染物去除、 氧气、 灯罩等)。然而,要有效地利用这些好处,树木必须达到成熟,叶片数和大小直接影响到一棵树能够提供生态系统服务。城市林业不得不制定自己的林业方法处理的需求和独特的城市树木与林地同行的挑战。

    以下摘自美国农业部森林服务说明城市树视角和联邦政府的政策:

    城市森林是动态的生态系统提供所需的环境服务的清洁空气和水,有助于控制风暴水,节约能源。他们添加形式、 结构、

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    09:39
    质子交换膜燃料电池

    资料来源: 玛格丽特工人和金伯利弗莱-Depaul 大学实验室

    美国会消耗大量的能源 — — 当前速率是每年大约 9 京 7500 兆英国热量单位。绝大多数 (90%) 的这种能量来自非可再生燃料来源。这种能量用于发电 (39%)、 运输 (28%)、 (22%),工业和住宅/商业使用 (11%)。因为世界有这些非可再生能源的供应有限,美国 (及其他) 扩大使用可再生能源来满足未来的能源需求。这些来源之一就是氢。

    氢气被认为是潜在可再生燃料来源,因为它能够满足许多重要的标准: 它是可用国内,它具有几个有害的污染物,它的能源效率,和它的容易驾驭。而氢是宇宙中最丰富的元素,它是仅见于在地球上的复合形态。举个例子,是在水中的氧结合作为 H2o。要有用作为燃料,它需要的

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    07:33
    生物燃料: 生产乙醇从纤维素材料

    资料来源: 玛格丽特工人和金伯利弗莱-Depaul 大学实验室

    在这个实验中,纤维素材料 (如玉米秸秆、 树叶、 草等) 将被用于作为原料生产乙醇。纤维素材料首先经过预处理 (地面和加热),消化的酶,然后用酵母发酵而成。采用乙醇探头监控生产乙醇。可以扩展实验,以优化生产乙醇通过改变使用的原料、 预处理条件、 酶变异、 酵母变异等。监测反应的一种替代方法是测量二氧化碳 (使用气体传感器) 生产乙醇。作为一个技术含量较低的替代方案,可以使用血糖仪 (在任何药店中找到) 血糖监测过程中,如果一种乙醇探针或二氧化碳气体传感器不可用。

    更加注重探究式学习",科学探索正变得更受欢迎。手持设备一样与各种探头 (类电导率、 溶解的氧、 电压,和更多的)

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    12:44
    测试基因改造食物

    资料来源: 玛格丽特工人和金伯利弗莱-Depaul 大学实验室

    基因改造食品一直有争议的问题,由于辩论关注健康和环境安全。本实验演示技术理解的如何食品 DNA 基因识别,允许在受教育决定制作有关安全和潜在危险的使用转基因改性生物 (GMOs) 食品供应。

    聚合酶链反应 (PCR) 用于放大食品 DNA 来测试食物产品中的转基因 DNA 的存在。用凝胶电泳拉通过 3%琼脂糖凝胶,浓度足够密集的分离 DNA 含有转基因的 DNA 的乐队的 DNA 提取的食品检测到存在特异性的 DNA 条带。几个控件在电泳过程中用于确保从测试食品 (植物底漆),成功地提取 DNA 和基因提供已知的两个例子修改 DNA (购买转基因的 DNA) 和非转基因 DNA

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    09:40
    浊度和地表水中的总固体

    资料来源: 玛格丽特工人和金伯利弗莱-Depaul 大学实验室

    浊度和总固形物是相关的测量处理地表水的清晰度。浊度是光的间接测量确定的可以通过水量的水清晰度。总固形物是直接测定重量测定水中悬浮的固体颗粒。

    高水平的浊度和总固形物是由土壤侵蚀、 排废、 径流或生态社区包括藻类生长或可以入水了扰乱沉积物的底栖生物数量的变化引起的。高水平的浊度和悬浮的固体可以通过吸收热量增加导致水温度和氧含量 (温水持有较少的氧气) 跌幅降低水质量。这些条件也可能会导致降低光合作用,更少的阳光穿透水,使水不能支持一些水生生物。悬浮的物也可以堵塞鱼鳃、 扼杀鸡蛋、 降低经济增长率,和扰乱许多水生生物生境。

    一种测量浊度的方法包括使用塞齐盘。塞齐盘是一个金属盘与备用黑色和白色处所 (图 1)。它被连接到具有单脚标记沿着它的绳子。磁盘被放入水,直到它再也不能看到 (图

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    09:37
    表面的水中溶解氧

    资料来源: 玛格丽特工人和金伯利弗莱-Depaul 大学实验室

    溶解氧 (做) 测量计算的大量气态氧溶解在表面的水,对所有氧气呼吸生活在河流生态系统,包括鱼类首选人类消费 (翻车鱼和低音),以及分解者物种关键系统中的生物地球化学物料回收的重要。

    湖泊、 河流和海洋中的溶解氧是生物体和生物生活在其中的关键。由于溶解氧的数量低于正常水平在水体,水质受到伤害,生物开始死亡。在叫做富营养化过程中,水可以成为缺氧身将不再能够支持活的生物体,从本质上成为"死区"。

    水体富营养化发生时营养过剩导致藻类种群在水华得以迅速发展。水华形成致密垫表面的水阻隔氧气水的两个必不可少的投入: 气体交换从大气和光合作用的光下面垫缺乏水。作为溶解氧水平下降低于表面、 氧呼吸的生物暴毙大量,在有机物质中创建的增加。过剩的有机物质原因的底栖的地带,进一步耗尽剩余的溶解的氧氧呼吸分解者人口的增长水平在代谢分解活动期间。一旦氧气水平成为这低、 移动氧呼吸物种

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    10:47
    水生生态系统中养分

    资料来源: 玛格丽特工人和金伯利弗莱-Depaul 大学实验室

    氮、 磷是水生生态系统中发现的植物营养素,都作为测试部分的水质量进行监测,因为过量会导致重大的水质量问题。

    常见的窗体硝酸盐 (没有3-),溶解在水中易被 photosynthesizers 等藻类吸收测量水中的氮。常见的测量是磷的磷酸 (PO43-),既是磷的强烈吸引到泥沙颗粒在水中溶解。在过量,这两种营养素可以导致水生植物生长 (水华,图 1),可以破坏光、 温度和氧气在水下面,导致水体富营养化和缺氧 (低水中的溶解氧) 水平增加形成没有生物活性"死区"。硝酸盐和磷的来源包括废水处理厂,从受精卵的草坪和农用土地、 故障化粪池、 动物粪便径流和工业废物排放径流。

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    07:48
    测量对流层臭氧

    资料来源: 玛格丽特工人和金伯利弗莱-Depaul 大学实验室

    臭氧是一种形式的元素氧 (O3),三个氧原子分子保税是作为氧化剂,高活性的结构中。臭氧发生在平流层和对流层大气的水平。当在平流层 (位于距离地球表面约 10-50 公里),臭氧分子形成对臭氧层和帮助防止有害的紫外线到达地球的表面。在低海拔地区的对流层 (表面-大约 17 公里),臭氧对人体健康是有害的和被认为是一种空气污染物贡献光化学烟雾 (图 1)。直接通过伤害时吸入呼吸道组织或间接损害植物组织 (图 2) 和较软的材料,包括汽车的轮胎,臭氧分子可以造成损害。

    室外的对流层臭氧形成在地面上,氮氧化物 (无x) 和挥发性有机化合物 (VOCs) 汽车排放的废气暴露在阳光下。因此,臭氧浓度的健康担忧升级在晴朗的条件或何时何地增加了汽车的使用。

    反应: 没有2

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    09:53
    没有x在汽车尾气利用紫外-可见光谱法测定

    资料来源: 玛格丽特工人和金伯利弗莱-Depaul 大学实验室

    在对流层臭氧是自然形成的时候阳光分裂二氧化氮 (2):

    没有2 + 阳光 → 无 + O

    O + O2 → O3

    臭氧 (O3) 可以去与一氧化氮 (NO),形成二氧化氮 (2) 与氧气发生反应:

    不 + O3 → 没有2 + O2

    这会导致臭氧 (O3) 没有净增益。然而,随着汇的人为生产的臭氧形成前体p> N2 (g) + O2 (g)→ 2 没有(g) 2 无(g) + O2 (g)→ 2 没有2 (g) 在汽车尾气排放一氧化氮 (NO) 逐渐氧化为二氧化氮 (2) 环境空气中。这种混合物的无2经常被称为没有x。当与挥发性有机化合物在阳光照射下大气中反应没有x时,对流层臭氧形式,如在此看到简化化学反应: 没有x + VOCs + 阳光 → O3 + 其他产品 这个有毒的混合物的空气污染,其中可以包括醛类、 过氧化乙酰硝酸盐、 臭氧、 挥发性有机化合物,没有x,称为光化学烟雾。臭氧是光化学烟雾的最大组成部分。这烟雾发现在所有的现代城市,但它发现特别是在阳光明媚、 温暖、 干燥的气候和大量的机动车辆的城市。黄棕色的颜色在空气中的烟雾是到期部分到目前,二氧化氮由于这种气体吸收可见光近 400 毫微米 (图 1)。 短期无2暴露 (30 分钟到 1 天) 会导致呼吸造成的不良影响,在健康人中,哮喘患者增加呼吸道症状。没有x与氨和其他化合物对窗体粒子反应。这些小颗粒可以穿透肺部,并导致呼吸系统问题,包括肺气肿和支气管炎。个人谁花了大量时间在路上或谁住在附近的巷道经验相当高暴露于没有2。 由于它对人类健康和环境的影响,美国环境保护署 (EPA) 没有2作为一种标准的污染物进行了分类和已设置的基本标准在 100 ppb (1 h 每天的最大浓度,平均 3 年以上的第 98 个百分点值) 和 53 ppb (年平均)。考虑道路上车辆占大约 1/3 的没有x排放量在美

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    09:39
    土壤用原子吸收光谱法分析铅

    资料来源: 玛格丽特工人和金伯利弗莱-Depaul 大学实验室

    铅在土壤中的层次从 10-50 ppm 自然发生。然而,随着含铅涂料和汽油除污染工业的广泛应用,城市土壤往往都明显大于背景水平 — — 在一些地方达 10,000 ppm 的铅浓度。正在进行的问题产生于铅不能生物降解,和相反仍然在土壤中的事实。

    严重的健康风险是与铅中毒,儿童特别是处于风险。数以百万计的儿童在美国受到土壤含有铅。这暴露可导致儿童发育和行为问题。这些问题包括学习障碍、 注意力不集中、 生长迟缓、 脑损伤。环境保护署 400 ppm 领域发挥和 1,200 ppm 为非发挥地区土壤中树立了一个标准的铅。

    铅也是关注于土壤中,当它用于园艺。植物吸收土壤中的铅。因此,蔬菜或草药种植在污染土壤可以到铅中毒。此外,受污染的土壤颗粒可以吸了一口气同时园艺或带入屋服装和鞋类。建议不应该用于园艺土壤铅含量大于 400 ppm。进一步建议,土壤铅含量 100 和 400 ppm

  • Environmental Science

    10:40
    碳和氮的环境样品的分析

    资料来源: 玛格丽特工人和金伯利弗莱-Depaul 大学实验室

    元素分析是一种方法用于确定元素组成的一种材料。在环境样品,如土壤,科学家特别感兴趣的两个重要生态价值的元素、 氮、 碳的数额。元素分析由闪存燃烧技术的工作原理是氧化催化剂通过燃烧在高低温箱的样品。燃烧后的产物是减少到 N2和 CO2 ,然后用热导检测器检测。

    不同于其他方法总氮测定 (凯氏定氮法) 和总碳测定 (酸钾黑色,Heanes 或 Leco 方法),闪存燃烧技术不使用有毒的化学物质,因此更安全使用。

    这个视频将演示使用 Flash EA 1112

  • Environmental Science

    13:30
    土壤养分分析: 氮、 磷和钾

    资料来源: 玛格丽特工人和金伯利弗莱-Depaul 大学实验室

    在这个实验中,三种土壤营养化学提取,结合基于颜色的试剂,然后分析了利用颜色测定土壤样品中的养分含量。

    氮、

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    07:02
    在土壤中的蚯蚓种群的分析

    资料来源: 玛格丽特工人和金伯利弗莱-Depaul 大学实验室

    用芥末,可以直接从土壤深处没有景观干扰或毒性采样地龙蒺藜蚯蚓的种群。蚯蚓然后可以计算数据和统计分析使用条形图和学生氏 t-检验。

    多个物种的蚯蚓 (尤其是那些从亚目 Lumbricina) 有创蔓延在整个北美和南美,监测蚯蚓的种群是环境科学家,关键技术。充满异国情调的蚯蚓可以发现在几乎每一片土地上,大规模的和在地球上几乎每一个生态系统中,何时何地这些物种成为创一直国际环境研究的一个重点。1

    生态入侵通常通过直接影音、

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