水杨酸对PM2．5急性染毒小鼠的保护作用

辽宁省实验中学

作者：于承鑫

辅导教师：唐彪  郝林

项目简介

项目摘要：本项目针对抗炎性药物水杨酸（salicylicacid，SA）在小鼠对PM2.5应答过程中的生物学作用开展研究，试图为预防或治疗PM2.5引发的人类疾病开辟有效的药物学途径，到目前为止，这方面的研究还未见报道。实验结果表明，PM2.5暴露显著降低了小鼠脑和肺组织的超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性、还原型谷胱甘肽水平及还原型与氧化型谷胱甘肽的比值，而显著提高了这两种器官中过氧化氢和脂质过氧化产物丙二醛的产生。巴恩斯迷宫实验显示，PM2.5暴露引发了小鼠空间学习与记忆能力衰退。然而，应用水杨酸可有效阻止PM2.5暴露引发的小鼠脑和肺氧化胁迫伤害以及炎症反应，并且明显改善小鼠的神经行为表现。这一发现为人类预防和治疗PM2.5暴露引发的各种生理代谢紊乱或疾病提供了可能的药物学途径。

选题的确定：以当前最为迫切解决的和大众普遍关心的环境问题为出发点。目的和基本思路：为临床预防或治疗PM2.5暴露引发的疾病筛选新的药物。

研究过程：首先选择沈阳市沈北新区的某一地点为PM2.5的收集地，于2011年4月的某一周进行PM2.5收集；实验动物从沈阳医学院购买，在沈阳师范大学实验中心饲养；实验动物的PM2.5暴露从2011年8月初开始，采取一次性气管滴注进行急性暴露；将动物麻醉后处死，取大脑和肺组织，进行各项指标的测定，对另一部分实验动物进行巴恩斯迷宫实验，以评价其神经行为；上述实验至少重复了3次。

应用的科学方法、科学原理：常规的分光光度计比色法、酶联免疫法、巴恩斯迷宫实验等。主要贡献(创新部分)：首次发现外施水杨酸可显著减轻PM2.5暴露对实验动物的氧化伤害、炎症反应以及神经毒性。

同类研究的情况调查：经文献查新，关于水杨酸对PM2.5暴露的调节作用还未见报道。

进一步完善该项目的设想：以后的工作针对PM2.5慢性暴露开展。

高效微生物菌剂发酵生产有机肥及发酵装置改进研究与利用

天津市第一中学

作者：王心一

辅导教师：鞠美庭  李维尊  张志强

项目简介

在参加学校组织的考察活动路上，我看到公路两旁随处堆着点燃的秸秆垛，公路上浓烟滚滚，能见度低，此情此景使我萌生了处理秸秆的念头。我国秸秆产量大，难于处理，农民多选择焚烧。虽然已有多种秸秆处理方法，如加工成建筑材料、秸秆发电等方式，但秸秆分布分散，热值低，收集困难等制约了上述方法的开展。此外，农民随意将大量化肥撒入田地也是造成土壤功能退化的主要原因，同时也污染地表水和地下水。因此如果能将秸秆无污染地快速转化为肥料，不但解决了秸秆处理的问题，而且还解决了化肥对土壤的危害问题，其实际意义非常突出。基于此，在天津市第一中学的张志强老师、南开大学环境科学与工程学院的鞠美庭教授和李维尊老师的帮助下，利用微生物技术将农业秸秆等废弃物综合利用，同时改善土壤质量，减少化肥的使用。为此本项目从已筛选出的10株微生物菌株中，通过酶活性测试筛选出5株高酶活性菌株（枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、嗜热芽孢杆菌、施氏假单胞菌、运动发酵单胞菌），以此为基础构建微生物菌群，利用协同作用，提高微生物对玉米秸秆的降解能力。对实验室现有的微生物发酵装置进行改进研究，在节约能源、水资源的情况下提高发酵效率。农民可利用实验室研发的发酵装置以及微生物菌剂自行生产出高品质的有机肥。不但解决了秸秆难于处理的问题，而且节省了农民购买化肥的费用，同时也避免了使用化肥对土壤的危害。

本项目创新之处在于：1、通过酶活性实验研究以及菌株间的系统作用，构建高效微生物降解菌群。2、根据降解菌群的特性，开发了适宜的降解工艺。3、研发了新型高效节水型降解反应装置。

进一步完善该项目的设想：本项目研发的技术和装置虽然已经过实验室小试，且生产的产品达到并高于国家有机肥的相关标准，但是还需进行中试生产研究以及有机肥在农业中的应用效果研究，以及有机肥对化肥的替代量研究。

利用太阳能和风能及其互补技术对巴彦淖尔市农村地区苦咸水淡化技术的探讨

内蒙古自治区巴彦淖尔市临河区第一中学

作者：胡弼程

辅导教师：戴书焕  王胜捷

项目简介

巴彦淖尔市地处我国西部地区，淡水资源匮乏，地下苦咸水分布较多。但是该地区太阳能、风能资源较为丰富，光照充足，比较适合建立太阳能集热和光伏发电系统。在目前能源短缺、环境污染日益严重的情况下，利用太阳能、风能淡化苦咸水，对巴彦淖尔市的经济和老百姓的生活意义重大。该论文利用太阳能、风能资源和风光互补技术，以及膜技术建立了一套完整的淡化苦咸水实验系统，通过实验来进一步验证利用风光互补技术来改善该地区苦咸水淡化技术的可行性，为该技术的推广打下了良好的基础。

该地区太阳能、风能及苦咸水资源较为丰富，苦咸水的淡化需要消耗较大的能源，把该地区的优势资源（风能、太阳能、苦咸水）和新技术相结合来满足生产、生活的需要，建立太阳能集热和光伏发电及风力发电系统，为淡水的生产提供绿色能源，这样既满足了生产的需要，又满足环保的要求符合国家的产业发展方向。

设计一套风力发电、太阳能电热系统，通过光电互补技术为膜蒸馏系统提供能源。通过调试风力发电系统、太阳能电热系统使之能够稳定工作，选择最佳工作点，使之与膜蒸馏设计最大工况点相匹配，进而实验、寻找膜蒸馏的关键参数来考察整个系统的能效比和最佳参数点。

该项目应用了风能发电技术，太阳能发电技术，膜蒸馏技术，风光互补技术。

该项目的主要贡献(创新部分)：有①利用太阳能和风能及其互补技术对巴彦淖尔市农村地区苦咸水淡化技术提供能源保证；②利用膜蒸馏技术对巴彦淖尔市农村地区苦咸水进行淡化；③该技术为巴彦淖尔市偏远地区一家一户在利用绿色能源解决缺水问题上提供了新的思路；④通过实验论证了膜蒸馏技术在巴彦淖尔市水质下其膜通量、温度适应性、稳定性、能源系统和膜蒸馏淡化水系统之间的动态耦合匹配性均有较好的效果。

他人同类研究的情况调查：在项目查新报告中有详细说明。

该项目还需设计一套完善高效的能源提供系统，改善膜蒸馏系统的结构和性能，使之稳定、安全、高效工作。