基于支持向量机的绿潮灾害影响因素的权重分析

根据2012~2013年南黄海海域绿潮浒苔遥感监测分布面积数据及温度、天气状况、风向、风力、浪高5个影响绿潮浒苔扩散的气候因子,建立了相应的支持向量机回归模型.通过模型中各影响因素权重的变化分析绿潮灾害的发展过程,并与传统的单因素分析法进行对比,支持向量机回归更能准确得出各影响因素的权重及权重的变化规律.通过对权重变化规律的分析,给出在绿潮发生过程中漂浮、爆发和消亡阶段的划分依据.     

全自养硝化污泥的颗粒化过程研究

利用SBR反应器,以浓度(以N计,下同)120～650 mg/L的自配氨氮废水,在0.48～3.60 kg/(m3.d)的氨氮负荷下,探讨了自养硝化颗粒污泥的形成过程.结果表明,以硝化污泥接种,氨氮负荷为0.48 kg/(m3.d),温度为30℃±2℃,逐渐缩短沉淀时间至10 min的条件下,硝化颗粒可以在第22 d形成,并在第43 d进入相对稳定期,平均粒径达到500μm左右.颗粒污泥的平均粒径变化经历了迟滞期、快速增长期和稳定期3个阶段.污泥平均粒径由接种污泥的127μm增长到稳定期的500μm左右.在快速增长期,平均粒径增长速度可达12μm/d.成熟颗粒污泥的形状规则、分界清晰,分布有大量杆菌,粒径300μm的颗粒污泥所占比例达74.6%,污泥相中已基本没有絮状污泥.污泥在颗粒化过程中,颜色由接种污泥的灰褐色转变为颗粒污泥的黄红色.硝化颗粒污泥表面分布有大量杆菌和块状的EPS结构.     

笼养肉鸡生长过程NH3、N2 O、CH4和CO2的排放

为确定规模化笼养肉鸡生产过程NH3、N2O、CH4和CO2的排放因子,并探讨不同生长阶段排放特征,本研究选择山东某商业化肉鸡养殖场,利用INNOVA 1312多气体分析仪-连续采样测试系统和风机风量现场测定系统(FANS),对肉鸡舍NH3、N2O、CH4和CO2的排放进行为期42 d的测定,确定了肉鸡整个生产过程气体的平均排放因子和累积排放因子.结果表明,整个肉鸡生产过程中NH3排放因子呈现出先升高后降低的趋势,变化范围在8.5～342.1 mg·(d·bird)-1,平均为137.9mg·(d·bird)-1[48.6 g·(d.AU)-1],CH4和CO2排放因子随着日龄的增加而增大,CH4排放因子的变化范围在19.5～351.9mg·(d·bird)-1之间,平均为154.5 mg·(d·bird)-1[54.4 g·(d.AU)-1],CO2的排放因子在2.2～152.9 g·(d·bird)-1之间变化,平均为65.9 g·(d·bird)-1[23.2 kg·(d.AU)-1],整个生产过程没有监测到N2O的排放;肉鸡的NH3累计排放因子为(5.65±1.02)g·(bird·life cycle)-1,第1阶段(0～17 d)、第2阶段(18～27 d)和第3生长阶段(28～42 d)氨气排放占总排放的比例分别为33.6%、36.4%和29.9%,第2阶段的NH3累计排放因子显著高于第1和第3生长阶段;CH4和CO2的累计排放因子分别为(6.30±0.16)g·(bird·life cycle)-1和(2.68±0.18)kg·(bird·life cycle)-1,第3阶段的CH4和CO2累计排放因子显著大于1和2阶段,占总排放量的50%以上.研究结果为控制气体排放提供了数据基础.     

水华生消过程对巢湖沉积物微生物群落结构的影响

水华对湖泊水体和沉积物理化和生物学性质的影响已进行了较多研究,但鲜见水华生消过程对湖泊沉积物微生物群落结构的影响.本研究以巢湖为对象,通过PCR-DGGE方法分析了水华形成、持续和消亡阶段对沉积物微生物群落结构的影响.结果表明,巢湖水华形成期为5月15日~6月20日,持续期为6月20日~9月5日,之后进入水华消亡期.PCR-DGGE分析表明,非水华区沉积物微生物的种类、Shannon-Wiener指数、Simpson指数随时间变化较小,微生物相似度较高,温度可能是影响非水华区微生物群落结构波动的主要因子;在水华区,沉积物微生物的种类、Shannon-Wiener指数在水华形成期和消亡期较低,在水华持续期较高,而Simpson指数则呈相反趋势,微生物相似度相对较低,表明水华形成、持续和消亡过程对微生物群落结构、优势种有不同影响,温度和水华导致的水体性质变化可能是沉积物微生物变化的主要因子.本研究表明,水华生消过程对湖泊沉积物微生物有不同的影响,这对深入评价水华对湖泊水生生态系统的影响和利用微生物防治湖泊水华有重要意义.     

不同生长期和磷浓度下砷酸盐对铜绿微囊藻生长及砷吸收的影响

为了查明As(V)对不同生长期铜绿微囊藻生长和砷吸收的影响,分别在铜绿微囊藻的不同生长期,在低磷(0.02 mg·L~(-1))、中磷(0.1mg·L~(-1))和高磷(0.5 mg·L~(-1))水平,以及不同As(V)浓度下开展全因子室内模拟实验.结果表明,延缓期时,3个磷浓度下,As(V)添加均显著促进藻的生长,与对照组(CK)相比,平均生长速率(μ2d,下同)增长21.49%~32.23%,但不同砷处理浓度之间无显著性差异;同一砷浓度处理时,磷浓度梯度变化对藻的生长也无显著性影响.指数增长期时,As(V)添加均显著抑制藻的生长,其中,低磷浓度条件下的抑制作用最强,与CK相比,μ2d降低42.35%~106.30%,且随砷浓度升高呈线性下降,而中磷和高磷浓度下砷处理浓度之间无显著性差异.稳定期时,砷处理对藻的生长影响表现为逐渐升高的抑制作用(负生长速率值),其中,中磷浓度条件下抑制效应最高,与CK相比,μ2d降低1387%~3181%,高磷浓度条件下抑制效应最低,μ2d降低15.53%~378.00%.指数增长期和稳定期胞内砷含量结果表明,低磷浓度下不同生长期As(V)添加均显著促进藻细胞对砷的吸收,胞内砷含量大致随砷处理浓度增加而线性增长,而中磷和高磷浓度时藻细胞吸收砷的效应显著减弱,在指数增长期时则基本无效应,即磷对藻吸收砷具有显著的抑制作用.中磷和高磷浓度下,处于延缓期的铜绿微囊藻胞内砷含量高于处于指数增长期胞内砷含量,反映了藻类爆发时对砷的快速代谢外排特征.本研究成果可为认识砷污染与湖泊富营养化之间的相互作用提供科学基础.     

西北干旱区旱地玉米叶面积指数与气象因子及生物量的关系

利用甘肃省西峰农业气象试验站1994-2008年玉米试验观测资料,对玉米的LAI变化规律,温度、光合有效辐射对LAI的影响,LAI对50 cm土层土壤贮水量、生物量及产量因子的影响进行了分析。结果表明,三叶期-乳熟期LAI随着出苗后的天数呈S曲线变化。缓慢增长期出现在8~28 d;快速增长期出现在28~74 d;缓慢下降期出现在74~103 d。叶片含水率以0.9%/10 d的速度线性下降。各试验年份间,降水差异较大,变异系数为31%~92%;其次为≥10℃有效积温;光合有效辐射比较稳定。从播种到乳熟期,各年份的气象要素值趋于平均值。LAI与≥10℃有效积温及光合有效辐射呈幂函数变化,有效积温500℃及光合有效辐射值250 MJ/m²是LAI累积速度变化的转折点。≥10℃有效积温500~1 000℃及光合有效辐射800~1 000 MJ/m²是LAI快速增长的阶段。随着LAI的增大,50 cm土层贮水量呈线性减少。LAI对生物量的影响可用幂函数描述,最利于生物量累积的LAI值为3.5,较为适宜的种植密度为60 000株/hm²。七叶期-拔节期阶段LAI与产量因子的相关性较差,抽雄期-乳熟期阶段LAI与产量因子的相关性显著。在一定范围内,抽雄期LAI的增大对提高玉米的经济产量有利。     

绿潮早期聚集期间天气过程分析

利用中尺度气象模式WRF对2009~2012年绿潮(浒苔)早期聚集之前两周的气象要素进行了模拟,分析了其两周平均、周平均和日平均变化规律。两周平均结果表明,绿潮聚集前期海面风速基本维持在(6~7)m/s,气温和海表温度(SST)均在12℃~15℃范围内,海温接近浒苔适宜生长温度;短波辐射能量在200 W/m2左右,光照条件有利于绿潮繁殖。除2009年外,其余3 a周平均结果表明绿潮聚集前期平均风速有减弱趋势,SST增温明显。日变化分析表明,除2009年外,2010、2011、2012年绿潮早期聚集前几天风速均较小,为4 m/s左右,风向基本为东南风;气温和SST均有快速上升趋势,2010、2011、2012年聚集之前SST超过15℃,SST和光照条件有利于浒苔大量增殖。     

复合式厌氧反应器处理城市污水试验研究

采用弹性立体填料的复合式厌氧反应器处理城市污水。研究结果表明 ,该装置处理城市污水效果显著 ,当进水COD在 87～32 0mg L范围内 (平均 2 2 7mg L)变化 ,水力停留时间大于 5 .2h ,反应系统的容积负荷小于 0 .86KgCOD m3.d时 ,常温下COD去除率大于60 % ,出水COD平均为 81mg L ,SS去除率大于 77.8% ,出水SS小于 30mg L ;反应系统在试验条件下温度与溶解性COD去除率成正相关。试验还得出了系统处理城市污水溶解性BOD5去除率随HRT变化的降解动力学模式。     

浒苔绿潮暴发对南黄海海域溶解有机物的影响

通过2017年南黄海海域多个航次的现场调查数据,对浒苔绿潮暴发过程中溶解有机物的变化特征及影响因素进行了分析.结果表明,南黄海海域溶解有机碳（DOC）分布高值区主要集中分布在南黄海西北部和苏北近岸海域,陆源输入影响显著.利用三维荧光-平行因子分析（EEMs-PARAFAC）鉴别出南黄海海域溶解有机物荧光组分（FDOM）主要有4种：3种类腐殖质组分（C1、C2和C3）和1种类蛋白质组分C4.4种荧光组分平面分布特征相似,都与盐度呈明显的负相关.随着浒苔绿潮的暴发,南黄海海域DOC浓度和FDOM显著增加,溶解有机氮（DON）及溶解有机磷（DOP）则减少.随着浒苔绿潮沉降消亡,DOC浓度有所下降但仍高于浒苔绿潮暴发前,浒苔爆发区FDOM浓度升高,表层水体中C2和C4升高最为显著,分别增加了11.3%和12.6%;DOP、DON以及DON/DOC均逐渐升高.浒苔绿潮的暴发及消亡对南黄海海域溶解有机物的含量及时空分布影响显著.     

接种好氧颗粒污泥快速启动硝化工艺的过程研究

中温(28～30℃)条件下,以自配无机氨氮废水为研究对象,在柱形SBR反应器中接种好氧颗粒污泥,通过逐步提升进水NH4+-N浓度(100～1 000 mg·L-1)和缩短水力停留时间(8～4 h),快速启动硝化颗粒污泥工艺.系统运行约30 d时,进水NH4+-N负荷达3.9 kg·(m3.d)-1,NH4+-N平均去除率在95%以上;后续高负荷运行阶段,氨氧化速率达5.0 kg·(m3.d)-1左右;反应器中出现亚硝酸盐持续积累的现象,25～70 d期间,NO2--N积累速率达2～4.5 kg·(m3.d)-1;尽管进水组分发生变化(COD/N),且进水负荷波动频繁,但整个运行过程中污泥始终保持良好的颗粒结构,SVI为30～40 mL·g-1,36 d时粒径大于0.21 mm的颗粒污泥约占污泥的93%(质量分数);颗粒污泥由接种时的浅黄色逐渐变为棕黄色,部分变为棕色.结果表明,以好氧颗粒污泥接种是快速启动硝化工艺和形成硝化颗粒污泥的关键.     

基于水蚯蚓摄食活性污泥的生长动力学研究

基于水蚯蚓摄食活性污泥的批量培养试验,考察了水蚯蚓在活性污泥中的生长规律,以及底物、溶解氧浓度由低到高变化对水蚯蚓比增长速率的影响.结果表明,在水温25℃±0.5℃、溶解氧4 mg.L-1、底物浓度4 000 mg.L-1条件下培养18周,水蚯蚓体重随培养时间的变化趋势较好地符合Gauss函数,最大比增长速率μAWma...     

浒苔绿潮与南黄海近岸海域水质的关系

浒苔绿潮在黄海海域连续暴发,为研究浒苔绿潮与该海域水质的关系,根据2010年3~6月5个航次对南黄海苏北近岸浒苔绿潮暴发区海域生态环境要素的调查数据,重点研究了该海域温度、盐度、溶解氧、pH值的分布特征及其与浒苔绿潮的关系.结果表明,受陆地径流及苏北沿岸流的影响,调查海区为低盐高营养盐区,为绿潮的暴发提供了一定物质基础.第1航次到第5航次温度由8.8℃升高到21.6℃,第3航次调查海区开始出现漂浮浒苔藻体,此航次温度平均值为14.6℃;盐度平均值为31.6,第3航次到第5航次温度和盐度值均处于浒苔藻体适宜的生长范围之内.调查海区整体上均处于富氧状态,且从第1航次到第5航次溶解氧值逐渐减低.受陆地径流的影响整个调查区域pH值基本都小于8.0.海区适宜的温度、盐度、溶解氧及pH值,为近些年黄海海域浒苔绿潮持续的大规模暴发,提供了一定的环境条件.     

赤潮过程中塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamareme)C、N稳定同位素组成的变化规律

为了探索赤潮监测预防的新思路和方法,本研究选取典型赤潮藻(塔玛亚历山大藻Alexandrium tamareme)作为实验藻种,模拟一次完整的赤潮形成过程,测定重要监测指标(生物量、营养盐浓度)的变化,找出稳定同位素特征值与之相关变化规律。实验结果表明,藻种生长过程可明显分为四个阶段:适应期、对数生长期、稳定生长期及衰亡期;N、P浓度随培养时间呈下降趋势,与生物量的变化有很好的相关性,但在生长过程中几乎不吸收硅酸盐。在一次完整的赤潮发生过程中,C稳定同位素组成(13C值)随时间显示出减小趋势,而N稳定同位素组成(15N值)值则显示增大趋势。因此,赤潮藻的C和N稳定同位素组成为赤潮监测提供了可能的新指标和新方法。     

青岛近岸绿潮区溶解有机质微生物可利用性

以青岛近岸绿潮区水体中DOM（溶解有机质）为研究对象,通过室内降解实验计算了水体中DOC（溶解有机碳）的降解效率并分析了水中CDOM（有色溶解有机质）的荧光组分及其变化特征.结果显示,绿潮区不同站点和暴发前后水体中的DOC均发生了不同程度降解,降解过程符合一级降解动力学方程,其中约8.93%～45.10%的DOC可被微生物利用,在时空上受浒苔绿潮影响程度大的水体中DOC降解率最高.应用三维荧光光谱和平行因子相结合的技术,分析确定了绿潮水体中的CDOM包含3种类腐殖质组分（C1、C2、C3）和1种类蛋白质组分（C4）,且所有样品中类蛋白质组分含量均显著高于单一类腐殖质组分,表明浒苔绿潮释放的CDOM主要成分是类蛋白质.降解实验中,类蛋白质组分的变化与DOC含量降解趋势相同,而类腐殖质组分逐渐增加.同时,CDOM各荧光参数与微生物可利用性DOC百分比含量（BDOC%）相关性分析的结果和支持向量机的权重分析结果均显示:相对于BDOC%,C4组分为正相关,C1组分负相关,表明BDOC与CDOM组分间的关联度极高,可推测类蛋白质与BDOC均易被微生物降解利用,而类腐殖质与RDOC（惰性溶解有机碳...     

藻源型溶解性有机氮的产生及不同时期藻类有机物的特性

研究了铜绿微囊藻藻细胞全生命周期中氮的转化过程以及藻类有机物的性质,结果表明:溶解性有机氮(DON)在藻类生长周期中总体呈现上升趋势,藻细胞在其生长初期释放量小于0.05mgDON/107cells,衰亡期释放能力约为0.40mgDON/107cells;胞外有机物(EOM)中分子量分布在对数期和衰亡期以100kDa为主,稳定期以100kDa范围内.三维荧光光谱分析表明,EOM中荧光物质主要为类腐植酸和溶解性微生物代谢产物;而IOM主要由类芳香蛋白和溶解性微生物代谢产物组成.     

城市大气臭氧柱浓度时空变化研究——以天水为例

城市臭氧发生发展规律的研究将为城市环境管理提供理论依据。文章利用卫星OMITO3e数据产品,解译和分析了天水市2006~2014年臭氧柱浓度的时空动态信息。结果表明:(1)空间分布呈现东北、西北高,中部、南部低的倒"V"字形;(2)年变化呈单峰曲线,从2006年至2010年为上升期,每年的增长率为3.98%,2010年至2014年为下降期,年均下降率为2.52%;(3)四季变化明显分为两个阶段,前三年为冬季春季夏季秋季;后六年以夏、春季变化为主,冬、秋季为辅,夏季春季冬季秋季。夏、春两季在第二阶段明显升高与当地经济的快速发展有密切的关系;(4)9年间臭氧柱浓度平均值为301.177 DU,最大值为325.829 DU,最小值为279.093 DU,臭氧柱浓度指示的多年空气质量等级为良好。     

内陆排污对杭州湾南岸滩涂湿地浮游桡足类群落结构的影响

2010年1月～2011年1月,在杭州湾南岸滩涂湿地5个断面(S1～S3为排水区,S4～S5为非排水区。)10个采样站进行桡足类群落结构的周年调查,分析了不同生态环境下桡足类群落的种类组成、密度、生物量和种类丰富度等时空变化特征。共发现桡足类19种,剑水蚤和猛水蚤各7种、哲水蚤5种,其中,8种为淡水种,11种为咸淡水种。根据种群的年平均密度和出现频度,淡水种类的优势种为汤匙华哲水蚤(Sinocalanus dorrii)、台湾温剑水蚤(Thermocyclops taihokuensis)和三角大吉猛水蚤(Tachidius triangularis),半咸淡水种类的优势种为中华哲水蚤(Calanus sinicus)和球状许水蚤(Schmackeria forbesi)。群落年平均密度变幅2.64～39.16/L,平均13.54/L;生物量0～2.078 mg/L,平均0.164 mg/L。哲水蚤的群落密度和生物量分别占总桡足类的29.32%和79.88%。密度季节变化以春季>秋季>夏季>冬季,水平变化以S3>S2>S1>S5>S4,S2断面中潮位比高潮位多67.00%。Margalef种类丰富度在1.20～6.20,平均3.35。污对中潮位桡足类群落的影响大于高潮位。     

珠三角空气质量数值预报系统的检验与订正研究

通过对珠三角空气质量预报模式的模拟结果进行检验,发现模式预报值整体偏小,特别是峰值,但变化趋势与实测一致,峰值都能较好模拟出.模式对PM10的预报准确率要高于PM2.5,从等级预报来看PM10和PM2.5的二级预报准确率要高于一级,利用MOS方法对模式预报结果进行订正,订正后颗粒物平均偏差都有一定程度的下降,颗粒物等级预报准确率PM10由64.7%提高到77.6%,PM2.5由59.9%提高至74.5%,准确率的提高明显.     

Organic matter produced by algae and cyanobacteria: Quantitative and qualitative characterization

This work aims at characterizing organic matter produced by an alga Euglena gracilis and a cyanobacteria Microcystis aeruginosa and assessing the evolution of its characteristics during growth. A culture medium was optimized. The species growth phases were monitored using both visible spectrophotometry and flow cytometry cell counting. Organic matter fractionation according to hydrophobicity and specific UV absorbance (SUVA) index were used to specifically characterize the produced algal organic matter (AOM). The AOM characteristics were both growth phase and species dependent. However, a similar evolution was observed. The hydrophilic fraction (HPI) was the major fraction whatever the growth phases and was almost the only one produced during lag and exponential phases. It represented around 75% of AOM during exponential phase and then decreased when the stationary phase appeared. It represented 46% and 60% of the AOM during late decline phase for the cyanobacteria and the alga respectively. The hydrophobic (HPO) and transphilic (TPH) fractions started to appear from the beginning of the stationary phase with more hydrophobic compounds coming from intracellular organic material of dying cells. HPO and TPH percentages still increased during the decline phase probably because of two additional processes: photo-dissolution and leaching of particulate organic matter from cells fragments. A comparison of AOM during late decline phase and natural organic matter (NOM) from Glane River (France) underlined that AOM was more hydrophilic and presented a lower SUVA for each fractions than NOM. However, the difference between NOM and AOM hydrophobicity narrowed during decline phase.