普光高含硫气田集输管道冲蚀规律及预测模型研究

基于灰色关联分析方法,根据集输管道在线腐蚀监测数据,采用剪切应力表征湍流两相流动对管道内壁的冲刷作用,以湍流强度表征湍流传质强化对腐蚀的影响程度,同时集成普光气田集输管道室内静态腐蚀实验数据,建立了普光气田集输管道动态腐蚀预测模型,为普光气田集输系统腐蚀监测及安全管理提供了依据。     

中亚热带森林土壤呼吸日变化及其与土壤温湿度的关系

森林土壤呼吸是陆地生态系统土壤呼吸的重要组成部分,其动态变化对全球碳平衡有着重要的影响。目前对中亚热带森林土壤呼吸的研究还比较薄弱。本次研究采用Li-8100采集土壤呼吸速率,同时测定土壤0-10 cm土壤含水量和15 cm处的土壤温度。通过分析所测数据研究井冈山国家级自然保护区中亚热带森林生态系统主要森林类型生长季土壤呼吸速率的日变化特征,并分析土壤温湿度与土壤呼吸的相关关系。结果表明,①各个森林类型的土壤呼吸作用在白天比较活跃,夜晚波动很小。峰值一般出现在10：00到14：00之间。日土壤呼吸强度曲线基本遵循倒U型。②阔叶林（优势种：甜槠Castanopsis eyrei（Champ.）Tutch）、针叶林（优势种：台湾松Pinus taiwanensis）、混交林（优势种：银木荷Schima argenteaPritz.和杉木Cunninghamia lanceolata（Lamb.）Hook）和竹林（优势种：毛竹Phyllostachys heterocycla cv.Pubescens）的土壤呼吸范围依次为：2.1~5.3、2.19~4.02、1.27~4.23、1.8~6.35μmol·m-2·s-1。混交林的平均土壤呼吸值远小于其他三种林,但其土壤温度相对较低,土壤温湿度的浮动范围较小。竹林和阔叶林虽然土壤呼吸均值较高,但其浮动范围较大,受环境影响较大,土壤温湿度变化较低。③用Excel和Sigmaplot软件统计分析4种林型的土壤呼吸数据,研究结果表明,阔叶林土壤呼吸和土壤温度相关性不显著;针叶林林型土壤体积含水量为25.02%是影响土壤呼吸速率的分界点;混交林林型土壤呼吸和温度存在倒U关系,会随着土壤体积含水量升高而降低;竹林的土壤呼吸速率也随着土壤体积含水量的增加而降低。总而言之,可能由于降雨量过大造成土壤孔隙度变小,进而影响了土壤呼吸作用的活跃度导致各个森林类型的土壤呼吸作用与土壤温湿度的相关性不大。     

全氟辛烷磺酸对真鲷鳃抗氧化酶和组织损伤的影响

为了探讨全氟辛烷磺酸(PFOS)对真鲷(Pagrosomus major)的毒性及致毒机理,采用半静态毒性试验方法研究PFOS对真鲷的96 h急性毒性,并分析低浓度(0.1 mg.L-1)、中浓度(1.0 mg.L-1)和高浓度(2.0 mg.L-1)PFOS胁迫对真鲷鳃组织超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,脂质过氧化物(MDA)含量以及组织损伤的影响。结果表明,PFOS对真鲷的96 h半致死浓度〔ρ(LC50)〕为22.56 mg.L-1。在PFOS胁迫阶段,低浓度组真鲷鳃组织SOD活性呈现先受诱导后受抑制的趋势,而中、高浓度组受到显著抑制(P<0.05),胁迫15 d时高浓度组抑制率为14.86%;各浓度组CAT活性的变化趋势呈"U"型,7和15 d时高浓度组诱导率分别为40.53%和62.32%;低浓度组POD活性在胁迫1 d时呈受诱导效应,之后下降至对照组水平(P>0.05),中、高浓度组则呈现先受抑制后受诱导的趋势,胁迫15 d时高浓度组诱导率为63.05%;MDA含量变化没有表现出明显的规律性。在净水恢复结束时,各浓度组真鲷鳃组织SOD活性恢复到对照组水平,而CAT、POD活性和MDA含量与对照组相比仍有显著差异(P<0.05)。在PFOS胁迫下真鲷鳃组织出现鳃丝上皮脱落与鳃丝融合现象,病变程度随着暴露浓度的增加和暴露时间的延长而加深。可见,PFOS可对真鲷鳃组织产生多个层面的毒性效应。     

大肠杆菌与水体中U(Ⅵ)的作用行为和产物研究

通过批次吸附实验及介观和谱学等表征方法,研究了大肠杆菌(E.coli)粉末对水体中U(Ⅵ)的富集行为和吸附模型,并对其作用产物进行了详细分析.结果表明:大肠杆菌对初始浓度为50mg/L U(Ⅵ)溶液(pH＝5)的吸附容量可达到276.89mg/g.Langmuir等温模型和准二级动力学方程能较好的描述其吸附过程. FTIR、SEM-EDS、XRD分析结果表明:在与水体中U(VI)作用后,大肠杆菌表面检测出UO₂²⁺的红外特征峰(876.16cm^-1)和U的能谱吸收峰(结合能=2.4~4.4keV).UO₂²⁺主要与菌体表面的烷基、氨基、羧基、分子间氢键发生作用,重点与PO₂-、P(OH)₂、PO₄^3-以及PO₃^-等含P基团进行络合配位,最终产物以CaU(PO₄)₂、Ca(UO₂)₂(PO₄)₂·xH₂O、NaUO₂(PO₃)₃等铀的磷酸盐形式存在.     

珠江河流胶体中的典型内分泌干扰物

采用切向流超滤、固相萃取、气相色谱-质谱联用等分离和分析方法,研究了珠江2条河流中典型内分泌干扰物(EDCs)在胶体相中的含量分布、胶体/水相间的分配作用.结果发现:胶体中4-壬基酚(NP)、双酚A(BPA)、雌酮(E1) 的含量范围分别为23.2~108ng/L、2.3~97.6ng/L、n.d.(未检出)~0.32ng/L,平均值分别为70,31.4,0.3ng/L;17β-雌二醇(E2)、己烯雌酚(DES)、17α-乙炔雌二醇(EE2)、雌三醇(E3)则未在胶体样品中检出.除石龙外,其余各采样点表、底水层间的胶体EDCs浓度水平无显著差异.NP和BPA含量与胶体有机碳(COC)含量、紫外吸收强度(UV254)均呈正相关,说明COC是控制酚类雌激素在胶体相中分布的一个重要因素,NP、BPA和COC之间的相互作用与胶体有机碳的芳香性有关.计算发现,珠江河水中约21%~67% 的 NP、4%~74% 的BPA、24%~26% 的E1存在于胶体相,NP和BPA在胶体/水相间的有机碳归一化分配系数(Kcoc)分别为10 (5.69±0.50)、10 (5.51±0.77),高出各自的悬浮颗粒物/水分配系数(Koc)1个数量级,表明胶体的强吸附能力对EDCs在水环境介质间分配、迁移、转化发挥了重要作用.     

壬基酚对波纹巴非蛤(Paphia undulata)外套膜毒性效应研究

实验室条件下获得了壬基酚(Nonylphenol,NP)对波纹巴非蛤(Paphia undulata)的96 h LC50值为0.26 mg/L。同时研究了波纹巴非蛤外套膜中超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、谷胱甘肽(GSH)含量和丙二醛(MDA)含量在低、中、高(浓度分别为1、10和25 g/L)3个浓度NP曝毒以及清水释放下的胁迫响应。结果表明:胁迫1 d时波纹巴非蛤外套膜SOD活性只有低浓度组被轻度抑制,随后总体呈先诱导后抑制的变化趋势;POD活性在整个胁迫期间只有15 d的低、中浓度组被抑制,其他时间总体呈被诱导状态;GSH含量在胁迫1 d和7 d基本上均低于对照组,而15 d时3个浓度组GSH含量均极显著高于对照组(P 0.01);MDA含量随胁迫时间延长呈明显升高的变化趋势。清水释放后,低浓度组SOD活性、POD活性和GSH含量均恢复正常;中、高浓度组只有GSH含量恢复至对照水平。本研究表明NP对波纹巴非蛤外套膜有明显的氧化损伤,且随着NP浓度升高其受损程度增大,高浓度NP胁迫后外套膜SOD活性、POD活性和MDA含量释放实验结束后未能恢复至对照水平。     

ERT技术界定卫生填埋场边界的试验研究

界定卫生垃圾填埋场边界有助于场地环境的维护和管理,采用电阻率二维层析成像技术中的3种装置排列(测深、温纳、偶极-偶极)对高阻体上表面特征进行试验模拟,并通过电阻率二维层析成像技术对垃圾填埋场边界的电性特征进行研究,在此基础上开展了现场勘查. 结果表明:在由测深和温纳2种装置排列所得到的二维反演图像中,高阻体的上表面与高阻区相切,误差达到25%,表明2种排列不能进行精确定位;而偶极-偶极的反演图像中高阻体的上表面在低阻区与高阻扩散末端的分界点上,反演精度较高,误差在5%以内.      

汛期前后老鹳河干流人类干扰下浮游细菌多样性及功能预测

老鹳河是丹江口水库距离调水口最近的入库支流,水质好坏直接影响调水安全.为探究老鹳河干流汛期前后浮游细菌的群落组成和功能变化规律,分别于2018年和2019年汛期前（5月）与汛期后（10月）对老鹳河干流4个典型生态位点进行水质分析和浮游细菌高通量测序,杨河位点（YH）属轻度干扰;西峡北位点（XX）属中度干扰;垱子岭位点（DZL）属重度干扰;张营位点（ZY）属中度干扰.结果表明,老鹳河干流浮游细菌由40门599属组成,汛期前浮游细菌多样性高于汛期后,中度干扰有利于Shannon-Wiener指数的提高.LEfSe分析显示,汛期前优势门中杨河的装甲菌门,西峡北的Epsilonbacteraeota和厚壁菌门,垱子岭的蓝藻门与其他样点有显著性差异;汛期后仅垱子岭的厚壁菌门和蓝藻门与其他样点有显著性差异.浮游细菌群落PCoA分析显示,汛期前后各个样点区分明显,汛期前各样点间群落差异大于汛期后;RDA和CCA分析表明,流经县城后引起浮游细菌多样性下降的主要环境因子为总氮和氨氮.PICRUSt浮游细菌功能基因预测发现,COG基因10大类功能家族为优势类群.与氮代谢相关的30个KO功能基因呈现出汛期前样点间差异大于汛期后,汛期前杨河碳酸酐酶基因（cynT和can）与其他样点差异显著的特征.氮和磷是老鹳河调控浮游细菌群落结构和水体富营养化的主要因子,氮输入的变化会造成河流不同区域氮代谢功能的改变.     

基于信号改进深度学习网络的京津冀城市群二氧化氮浓度预测

在中国华北地区,二氧化氮污染仍旧不容忽视,尤其是在机动车辆密集和工业生产相对集中的京津冀城市群。运用小波分解(WD)和长短期记忆(LSTM)神经网络建立了W-LSTM组合模型,用于预测未来京津冀地区二氧化氮日均浓度和分指数。使用2014年1月—2018年5月主要大气污染物数据对组合预测模型进行训练试验,在获得最优模型参数后,使用2018年6月—2019年6月数据进行模型预测性能测试试验。结果表明,相较于传统的LSTM预测模型,W-LSTM组合预测模型具有更好的预测性能,预测结果的平均绝对百分误差为9.21%。在此基础上,使用最优预测模型对京津冀城市群2019年7月—2020年12月二氧化氮日均浓度进行了预测,并描绘了时空分布图用以表征其时空变化特征。     

苯并(α)芘与砷在蜈蚣草中的赋存转运规律及其交互作用

蜈蚣草能够超累积土壤中的砷,对土壤环境中的多环芳烃也具有较好的耐受能力,是修复砷和多环芳烃复合污染的理想修复手段之一.为探究在苯并（a）芘和砷（As）单独污染和复合污染条件下的蜈蚣草对两种污染物的吸收转运,通过水培模拟实验揭示蜈蚣草体内砷与苯并（a）芘的交互作用,同时采用双光子激光共聚焦扫描显微技术检测观察苯并（a）芘在蜈蚣草中的赋存和分布.结果表明,添加苯并（a）芘使得蜈蚣草各部分总砷含量均下降.其中,叶、茎、根分别下降149.4、78.59、47.05 mg·kg^-1（以DW计）（p<0.05）,叶部下降幅度最大,达到47.3%,根部及茎部含量分别下降了40.9%和38.2%（p<0.05）.同时苯并（a）芘的添加也改变了砷在蜈蚣草体内的赋存形态,根部与叶部三价砷的比例分别下降了3.87%、4.20%（p<0.05）,而茎部两种砷形态比例无显著变化.砷的添加促进了蜈蚣草各部分对苯并（a）芘的积累,每株根部、茎部和叶部的累积量分别增加了4680、109.26和226.61 ng（p<0.05）,说明苯并（a）芘和砷在蜈蚣草植株中交互作用显著,砷的添加不会改变苯并（a）芘的赋存位点,但会增强蜈蚣草对于苯并（a）芘吸收,而苯并（a）芘的添加则会抑制砷的吸收,苯并（a）芘首先由蜈蚣草根部表皮细胞吸收,通过茎部的U型维管束及茎部外缘细胞转运到叶部,赋存于叶部的表皮细胞、叶脉组织及气孔细胞当中.