基于机器视觉的鱼类行为特征提取与分析

近年来,水污染问题备受关注。生物式水质监测成为目前国家环境保护工作的重要任务之一。为准确监测水质污染情况,本文以青鳉鱼(Oryzias latipes)为研究对象,采用非接触式的机器视觉监测技术,提取青鳉鱼的生理特征(呼吸频率)和运动特征(胸鳍和尾鳍的摆动频率),并分析这些特征与水质之间的关系。本文采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)准确提取鱼鳃,并根据鱼鳃呼吸面积大小变化计算出鱼的呼吸频率。基于形态学细化算法提取青鳉鱼骨架,求出胸鳍和尾鳍的摆动频率。结果显示:不同浓度铜离子暴露实验测得的青鳉鱼生理特征和运动特征与实际情况一致;通过对不同铜离子浓度下的毒性实验数据对比,发现了青鳉鱼的生理特征和运动特征会随不同的铜离子浓度发生相应变化,可以作为水质监测的评价标准。     

非活体生物质对水中活性艳红X-3B的吸附研究

研究了4种非活体生物质(米酒糟、花生壳、柚子皮、稻草秸秆)对模拟废水中活性艳红X-3B的吸附条件及吸附机理。结果表明,活性艳红X-3B初始浓度为100 mg/L、pH为1.0~2.0、吸附剂浓度为10 mg/L时,4种吸附剂对活性艳红X-3B的吸附率可达到80%。吸附在60 min左右达平衡后最大吸附量的顺序为:米酒糟(58.8 mg/g)花生壳(28.0mg/g)柚子皮(23.6 mg/g)稻草秸秆(19.5 mg/g)。在达最大吸附率时,米酒糟的用量可减少一半、pH范围可宽为1.0~6.0,且吸附量是另三者的2倍以上。综合比较,米酒糟具有较强的吸附废水中活性艳红X-3B的能力,可作为废水中活性染料的吸附剂使用。而花生壳、柚子皮和稻草秸秆的吸附能力相对较弱,不是理想的吸附材料。数学模型模拟表明,米酒糟和柚子皮的吸附过程更符合Freundlich方程,而花生壳和稻草秸秆更符合Langmuir方程;动力学研究表明4种吸附剂的吸附拟合更符合拟二级动力学方程。     

Quantifying interactions between propranolol and dissolved organic matter (DOM) from different sources using fluorescence spectroscopy

Beta blockers are widely used pharmaceuticals that have been detected in the environment. Interactions between beta blockers and dissolved organic matter (DOM) may mutually alter their environmental behaviors. To assess this potential, propranolol (PRO) was used as a model beta blocker to quantify the complexation with DOM from different sources using the fluorescence quenching titration method. The sources of studied DOM samples were identified by excitation–emission matrix spectroscopy (EEMs) combined with fluorescence regional integration analysis. The results show that PRO intrinsic fluorescence was statically quenched by DOM addition. The resulting binding constants (log K _oc) ranged from 3.90 to 5.20, with the surface-water-filtered DOM samples claiming the lower log K _oc and HA having the highest log K _oc. Log K _oc is negatively correlated with the fluorescence index, biological index, and the percent fluorescence response (P _i,n) of protein-like region (P _I,n) and the P _i,n of microbial byproduct-like region (P _II,n) of DOM EEMs, while it is correlated positively with humification index and the P _i,n of UVC humic-like region (P _III,n). These results indicate that DOM samples from allochthonous materials rich in aromatic and humic-like components would strongly bind PRO in aquatic systems, and autochthonous DOM containing high protein-like components would bind PRO more weakly.     

粉状活性焦在双层滤料颗粒床中的脱硫试验研究

在双层滤料颗粒床模型试验台上对粒径为300～400目的粉状活性焦进行了脱硫试验,研究了温度、O2和水蒸气体积分数、气体流速、再生次数对脱硫效果的影响.试验结果表明.温度为120℃、O2体积分数为8%、水蒸气体积分数为10%条件下,脱硫效果最好;粉状活性焦在双层滤料颗粒床中经过7次重复吸附.达到硫饱和吸附量为66.2 mg/g.粉状活性焦再生试验表明,随着再生次数的增加.粉状活性焦的脱硫性能呈下降趋势.     

有机磷农药草甘膦异丙胺盐对球形棕囊藻的刺激效应

设置0、0．001、0．01、0．1、l和10mg·L-16个质量浓度梯度,测定了草甘膦异丙胺盐（Glyphosate—isopropylammonium）农药对球形棕囊藻（Phaeocystis globosa）生长、叶绿素a含量、SOD和CAT活性的影响,探讨了有机磷农药对球形棕囊藻的毒物刺激效应。结果表明,低浓度的草甘膦异丙胺盐对球形棕囊藻的生长呈现出刺激效应。在实验所设定的6个质量浓度梯度范围内,0．001mg·L0和0．01mg·L-1质量浓度处理下的刺激效应最为显著。该两个质量浓度处理下,球形棕囊藻的平均相对增长率比对照分别提高了1．27％和0．45％,叶绿素a含量分别比对照提高了9．2％和2．5％,SOD活性提高了5．9％和7．2％,CAT活性提高了93％和155％;而当草甘膦异丙胺盐质量浓度在0．1mg·L-1以上时,球形棕囊藻的生长率、叶绿素a含量、SOD活性均显著低于对照。草甘膦异丙胺盐在0．001mg·L-1和0．01mg·L-1范围内对球形棕囊藻均呈现刺激效应,而高于0．1mg·L-1时球形棕囊藻各生理指标表现出显著抑制效应。研究结果为了解有机磷农药对海洋微藻生长的影响特征,揭示有机磷农药对微藻产生低促高抑的规律和为深入探索赤潮暴发的成因提供依据。     

光化学烟雾模拟实验系统

为开展光化学污染成因的敏感性分析,设计和建立了目前国内唯一的大型光化学烟雾模拟实验系统．该系统主要包括烟雾箱系统、空气充填置换系统、采样测试系统和记录显示控制系统等4个分系统．与国内外同类型实验系统相比,该系统具有烟雾箱在实验过程中受光均匀、换气系统快捷、效率高以及可实现两箱对比实验等特色．利用实验系统开展了光化学污染过程的模拟实验,得到了典型的污染特征．进行了同等条件的两箱对比实验,实验结果完全一致,表明该实验系统能够开展基于对比实验的敏感性分析研究,从而为进一步针对北京实际开展光化学污染的模拟研究奠定了良好的基础．     

论现代科学技术中的"生态化"

对现代科学技术所出现的“生态化”现象进行了初步探讨。首先，对生态学涵义的扩展和生态化研究方法进行了研究，认为其涵义已从生态学的生物学含义发展到现代生态学的新涵义，其方法就是研究在科学技术中的“对象”与“环境”的关系问题；在此基础上，对科学技术研究目标作了生态化表述，即要建设生态-经济-社会优质复合群；然后，对科学技术所出现的生态化理论与方法进行了初步研究，并对建设普遍优质的生态-经济-社会复合群理论及其应用进行了分析；最后，对生态化的研究方法进行了总结。     

耕地土壤碳固存的措施与潜力

土壤CO2排放与土壤退化、土壤有机质(SOC)含量减少和土壤质量下降密切相关。耕地具有较大的碳固存潜力。通过采用最佳管理措施(BMPs)和进行土壤修复来提高土壤质量，能增加SOC含量和提高土壤生产力，并能部分起到减缓温室效应的作用。文章从土壤固碳的机制入手，系统总结了在耕作土壤碳固存方面的研究。从土壤侵蚀控制、退化土壤修复、保护性耕作、残落物管理，改善农作物制度等方面，论述了耕地的固碳潜力，并提出了一系列实现碳固存的措施。最后估算出耕地土壤总的固碳潜力为0．73～0．87Pg/a。研究表明,在替代性能源开发之前，耕地碳固存是一项切实可行的措施。     

模拟酸雨和Zn复合污染对蚕豆生长及其生理生化特性的影响

通过盆栽试验研究了模拟酸雨和Zn复合污染对蚕豆生长及其生理生化特性的影响．结果表明,与对照相比,在酸雨和Zn复合污染下,蚕豆株高和叶绿素均有不同程度的下降;蚕豆叶和根中的MDA含量上升,SOD活性下降,POD活性则是先升后降．MDA含量和SOD活性变化能较好地反映蚕豆受酸雨和Zn污染的状况．同时,酸雨和Zn的复合污染比其中任何一种单一污染对蚕豆造成的伤害更严重．     

面向矿山废弃地复垦的炉渣污泥人工土壤的理化特性

通过添加不同比例的燃煤电厂粉煤灰和炉渣对城市污泥进行钝化,配制成不同灰渣比例的人工土壤,对人工土壤的pH、电导率、养分含量、重金属含量以及持水、渗水性能进行了研究。结果表明,污泥人工土壤pH介于7.5～8.0之间,属于弱碱性土壤;电导率变化范围为2.93～3.71 mS/cm,表明盐分含量较高。污泥人工土壤中有效态养分含量随炉渣比例提高而增加,所有配比人工土壤有机质和有效磷、速效钾的含量达到高肥力水平。人工土壤中Cd、Ni、Pb、Cu、Zn含量均明显低于国家农用标准(GB 4284-84、GB 8173-87)。粉煤灰渣对污泥中有效态Cd、Ni、Pb和Cu有钝化作用,使其向无效态转化,对Zn则有活化作用。炉渣对Cd、Ni的钝化作用要优于粉煤灰,而粉煤灰对Pb、Cu的钝化作用要优于炉渣。添加炉渣提高了污泥人工土壤水分的蒸发量,减弱了人工土壤的持水能力,但加入炉渣使人工土壤的渗透系数显著增加,提高了其渗水性能。