含水量对Cd污染菜地土壤中微生物多样性的影响

应用BIOLOG试验技术,结合土壤和植物的相关指标,在研究水分对广州市郊区Cd污染菜地土壤影响的基础上,进一步研究水分对微生物群落代谢方式的影响。结果表明,在Cd污染土壤中,水分对土壤微生物群落活性的影响从大到小分别为W3(田间持水量65%)、W1(田间持水量85%)、W2(田间持水量75%)、W5(田间持水量45%)、W4(田间持水量55%)。W3水分处理对提高土壤微生物的代谢多样性具有显著效果。在W3水分处理下,土壤微生物不仅对各类碳源的利用能力均高于其他4种水分处理,而且对糖类碳源的利用能力更加显著,是其他处理的1.55～3.87倍。土壤Cd有效态含量与微生物对碳源的利用能力呈负相关(p0.05)。在不同水分条件处理下,土壤微生物群落对6类碳源利用能力的增强能降低土壤中Cd有效态的含量。微生物对纤维素、果胶酸、几丁质/黏多糖/糖蛋白等不同类型碳源利用能力的增强有利于植物根际环境微生物功能多样性的改善。     

2004-2011年忻州市滹沱河系地表水质变化及影响因素分析

滹沱河系为忻州市最重要的排洪排水系统,其水质对城市环境及下游地区有重要影响,通过2004-2011年地表水的监测数据、水资源量的统计数据、社会经济的统计数据及污水处理厂的监测数据来分析影响滹沱河系水质的原因.结果表明:滹沱河系地表水污染变化趋势可以分为2个阶段——水质恶化阶段和水质改善阶段,总体上以2009年为拐点,在改善阶段严重污染河段的污染物降低至Ⅳ类标准;一般情况下丰水期水质好于枯水期;河道水量、降水量与水质均呈负相关,相关系数分别为0.675、0.532(p＜ 0.01),河道水量、降水量对各河段水质改善作用有限,水质丰、枯水期变化也说明了这一点;2009年前,水质恶化主要与工业废水排放量有关,相关系数为0.689(p＜0.01),其次为生活污水排放,相关系数为0.465(p＜ 0.05);2009年后污水处理厂的达标运行使河段水质进一步改善.     

烟台套子湾缘管浒苔绿潮成因及其对环境的影响

2009年5-7月,对烟台套子湾缘管浒苔绿潮发生海域进行6个航次监测,同时监测了6个主要陆源入海口.结果表明:缘管浒苔生物量与无机氮含量极显著正相关(r=0.928,p＜0.01),与活性磷酸盐含量显著正相关(r =0.888,p ＜0.05).无机氮、活性磷酸盐和COD在绿潮生长期间经历了快速下降和缓慢回升过程,硅酸盐则一直缓慢增加,pH值基本维持在8.1.缘管浒苔大量消耗营养盐,特别是在过量繁殖时期,海区营养盐大幅下降,呈贫营养化状态.此外,藻体过量繁殖抑制了浮游植物生长,叶绿素a明显偏低.藻体死亡后,异养细菌数量急剧增加.通过调查发现,适宜水文气象条件及陆源入海口附近较高的营养盐含量是缘管浒苔过量繁殖形成绿潮的重要诱因;优良的固着场所和多样化繁殖方式也为其过量增殖提供了必要条件.加强监测,及时打捞和采取科学合理的应对措施将有效抑制绿潮带来的危害.     

污水灌溉对土壤重金属含量、酶活性和微生物类群分布的影响

以沈阳张士灌区长期污灌的农田土壤为对象,研究了土壤重金属、土壤酶活性、微生物生物量和种群分布特征,分析了土壤微生物参数与土壤重金属和土壤性质的相关关系.结果表明,虽然已停止污灌十余年,张士灌区农田土壤仍存在Cd、Zn、Cu等多种重金属污染.土壤Cd污染最严重,含量达1.75～3.89 mg·kg-1.土壤耕作层(0～30cm)Zn、Cu、Pb总含量随土层深度增加逐渐减少,而Cd元素的垂直分布呈向下迁移的趋势.Cd、Zn、Cu、Pb等4种重金属含量水平分布特征相似,均为1号样地＞2号样地＞3号样地＞4号样地.相关性分析表明,张士灌区土壤酶活性、微生物生物量和种群分布受重金属污染和土壤养分的影响,土壤养分含量(有机碳、N、P、K)对微生物的正面效应大于重金属对微生物的负面效应.土壤全量Cd和速效K对微生物参数的影响最为明显,Cd含量与多酚氧化酶活性和微生物生物量(Cmic)呈极显著负相关,与纤维素酶活性呈极显著正相关(P＜0 01),速效K含量与多酚氧化酶活性、微生物生物量以及可培养微生物种群数量均呈极显著正相关(P＜0.01).     

培养方式、外源物对混合菌群DDMY2脱色蒽醌染料RB19的影响

为寻找最佳培养条件及外源物强化蒽醌染料活性艳蓝19(RB19)的微生物脱色效果,同时探究最适外源物对微生物功能酶活性及群落结构的影响,以揭示其微观作用机制,以经茶叶渣驯化而来的混合菌群DDMY2为作用微生物,将其置于不同培养方式、不同外源物条件下(复合激活剂、不同氮源、碳源等)与RB19作用,并计算脱色率.通过酶活检测、高通量测序方法,研究在菌群DDMY2对RB19脱色过程中,复合激活剂A(Activator,A)对DDMY2主要功能酶活性和菌群结构的影响.结果表明,微氧条件下菌群DDMY2对RB19(200 mg/L)在72 h的脱色率达到80.25％,比富氧条件高36.37％.加入复合激活剂A能够有效提高脱色效率,且在初期促进作用明显,样品"DDMY2+A"在24 h的脱色率较样品DDMY2高出9.38％.酵母提取物为最佳外加氮源,而外加碳源对染料脱色效率无明显提升效果.同时,Mn2+和氧化还原介体ABTS(2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)与复合激活剂A联用可使脱色效率进一步提升约5.41％.RB19的脱色效率与菌群胞外偶氮还原酶、醌还原酶活性有关,加入复合激活剂A可显著提高细菌胞外偶氮还原酶活性.高通量测序结果显示,与未加复合激活剂A的混合菌群DDMY2相比,加入复合激活剂A对混合菌群DDMY2群落结构有明显地影响,可使得肠杆菌属、产碱菌属等功能微生物更好地进行富集.因此适合的外源物(如酵母提取物、Mn2+和氧化还原介体ABTS、复合激活剂A等)能够显著提升菌群DDMY2对RB19的脱色效率,其微观作用机制主要是通过提高菌群功能酶活性及富集优势功能菌属以提高其脱色效率,为强化蒽醌染料微生物脱色效果提供新思路.     

白洋淀湿地芦苇根际土壤微生物电子传递体系(ETS)活性的研究

微生物电子传递体系(ETS)活性是反映微生物活性的一个重要指标。为了解湿地环境中微生物活性的特征,探讨湿地植物根际土壤微生物活性对湿地生态系统物质循环的影响,以白洋淀湿地典型植物芦苇为研究对象,分析了不同水位条件下芦苇根际土壤微生物ETS活性的季节变化规律。结果表明,根际土壤ETS活性季节变化明显,呈现先上升后下降的趋势。ETS活性在夏季较高,8月前后出现最大值,淹水区、水陆交错区和台地的最大值分别为0.08 mg O_2/(g·h)、0.084 mg O_2/(g·h)、0.13 mg O_2/(g·h),随后逐步下降;在冬季较低,淹水区、水陆交错区和台地的最小值分别为0.027mg O_2/(g·h)、0.037 mg O_2/(g·h)、0.045 mg O_2/(g·h),出现在12月前后,最大值约为最小值的3倍。相关性分析指出其活性变化与气温变化呈显著正相关(p0.01)。不同水位条件下ETS活性从大到小依次为台地、水陆交错区、淹水区。其中,台地区和水陆交错区根际土壤ETS活性与淹水区相比均存在显著差异(p0.01),其活性分别为淹水区的1.8倍和1.2倍。芦苇根际沉积物TN、NH+4及NO_3~-质量比呈现相似的季节变化趋势。最大值出现在6月1日,淹水区、水陆交错区、台地区TN质量比峰值的范围在2.8~3.4 mg/g,NH_4~+质量比峰值的范围在72.0~78.3μg/g,NO_3~-质量比峰值的范围在20.0~28.5μg/g;最小值出现在9—10月,淹水区、水陆交错区、台地区质量比最低值的范围在0.6~1.6 mg/g,NH+4质量比最低值的范围在8.1~15.0μg/g,NO_3~-质量比最低值的范围在5.1~9.7μg/g。其中,水陆交错区ETS活性与土壤中TN和NH+4质量比的相关性极其显著(p0.01),淹水区ETS活性与土壤中NH_4~+质量比相关性极其显著(p0.01),其他条件下ETS活性与土壤中氮素质量比均无显著相关性。由此可见,湿地植物根际土壤ETS活性不仅受到水位和气温变化的影响,还可能与土壤中TN和NH+4含量相关。因此,在评价湿地土壤质量变化时,除考虑土壤微生物量等敏感指标外,还应获得环境因素等其他信息,为正确快速评价土壤微生物群落和土壤质量变化提供参考。     

BDE -47对脑发育期大鼠甲状腺激素内稳态及谷胱甘肽抗氧化系统的影响

以处于脑发育期的新生3d大鼠为试验对象,研究不同剂量2,2',4,4'-四溴联苯醚(BDE - 47)对大鼠暴露21 d后,大鼠体内甲状腺激素内稳态、脑中谷胱甘肽及相关酶的变化.结果显示,与对照组相比,大鼠血清中总甲状腺激素(TT4)、游离甲状腺激素(FT4)、总三碘甲状腺原氨酸(TT3)无显著改变,但高暴露剂量组大鼠血清中游离三碘甲状腺原氨酸(FT3)含量显著降低(p＜ 0.01).氧化损伤试验结果表明,与对照组相比,各暴露组大鼠脑中氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量显著上升(中、低剂量组p＜ 0.01,高剂量组p＜0.05);暴露组大鼠脑中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH - px)活力变化与剂量相关,呈现低、中剂量升高,高剂量暴露下降的趋势;暴露大鼠脑中谷氨酸半胱氨酸合成酶(GCL)活性、还原型谷胱甘肽(GSH)含量无显著变化,但GCL呈明显的下降趋势.脑发育期BDE - 47暴露将造成大鼠甲状腺激素,尤其是FT3的内稳态失衡,并造成机体GSH抗氧化系统相关指标的紊乱,出现氧化应激效应.     

铜、镉对(鱼免)鱼幼鱼鳃丝Na+-K+-ATPase和肝脏SOD酶活性的影响

以(鱼免)鱼(Miichthys miiuy)幼鱼为研究对象,研究了Cu2 和Cd2 对(鱼免)鱼幼鱼鳃丝Na -K -ATPase和肝脏SOD酶活性的影响.以6个Cu2 浓度(0.01 mg/L、0.05 mg/L、0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L和0.8 mg/L)和6个Cd2 浓度(0.005 mg/L、0.025 mg/L、0.05 mg/L、0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L)对(鱼免)鱼幼鱼进行8 d染毒.结果表明,Cu2 和Cd2 各处理组(鱼免)鱼鳃丝Na -K -ATPase活力随取样时间的变化显著(P＜0.05),且呈峰值变化,在1 d时达到最大值,然后缓慢下降,最后各处理组酶活力趋于稳定.两种重金属离子对(鱼免)鱼鳃丝Na -K -ATPase活力的影响在同一取样时间各处理组间的差异也显著(P＜0.05),其影响程度与重金属的浓度呈负相关,且Cd2 浓度为0.4 mg/L时,在第8天酶活力与对照组的差异不显著(P＞0.05).Cu2 和Cd2 在1～8 d对(鱼免)鱼鳃丝Na -K -ATPase活力的诱导率表现为Cu2 ＞Cd2 .低浓度组Cu2 和Cd2 曝露时,(鱼免)鱼肝组织中SOD活性变化在短时间内不明显(P＞0.05),但随着时间的延长,SOD活性提高,与对照组差异显著(P＜0.05),导致"毒物兴奋效应".高浓度Cu2 和Cd2 曝露时,随着时间的延长和浓度的增强,肝组织SOD的活力抑制越明显(P＜0.05).     

上海松江泖港地区蟹种养殖对水质的影响

为了探究河蟹蟹种养殖模式对水环境的影响,于2012年6-10月,对上海松江泖港地区蟹种池塘和水源的水质进行了监测.结果表明,在整个养殖周期中,蟹种池CODMn不断增长,水源水的变化趋势为先增后减.在多数时段,水源水亚硝酸盐质量浓度高于蟹种池,但6月26日蟹种池反而显著高于水源水(p＜0.05).在整个监测过程中,水源水硝酸盐质量浓度均显著高于蟹种养殖池(p＜0.05).养殖前期,水源水磷酸盐质量浓度高于蟹种池;养殖后期蟹种池高于水源水,但均无显著差异(p＞0.05).台风过境后,水源水氨氮质量浓度达2.21 mg/L,磷酸盐质量浓度达0.467 mg/L,表明农田化肥水和地表径流可能是导致水源水体富营养化的重要原因.     

不同性质土壤中锑对小麦根伸长的毒性阈值及预测模型

针对土壤中锑污染毒性阈值研究较少的现状,参考ISO11269-1根伸长毒性测试标准方法,采集7种不同性质的土壤,利用TableC urve2D软件拟合剂量-效应关系,得到锑对小麦根伸长的毒性阈值(EC10和EC20)及其预测模型。当外源锑质量比增加时,7种土壤中小麦的相对根长均减小。毒性阈值与土壤理化性质相关分析表明,毒性阈值EC10和EC20与土壤p H值呈显著负相关关系,与土壤总铁质量分数呈显著正相关。回归分析得出,土壤p H值和土壤总铁质量分数可以解释90%的毒性阈值的变异。EC10和EC20的预测值与实测值的比值在2倍范围内。研究表明,在不同性质土壤中锑对小麦的毒性阈值有显著差异,土壤p H值、总铁质量分数与小麦的毒性阈值间呈显著相关关系(p0.05),所得回归模型可较好地预测锑对小麦的毒性阈值。     

软质聚氨酯泡沫阴燃前期热解特性研究

采用DSC-TGA(差示扫描量热-热重分析)同步热分析仪对软质聚氨酯泡沫(聚氨酯软泡)在不同氧气体积分数(0、10％、30％、50％)和不同加热速率(10 K/min、20 K/min、50 K/min)下热解到800℃的过程及其对阴燃的影响进行了研究.结果表明,当氧气体积分数介于10％ ～ 50％时,聚氨酯软泡热失重DTG曲线只有1个峰;当氧气体积分数降低到10％时,DTG曲线开始逐渐分离为2个峰;当氧气体积分数降为0(即氮气气氛)时,DTG曲线已经明显分为2个峰.这表明氧气体积分数对聚氨酯软泡热解特性具有重要作用.氧气体积分数和加热速率降低均对聚氨酯软泡的热解有抑制作用,均能减小阴燃传播速率和向明火转化的可能性.加热速率降低主要是延长了聚氨酯软泡的热解周期,从而减小了热解可燃气体积分数和放热速率.氧气体积分数降低对聚氨酯软泡热解的影响相对复杂的多:当氧气体积分数从10％降低到0时,主要提高了聚氨酯软泡的分解温度,而对热解速率影响不大;当氧气体积分数介于10％～50％时,氧气体积分数减小主要会降低聚氨酯软泡的热解速率、放热速率和放热量而对热解温度影响相对不大.氧气体积分数和加热速率降低抑制了多元醇的分解,而多元醇是聚氨酯软泡维持阴燃或向明火转化的主要物质及能量来源.     

不同螯合剂对花生富集污染土壤中Co的影响

采用模拟Co污染土壤的方法,分别投加2.5 mmol/kg、5.0mmol/kg、7.5 mmol/kg的EDDS、NTA、CA和OA,研究了其对花生生长与吸收土壤重金属Co,以及对土壤中Co的活化能力的影响.结果表明:整合剂处理使花生的生物量降低,在高浓度整合剂处理时,降幅最大;EDDS的添加比NTA、CA和OA更显著地增加了土壤Co的有效态质量比,同时明显提高了花生的富集系数和转运能力;在螯合剂处理下,花生的转运系数最高达到0.916,具备了修复土壤重金属污染的能力;根系和地上部富集Co能力最强时分别达到58.64 mg/kg和46.33mg/kg,是对照组的1.29和3.63倍;各处理花生根系中的Co质量比要高于茎叶中的质量比,花生植株Co质量比与土壤有效态Co质量比呈显著(p＜0.05)或极显著相关(p＜0.01);综合来看,螯合剂的投加能有效活化土壤溶液中的Co,促进植物吸收、转运重金属.     

基于模糊层次分析法的编队内碰撞风险评价模型研究

编队内碰撞是编队飞行最大的安全威胁。为解决编队飞行灵活性与编队飞行安全的矛盾,建立了编队内各机碰撞风险评价模型指标体系,使用模糊互补判断矩阵确定了各指标的碰撞权重,实现了编队内各机碰撞的风险评估。以空军航空兵某部一架机型G与一架机型H混合双机编队为例进行了实证研究,结果表明,该模型简便易操作,可提高编队飞行训练效率。     

基于模糊可拓层次分析法的在役混凝土桥梁耐久性评估

对在役混凝土桥梁的耐久性研究是目前学术界的热点问题。使用科学的方法对其耐久性进行合理的评估,是解决该问题的关键。考虑到在役混凝土桥梁耐久性评估中的不确定性,利用改进的三标度层次分析法及模糊可拓理论,建立了基于模糊可拓层次分析法的在役混凝土桥梁耐久性评估模型。首先,根据桥梁的结构及所处环境的特点,建立了在役混凝土桥梁耐久性评估指标体系。其次,运用改进的三标度层次分析法确定指标权重。然后,使用模糊可拓理论确定耐久性等级。最后,通过具体的实例分析,证明了该评估方法的科学性和有效性。     

物流企业员工安全参与行为演化路径研究

为确定影响物流企业员工安全参与行为的因素与演化路径,推动对物流企业员工的安全监管,在员工和物流企业具有有限理性的前提下,从物流企业与员工之间的博弈机理出发,构建了员工安全参与行为的演化博弈模型。采用系统动力学方法分析模型的演化趋势,通过数值仿真分析物流企业员工安全参与行为及演化路径。结果表明,奖励力度、惩罚力度等参数影响着员工策略的变化,物流企业可加大对员工不积极参与安全行为的处罚力度,并适当提高奖励力度,从而提高员工的参与安全活动的积极性;物流企业还应建立奖励与惩戒相结合的管理制度,同时通过技术创新降低监督成本,实现对员工安全的有效监管。     

Y型通风沿空留巷巷道围岩活动规律研究

为掌握沿空留巷围岩活动规律,以谢桥矿12418工作面轨道顺槽为工程背景,采用多点位移计及钻孔窥视仪等设备进行实测研究,并结合数值模拟对其进行分析.结果表明:沿空留巷巷道表面围岩变形具有典型的近场效应,留巷前距工作面60 m以外的巷道基本无表面位移,随工作面的推进,巷道表面位移逐渐增大,距工作面10～15m范围内,表面位移变化速率显著增加,留巷后巷道表面位移与留巷前变形趋势类似,但表面位移量较留巷前有明显增加;从顶板钻孔窥视结果可以看出,留巷前仅在孔深2 m处发育单一离层裂隙,留巷后在孔深1.2m、2.4 m、3.8m和5.3m处发育多层离层裂隙,且随滞后工作面距离增加裂隙逐渐增大;尾巷充填体应力在充填材料固结后逐渐升高,并一直维持较高应力状态,因此,巷旁充填体既要确保有一定的强度和刚度,又要有一定的适应变形能力.     

采空区上覆火成岩断裂致灾机理研究

为了解释采空区影响下火成岩断裂破坏诱发地表裂缝的形成原因,通过建立两种采动影响下的火成岩断裂物理力学模型,推导出采动影响下火成岩初次断裂和周期性断裂判据。结合铁法晓南矿开采出现的地表裂缝,分析了火成岩断裂破坏机理,并对火成岩断裂破坏进行了预测。通过与现场实测地表裂缝位置加以验证,证明了所建力学模型的可靠性,并给出了后续生产中关于地表裂缝的规避性建议。     

露天矿采空区爆破合理孔底填塞长度与起爆位置确定

为研究孔底填塞长度与起爆位置对露天矿采空区上覆岩石台阶爆破的影响,进行了数值模拟和工业试验。运用ANSYS/LS-DYNA软件构建了爆破模型,分析了存在采空区时台阶的爆破机理,通过对比分析不同孔底填塞长度、不同起爆位置下爆破时岩石拉应力及动能变化,揭示其对采空区爆破效果的影响,确定了采空区上覆岩石台阶的合理爆破方法,并通过工业试验进行了验证。结果表明:采空区的存在导致爆破能量的利用效率降低;中间起爆技术适合采空区上覆岩石爆破;孔底填塞长度在一定临界范围内时,爆破能量的利用效率是最佳的;确定了武家塔露天煤矿采空区上覆岩石台阶爆破采用中间起爆技术且孔底填塞长度为2 m。     

基于多传感器融合的林火监测

为了提高近距离火灾监测的准确率,建立了基于Arduino平台的多传感器实时监测系统.此系统安装在移动机器人身上以探测火灾.在林火发生期间,会产生CO、C02明火火焰及其他产物,并引起周围环境温度的升高.因此,选择合适的传感器,检测出以上参数,就有可能据此判断实际环境是否有火.通过在Arduino上搭建火焰传感器、温度传感器、气体传感器和烟雾传感器,可以实时监测环境参数.在无火和有火环境中进行了多次试验,进行数据采集,得到了大量原始数据.无火环境的数据是在不同的天气条件下测得的;有火环境由试验火堆模拟得到.在模拟的过程中,进行人为操作以模拟不同的火情.如通过浇湿底部的可燃物模拟预热阶段,试验数据因此更有代表性.数据分析表明,单个传感器的输出值波动大,且在有火环境和无火环境中的输出值有重叠.因此,用单一传感器来检测火灾的准确率很低.而同时分析3个传感器的输出值时,其输出值随所检测火堆的不同呈现出一致的变化规律.最后,利用神经网络进行多传感器数据融合.涉及5个输入变量,由神经网络实现对多变量的非线性问题进行模式识别.将前述试验所得数据划分为训练数据和测试数据,两类数据均包含一定比例的有火样本和无火样本.用训练数据对BP神经网络进行训练,可得到林火识别模型.用测试数据检验模型,结果表明,该BP神经网络对试验火的识别准确率为98.625％.     

基于QSPR方法的烃类物质苯胺点预测

烃类物质在石油工业中有着非常广泛的应用.在石油工业中常用苯胺点来衡量有机溶剂的溶解性能.基于定量结构-性质相关性(QSPR)原理,根据分子结构计算反映分子结构信息的结构参数,应用遗传函数算法从大量结构参数中优化筛选出与烃类物质苯胺点最为密切相关的结构参数作为表征相应化合物结构特征的分子描述符,采用多元线性回归方法对分子描述符与苯胺点之间的定量函数关系进行关联,建立了预测烃类物质苯胺点的理论模型.最后,对模型进行了内部及外部验证来检验模型的可靠性.在此基础上,对所建立的预测模型进行机理解释,分析了影响烃类物质苯胺点的主要结构因素及其影响规律.研究表明,所建模型具有较高的稳定性和预测能力.