Applying metabolic fingerprinting to ecology: The use of Fourier-transform infrared spectroscopy for the rapid screening of plant responses to N deposition

The potential for metabolic fingerprinting via Fourier-transform infrared (FT-IR) spectroscopy to provide a novel approach for the detection of plant biochemical responses to N deposition is examined. An example of spectral analysis using shoot samples taken from an open top chamber (OTC) experiment simulating wet ammonium deposition is given. Sample preparation involved oven drying and homogenisation via mill grinding. Slurries of a consistent dilution were then prepared prior to FT-IR analysis. Spectra from control, 8 and 16 kg N ha^–1 yr^–1 treatments were then subjected to cross-validated discriminant function analysis. Ordination diagrams showed clear separation between the three N treatments examined. The potential for using Calluna vulgaris (L.) Hull as a bioindicator of N deposition is further evident from these results. The results also clearly demonstrate the power of FT-IR in discriminating between subtle phenotypic alterations in overall plant biochemistry as affected by ammonium pollution.     

除湿机的冷凝水化学成分与空气环境质量的关系

本文采用家用除湿机作为空气水溶性物质采样器方法，并验证了该方法作为空气水溶性物质采样嚣的可行性。本文通过空气冷凝水化学成分与空气总悬浮微粒(TSP)可溶性化学成分的对比，得到水汽中大部分阴阳离子的含量只比TSP低1个数量级，而水汽中的微量元素含量与各种碳的浓度不都比TSP低，TSP中一般检测不出亚硝酸根，而水汽中则检出大量亚硝酸根。     

液固比对含重金属水泥熟料制品中重金属释放的影响

通过模拟煅烧试验制取水泥熟料,参照JGJ 55-2000（《普通混凝土配比设计规程》）制取混凝土样品,参考SR003.1和NEN 7375浸出试验,分别研究液固比对粒状及块状混凝土样品中重金属（Cr、Ni和As）释放的影响。结果表明,在不同液固比条件下粒状混凝土中的重金属浸出浓度为Cr>Ni>As,Cr、As浸出浓度基本保持不变,分别为2 500 μg/L左右和5～6 μg/L,Ni在液固比（L∶S）<6时,浸出浓度随着液固比的增加而降低,在L∶S>6时,浸出浓度较稳定,为35.7～41.5 μg/L;浸出量均随着液固比的增加而增大。液固比（L∶S）<10时,块状混凝土中重金属累积释放量及扩散系数均随液固比的增加而增大,当L∶S>10时两者基本保持不变。     

水中安替比林的紫外光降解研究

以波长为254 nm的紫外杀菌灯为光源,研究了水溶液中消炎镇痛药物安替比林（PZ）的光降解行为;考察了初始pH值及水中其他物质对PZ光降解的影响,探讨了PZ光解机制,并分析其降解产物及光解途径。结果表明,安替比林的光降解遵循拟一级反应动力学规律,pH值变化对光解速率基本没有影响。安替比林直接光降解占主导作用,活性氧类物种（ROS）对安替比林间接光解基本没有贡献。腐殖酸对安替比林光降解有抑制作用,而NO^-₃,HCO^-₃,Cl^-对安替比林光降解没有明显作用。GC-MS分析表明安替比林在紫外辐射下生成甲酰胺,乙酰胺,2-羟基吲哚-3-酮,2,4（1氢,3甲基）-喹唑啉二酮,1-甲基-2-羟基苯并咪唑,2-羟基苯并恶唑等一系列具有安替比林母体苯环结构的化合物,表明安替比林侧链上N—N键断裂导致其最终降解。     

环境污染事故风险预测评估模式研究

从环境风险到环境污染事故演变的一般规律入手,提出了环境污染事故风险预测评估模式,为环境污染事故风险评估、预防与应急响应提供科学手段。环境污染事故风险预测评估模式的提出,一方面丰富和发展了环境安全与应急响应理论;另一方面,对公共安全、企业安全管理与应急响应等工作具有一定指导意义。     

混合接种PN与PN/A颗粒污泥快速启动连续流自养生物脱氮反应器

在连续流条件下,快速培养亚硝化-厌氧氨氧化（PN/A）颗粒污泥是实现污水高效生物脱氮处理的关键技术. 与PN/A污泥相比,亚硝化（PN）颗粒污泥具有生长周期短、易于批量化培养的优点,并可作为富集厌氧氨氧化菌（AMX）的载体. 在3个完全混合流反应器（R1~R3）中,分别按照质量比3∶1、1∶1和1∶3混合接种PN/A和PN颗粒污泥,并通过设置高氨氮负荷、短水力停留时间和强水力剪切条件,成功启动了连续流自养生物脱氮工艺. 结果表明,尽管R3的启动时长较R1和R2更长,但污泥接种比并未显著影响连续流反应器在稳定状态下的脱氮性能,总氮去除负荷均可达到2.6 kg·（m³·d）^-1以上. 接种的PN颗粒污泥通过提供好氧氨氧化菌种（AOB）,为AMX生长供给了充足的亚硝态氮基质,充分发挥了培养PN/A颗粒污泥的前驱体作用. 由高通量测序结果可知,R1~R3中成熟颗粒的微生物丰度和多样性指数均明显高于接种污泥. AOB（Nitrosomonas属）和AMX（Candidatus Kuenenia和Brocadia属）与Chloroflexi、Bacteroidetes和Chlorobi等异养菌门是驱动自养生物脱氮和维持颗粒结构稳定的关键菌群. 总之,PN与PN/A颗粒污泥的混合接种是快速启动连续流自养脱氮工艺的可行策略,对工程应用具有指导意义.     

人工神经网络在预测深基坑周边地表沉降变形中的应用研究

深基坑开挖引起的周边地表变形预测是一个复杂非线性问题,引起地表沉降的影响因素很多,各因素之间呈高度的非线性关系。传统的基坑用边地表沉降变形预测方法存在着一定的局限性,其预测精度有待提高,而人工神经网络是一种多元非线性动力学系统,可以灵活方便地对多成因的复杂未知系统进行高度建模,实现全面考虑各种主要影响因素的深基坑周边地表沉降变形预测。本文介绍了误差反向传播(BP)网络模型的结构、学习过程及其算法的改进,径向基函数(RBF)网络模型的结构及其学习过程;分析了影响深基坑开挖周边土体沉降变形的主要影响因素;以25个基坑工程的地表沉降实测资料为训练样本,建立了11个输入影响因素的BP神经网络模型和RBF神经网络模型,通过对样本的学习训练过程及对5个检验样本的预测精度,说明了人工神经网络用于预测基坑周边地表沉降的可行性和准确性。     

超细电气石粉体对水pH值的影响

本文采用行星式球磨机对河北电气石进行超细加工制备超细粉体,并利用其对酸碱水溶液进行处理.结果表明:(1)当球料比10:1、磨矿3 h时效果最佳;(2)电气石能够改变溶液的pH值,可将碱性水溶液的pH值从11.85降至9.30;酸性水溶液的pH值从1.25升至1.62;通过对吸附时间、电气石用量、pH值和吸附温度等单一试验条件和吸附效果之间关系的研究,表明电气石引起溶液pH值变化的原因在于电气石矿物表面羟基化与电气石的电极反应的影响.     

农业生态与土地退化的土壤微形态研究

简要地介绍了土壤微形态研究方法及其在农业生态与土地退化研究中的应用,并回顾了近20a的国际土壤微形态研究的内容与进展.在过去的20a中,土壤微形态学在概念、现象的解释、分析技术'以及应用上都取得了前所未有的进展.特别在样品脱水方法、荧光分析、图象处理及定量分析技术上得到很大的发展.植物根系与土壤微结构的关系,土壤改良对结构的影响等方面研究取得一定的成就.利用土壤微形态研究农业生态系统中的根系与根际的生态过程,作物对水分和养分的吸收过程,人为活动对土壤退化,熟化的微形态指标,以及利用微形态指标评价人为因素在现代土壤过程中的作用等,是土壤微形态研究的最新动态.     

农业生态系统的氮素循环研究进展

在自然和人为作用的双重驱动下,地球表面氮素的生物地球化学过程及其环境效应成为当前全球变化中区域研究的重要内容。探讨了氮素循环各个过程及其数量特征,对氮素循环模型进行了介绍,并对当前生态系统中氮素循环的研究热点进行了简要的论述。