岩溶流域洪水过程水化学动态变化及影响因素

岩溶流域河流水化学对暴雨/洪水过程有着快速响应,是岩溶碳循环的重要过程,不应忽视.本文通过2015年11月8～12日阳朔断面洪水过程水化学特征的动态监测,分析了各主要离子变化特征和影响因素,计算不同来源无机碳浓度和通量.结果表明,阳朔断面洪水过程各阶段水化学类型为Ca-HCO_3型.水化学离子主要源自碳酸盐岩风化,同时有硅酸盐岩风化、降雨及人类活动的贡献.洪水过程中,受控于水文过程,碳酸盐岩风化强度先急剧减弱后缓慢加强,HCO_3~-、Ca~(2+)和Mg~(2+)的浓度也呈现一致的变化趋势.而SO_4~(2-)、Cl~-、Na~+和K~+动态变化主要受大气降水和人类活动的影响.碳酸风化碳酸盐岩是无机碳的主要来源,平均占总无机碳74. 3%;因硫酸/硝酸的输入,硫酸/硝酸风化碳酸盐岩在洪水过程中对无机碳的贡献明显增加,最高可达31. 7%.阳朔断面地质碳汇通量在洪水前、第一次洪水过程和第二次洪水过程分别为1. 28×10~8、5. 28×10~8和11. 52×10~8g·d~(-1).洪水前地质碳汇通量与年平均通量相当,而洪水过程数倍于年平均通量.并且,因两次洪水过程碳酸盐岩风化强度存在显著差异,第一次洪水过程地质碳汇通量在相同流量情况下仅为第二次洪水过程的58%.     

脱氮菌剂在低溶解氧黑臭水体中氮代谢特征

研究在低溶解氧浓度下氨化细菌、硝化细菌、反硝化细菌氮代谢能力,明确不同菌剂脱氮效率和氮转化关系,为大湾区黑臭水体治理提供理论依据.通过不同菌剂浓度和不同底物浓度,检测筛选出的氨化细菌(Staphylococcus sp. Ay)、硝化细菌(Microbacterium sp. Xw)和反硝化细菌(Arthrobacter sp. Fy)制成的菌剂在污水处理厂排放的水中的氮代谢特征;然后在低溶解氧条件下,研究不同Ay、Xw和Fy菌剂浓度在同浓度黑臭水体中氮代谢变化情况、以及相同菌剂浓度在不同浓度黑臭水体中的氮代谢特征.结果表明:Ay菌剂细菌浓度增加3倍,氨化效率没有成倍增加,说明增加氨化细菌浓度不是增加氨化速率的最佳方法; Xw菌剂对硝态氮浓度变化影响显著,低菌剂浓度条件下60 h硝态氮浓度增加180%,高菌剂浓度为231%,Fy反硝化效率较高,在较低浓度下能很快去除硝态氮.总氮浓度的适当提高可以增加Ay菌剂的氨化效率,过高会抑制Ay菌剂的氮氮代谢效率.Xw菌剂硝态氮的生成率在总氮浓度25 mg·L~(-1)条件下达到最好效果,浓度提高3 736%; Fy菌剂对氨氮去除效果不明显.总氮浓度为25 mg·L~(-1)时,Fy菌剂对硝态氮的去除达到最好效果.得出:氨化细菌和反硝化细菌原菌剂直接投加,氮代谢速率较高,硝化细菌菌剂浓度增加,可以提高硝态氮生成速率.在一定范围内,增加底物浓度可以增加菌剂氮代谢效率,浓度过高将抑制氮代谢效果,可为大湾区黑臭水体问题的解决提供数据支持.     

有机质提升对酸性红壤氮循环功能基因及功能微生物的影响

外源有机物质输入是提升酸性红壤有机质含量的主要方式,氮素是土壤肥力的重要限制因子.有机质提升后土壤生态系统的变化会影响土壤氮循环过程及功能微生物,但目前还未见报道.本研究选择长期施有机肥的酸性旱地红壤及不施肥对照土壤作为研究材料,基于宏基因组测序及氮循环功能基因数据库比对,研究32 a的连续有机物质输入导致的土壤有机质含量上升对酸性红壤氮循环功能基因及相关功能微生物的影响.结果表明,酸性红壤有机质提升显著增加了土壤总有机碳和总氮含量,缓解了土壤酸化.有机质提升增加了土壤净硝化活性和氨氧化潜势.有机质提升显著增长了编码古菌氨单加氧酶amoA基因和反硝化过程还原酶的功能基因nar、nap、nir、nor和nos的丰度,降低了编码羟胺氧化酶hao基因及执行硝酸盐异化还原成铵过程的功能基因nrf的丰度,提升了有机氮代谢功能基因glnA、gdh、glsA、ansB和nao丰度,改变了硝酸盐同化过程功能基因丰度以及硝化过程功能微生物群落组成.有机质提升后土壤酸化的缓解和总有机碳含量的提升是影响氮循环各过程功能基因丰度及功能微生物组成的最主要因子.本研究全面研究了无机氮和有机氮循环功能基因,关联了氨氧化过程的功能基因、功能微生物类群和功能活性,可为把握酸性红壤氮循环特征提供数据依据,也可为酸性土壤改良提供思路.     

山西野生连翘生长地土壤PAHs污染特征及风险评价

山西是我国道地药材连翘的主产地之一,为探明连翘生长区土壤的安全性,在连翘成熟期从山西东南部野生连翘生长区采集了70个表层(0～25 cm)土壤样品,采用化学提取和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析方法,探讨了样品中16种多环芳烃(PAHs)的含量与组成特征;利用比值法确定了PAHs的来源,并通过计算污染土壤PAHs的苯并[a]芘(Ba P)等效毒性当量评估了其潜在风险．结果表明,样点土壤PAHs总量(Σ16PAHs)的平均值为1.85μg·g^-1,3环PAHs的占比最高(平均值为76.7%),其中,3环的菲(Phe)和蒽(Ant)的样点检出率为100%;该生长区PAHs主要来源于空气传输与沉降的煤、生物质燃烧和车辆排放的污染物;所有样点土壤Σ16PAHs均达到了Maliszewska-Kordybach提出的农用土壤污染水平(Σ16PAHs含量>0.2μg·g^-1),41.4%的样点达到了重度污染水平(Σ16PAHs含量>1.0μg·g^-1),其中,10.0%的样点土壤Ba P的含量大于我国农用土壤筛选值...     

山洪对汶川县村镇建筑的破坏特征及影响因素分析∗

受“5·12”汶川大地震对地表强烈扰动影响,汶川县近年来山洪灾害频发,对当地村镇房屋造成了严重破坏。 汶川县 2019 年和 2020 年连续两年发生了“8·20”和“8·17”群发性特大山洪灾害,以两场山洪灾害中部分受损村镇建筑为研究对象,通过灾情数据挖掘和典型案例分析,总结了不同结构类型建筑破坏特征、沿河建筑破坏程度空间差异性和建筑遮掩效应等破坏特点以及冲击、冲刷、淤埋、浸泡等破坏方式。根据调研分析,结合山洪破坏特征,对现有建筑破坏等级标准进行改进,提出了山洪灾害下村镇建筑破坏分级标准。应用随机森林算法和统计分析方法, 从水深暴露性、选址暴露性、物理脆弱性等方面综合分析了建筑洪灾破坏的主要影响因素及其作用关系。最后基于建筑受灾破坏情况分析,提出了提高山区村镇建筑防洪减灾能力的对策和建议。     

直升机结构钢涂层体系防护性能在模拟海洋大气环境中的变化

目的对比、评价服役于海洋大气环境中直升机结构钢防护体系的防护性能。方法通过模拟海洋大气环境加速试验方法,研究直升机结构钢防护体系在实际服役过程中出现的损伤。结果涂层A微观结构较为疏松,加速试验中涂层基体产生鼓泡,并发生腐蚀。电化学阻抗谱(EIS)方法测得低频区的阻抗模值相对较低,说明涂层防护性能较差,与宏观试验结果一致。结论在模拟海洋大气环境的加速试验中,涂层表面的微小缺陷(如疏松结构中的微小孔洞)会成为腐蚀溶液进入的快速通道,进而降低涂层的防护性能。利用电化学阻抗谱(EIS)方法可有效表征有机涂层涂覆下的金属腐蚀行为,并评估涂层的防护性能。     

静电油烟净化器对餐饮油烟中醛酮类VOCs的去除

利用2,4-二硝基苯肼（DNPH）硅胶管采集了9家餐饮企业静电油烟净化装置处理前后的醛酮类VOCs样品,并采用高效液相色谱（HPLC）进行分析.结果表明,9家餐饮企业处理前后的油烟中醛酮类VOCs浓度范围分别为419.5~3372,415.8~2934μg/m³,经过基准风量折算后的浓度分别为783.4~3761和541.7~2997μg/m³,VOCs排放浓度与烹饪方式、实际使用灶头数和排风量有关.从排放的醛酮类VOCs的种类来看,C1~C3化合物的浓度占检测到的总羰基的66%以上,且甲醛占比最高,其次是乙醛;C4~C8化合物的含量相对较低.静电式油烟净化器对醛酮类VOCs的平均净化效率为31.82%,最高可达69.14%,其中对甲醛的净化效果最佳,平均为35.21%,最高达80.10%.复合式静电油烟净化器的净化效果要稍好于单一静电油烟净化器.     

PFOS暴露对肺癌细胞中信号通路的影响

为探讨全氟辛烷磺酸盐（PFOS）产生肺毒性的分子机制,采用细胞计数试剂盒（CCK-8）方法测定不同浓度PFOS对A549细胞活性的影响,并用二代测序方法测定PFOS暴露对A549细胞中miRNAs表达的影响,预测异常表达miRNAs的靶基因.通过生物信息学分析推断靶基因参与的信号通路及潜在的生物学功能.结果显示,低浓度PFOS（<00μmol/L）促进A549细胞增殖,高浓度PFOS抑制细胞增殖.暴露于300μmol/L PFOS中24h的A549细胞中108个miRNAs表达量显著上调,63个miRNAs表达量显著下调.差异表达miRNAs通过Ras、Rap1、HIF-1、ErbB和VEGF等信号通路参与细胞增殖、代谢和发育等生物学过程.这表明PFOS可通过影响细胞增殖和诱发炎症反应对肺造成威胁.     

疲劳损伤谱时域、频域计算方法及其等效性验证

目的 验证疲劳损伤谱时域计算方法与频域计算方法的等效性.方法 将疲劳损伤谱的时域方法与频域方法编写为MATLAB程序,以典型载荷加速度功率谱为例,反推其加速度时程,分别用加速度功率谱、加速度时程数据通过频域及时域方法计算疲劳损伤谱,对比疲劳损伤谱曲线,从而验证时域算法与频域算法的等效性.结果 疲劳损伤谱的低频部分,时域方法得到的疲劳损伤大于频域结果;高频部分,时域算法与频域算法得到的曲线结果基本一致.结论 疲劳损伤谱的时域算法与频域算法具有等效性.     

隔热涂料在高功率重型车辆上的应用

目的 开发一种低导热系数的功能涂料,应用于某重型车辆,以阻隔动力舱与驾驶舱之间的热量传递.方法 研究聚酯多元醇树脂与多异氰酸酯固化剂的配比、低导热系数功能填料与成膜物的配比以及两种不同粒径的空心微珠复配比例对漆膜导热系数、附着力、断裂伸长率等性能的影响,确定阻隔型隔热涂料的最佳配方.采用自制隔热测试装置对涂料的隔热性能进行测试.结果 选用多异氰酸酯作为固化剂,实现漆膜常温固化.聚酯多元醇中羟基(—OH)与多异氰酸酯(—NOC)的最佳物质的量的比为0.8～1.0,低导热系数功能填料与成膜物的最佳质量比为1.5～2.0.漆膜附着力不小于4 MPa,断裂伸长率不小于50％,导热系数小于0.06 W/(m·K),漆膜密度小于0.5 g/cm3.隔热涂层经120℃/2 h的测试,涂层冷面温度未超过45℃.结论 研制的阻隔型隔热涂料具有优异的隔热性能,在某型车辆动力舱与驾驶舱之间进行应用与隔热性测试(涂层厚度1.5～2.0 mm、车辆持续工作3 h).结果 表明,驾驶舱一侧隔板的表面温度未超过38℃,隔热效果显著.