三峡库区腹地草堂溪小流域土地功能格局变化

探讨三峡库区腹地土地功能格局动态特征是促进库区土地功能优化、土地利用可持续发展的重要途径之一。以草堂溪小流域为研究区,基于1990~2015年4期遥感影像和1∶5万DEM数据,借助ArcGIS 10.2与Fragstats 4.2软件,依据土地提供主要服务的差异性将土地功能划分为3个大类5个亚类,并分析研究区土地功能格局时空演变特征。结果表明:近25 a,研究区生态功能用地占绝对优势,面积增长1 541.96 hm~2,生产功能用地面积缩减1 844.19 hm~2,生活功能用地面积扩展302.24 hm~2;生物质生产功能用地和人工/天然生态功能用地间的转移关系是研究区土地功能转移网络的关键关系,决定着研究区土地功能变化特征;土地功能变化空间集聚特征时空差异性显著,生物质生产功能用地和人工/天然生态功能用地附近为土地功能变化热点区域,1990~2015年土地功能变化热点区向研究区西部推移;生物质生产功能用地、交通功能用地和住宅功能用地优势区间为中低地形位,中高地形位是非生物生产功能用地优势区间,人工/天然生态功能用地在高地形位占优势;较低地形位上景观异质性高、形状复杂,较高地形位上景观类型单一、聚集程度高。     

稀有鮈鲫成体神经发生相关基因的分子克隆及序列分析

成体神经发生是脊椎动物中广泛存在的一种生物学特征。成体硬骨鱼类的脑展现出强烈的神经活性以及出色的脑修复能力,这使得硬骨鱼类成为研究成体神经发生和脑修复的一个理想的模型。本文克隆了成体稀有鮈鲫(Gobiocypris rarus)脑组织中神经发生及脑修复相关的hes5、pax6、sox11和prox1基因的部分c DNA序列并进行了序列分析。序列分析结果表明,pax6和sox11基因片段与斑马鱼(Danio rerio)对应的基因片段的同源性最高,分别为97%和94%;hes5基因与鲤鱼(Cyprinus carpio)相对应的基因片段的同源性最高,为92%;prox1基因在物种间的同源性最低。基于稀有鮈鲫和已知物种相应基因的核苷酸序列构建了系统发育树,发现稀有鮈鲫prox1基因与其他硬骨鱼类的亲缘关系最远。本文为进一步开展神经毒性类化学品对水生生物鱼类的成体神经毒性作用机制研究提供了分子生物学基础。     

BP-4的模拟生物降解特性研究

为研究紫外吸收剂2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸(BP-4)的最大生物降解能力,采用欧洲经济合作与发展组织(OECD)生物降解测试标准方法——303A模拟试验-污水好氧处理:活性污泥单元法,建立并进行了城市污水处理厂曝气池环境模拟试验。研究结果表明:在单一新鲜活性污泥作为接种物条件下,BP-4在第47天达到降解稳定期,溶解性有机碳(DOC)去除率平均值为36.90%±5.68%(n=18)。在以10种不同来源混合接种物条件下,BP-4在第41天达到降解稳定期,去除率平均值为33.11%±4.87%(n=17)。研究结果表明BP-4在环境中的降解能力有限,在本模拟方法试验条件下只能部分降解。     

太原市土壤六六六和滴滴涕的暴露格局及健康风险

为研究六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)在太原市不同功能区土壤中的暴露格局、来源以及对周围人群的健康风险,在太原市化工区、灌区、矿区、生态区周边荒地土壤中进行采样,分析测定了土壤中HCHs和DDTs含量,根据太原市人群实际情况的暴露参数和USEPA的部分参数,对土壤HCHs和DDTs的健康风险进行评价。结果表明:1)太原市表层土壤中HCHs的平均含量大小依次为化工区>灌区>矿区>生态区;DDTs平均含量的大小依次为化工区>灌区>矿区>生态区,仅6%的HCHs和3%的DDTs和的平均残留水平均高于我国土壤质量标准一级标准,但均不超过二级标准值;2)土壤中HCHs残留主要源于历史上林丹的使用,DDTs残留则来源于历史和新污染源的共同影响;3)太原市表层土壤HCHs和DDTs致癌风险大小为化工园区>矿区>灌区>生态区。非致癌风险大小为化工区>矿区>灌区>生态区。3种暴露途径的在不同功能区的健康风险贡献率大小均为经口摄入>呼吸吸入>皮肤接触;综合来看太原市表层土壤中的HCHs和DDTs并未对人类造成非致癌风险,但有一定的致癌风险。本文的研究结果可为太原市土壤质量评价和环境污染防治提供科学指导,并对太原市人群的健康风险防治提供依据。     

Effective adsorbent for arsenic removal: core/shell structural nano zero-valent iron/manganese oxide

Recently, nano zero-valent iron (nZVI) has emerged as an effective adsorbent for the removal of arsenic from aqueous solutions. However, its use in various applications has suffered from reactivity loss resulting in a decreased efficiency. Thus, the aim of this study was to develop an effective arsenic adsorbent as a core/shell structural nZVI/manganese oxide (or nZVI/Mn oxide) to minimize the reactivity loss of the nZVI. As the major result, the arsenic adsorption capacities of the nZVI/Mn oxide for As(V) and As(III) were approximately two and three times higher than that of the nZVI, respectively. In addition, the As(V) removal efficiency of the nZVI/Mn oxide was maintained through 4 cycles of regeneration whereas that of the nZVI was decreased significantly. The enhanced reactivity and reusability of the nZVI/Mn oxide can be successfully explained by the synergistic interaction of the nZVI core and manganese oxide shell, in which the manganese oxides participate in oxidation reactions with corroded Fe²⁺ and subsequently retard the release of aqueous iron providing additional surface sites for arsenic adsorption. In summary, this study reports the successful fabrication of a core/shell nZVI/Mn oxide as an effective adsorbent for the removal of arsenic from aqueous solutions.     

GIS罐体内部异物清理机器人的研发与应用

针对气体绝缘金属封闭开关设备( gas insulated switchgear, GIS)内部异物颗粒引起设备内部电场畸变,从而造成设备闪络故障问题,通过对异物颗粒的产生原因及影响因素进行分析,研制了一种GIS罐体内部异物颗粒清理机器人,实现了GIS设备内部可视化异物清理功能。应用结果表明:机器人检测不仅提高了750kV GIS内部缺陷检查的效率,而且保证了检测人员的安全,为GIS状态检修提供了有效技术支持。     

神经网络在低压脱扣装置选择上的应用

低压脱扣装置应用于环境复杂的场合, 选型不当易使得电力事故频发,不利于电力系统的可靠运行。通过分析影响低压脱扣选择的因素,利用Back Propagation神经网络进行建模,提出了一种低压脱扣装置自动选择预测方法,结果表明:该方法在准确性与可重复性.上与传统方法相比具有较大优势,在工程应用中有一定的参考作用。     

Characterization of hard- and softwood biochars pyrolyzed at high temperature

A wide range of waste biomass/waste wood feedstocks abundantly available at mine sites provide the opportunity to produce biochars for cost-effective improvement of mine tailings and contaminated land at metal mines. In the present study, soft- and hardwood biochars derived from pine and jarrah woods at high temperature (700 °C) were characterized for their physiochemical properties including chemical components, electrical conductivity, pH, zeta potential, cation-exchange capacity (CEC), alkalinity, BET surface area and surface morphology. Evaluating and comparing these characteristics with available data from the literature have affirmed the strong dictation of precursor type on the physiochemical properties of the biochars. The pine and jarrah wood feedstocks are mainly different in their proportions of cellulose, hemicellulose and lignin, resulting in biochars with heterogeneous physiochemical properties. The hardwood jarrah biochar exhibits much higher microporosity, alkalinity and electrostatic capacity than the softwood pine. Correlation analysis and principal component analysis also show a good correlation between CEC–BET–alkalinity, and alkalinity–ash content. These comprehensive characterization and analysis results on biochars’ properties from feedstocks of hardwood (from forest land clearance at mine construction) and waste pine wood (from mining operations) will provide a good guide for tailoring biochar functionalities for remediating metal mine tailings. The relatively inert high-temperature biochars can be stored for a long term at mine closure after decades of operations.     

石漠化治理区小尺度土地利用变化及其驱动机制分析——以花江石漠化治理区为例

研究石漠化治理区小尺度土地利用变化,将有助于深入分析和研究喀斯特地区土地利用变化的时空变化规律、驱动力及资源环境效应。运用逐步多元回归方法,分析石漠化治理区小尺度土地利用变化及其驱动机制。研究表明:(1)2005~2012年,研究区石漠化面积有所减少,由2 824.23 hm2减少到2 777.60 hm2,减少了46.63 hm2,占2005年石漠化面积的1.65%;石漠化程度呈现从重变轻的趋势,无石漠化和中度石漠化面积分别增加12.68%和3.08%,潜在石漠化、轻度石漠化和强度石漠化分别减少5.11%、2.07%和5.24%。其中,稳定型石漠化区域面积最大,占喀斯特面积的95.40%;土地利用变化面积比重为1.15%,土地利用较为稳定。恢复型石漠化区域面积占喀斯特面积的3.95%;土地利用变化面积比重为40.64%,土地利用变化剧烈。退化型石漠化区域面积最小,仅占喀斯特面积的0.65%;土地利用变化面积比重为22.21%,土地利用变化较明显。(2)土地利用变化以园地减少为主要特征,其变化主要由农户的劳动力文化程度变化、劳动力比重变化、本地务工收入变化和外出务工收入变化等4个因子驱动产生。其中,园地变化与本地务工收入变化指数呈显著的正相关关系,回归系数为0.691;与劳动力文化程度变化指数、劳动力比重变化指数和外出务工收入变化指数呈显著的负相关关系,回归系数分别为-0.472、-9.735和-0.443。劳动力比重变化指数是引起园地发生变化的最主要驱动因子。(3)国家因生态文明建设需求而施行退耕还林(草)政策和工业化、城镇化战略,农户因脱贫致富需要而提高文化素质和调整从业行为,分别从宏观和微观两个层面促进石漠化治理区的劳动力转移和产业转型,进而共同驱动了石漠化治理区的土地利用变化。     

中国区域能源、经济与环境耦合的动态演化

文章全面解析了系统耦合机制,以此为基础构建了能源、经济与环境三系统耦合模型,测算了1995—2014年中国四大区域三大系统间的耦合协调水平,并从时空两个维度对区域三系统交互关系的变化特征以及差异做出了全面讨论。结果表明,1各省区经济和环境综合指数呈持续上升的良好态势,而能源综合指数在小幅波动中保持了较为稳定的发展状态,同时三者关系极为密切,具体表现为三类指数的变动具有显著的相关性。2三系统交互作用的耦合度均保持不断递增的演化趋势,但绝对水平较低,且区域间差异较为明显,整体上呈现由东到西递减态势。3三系统的耦合变化与能源-经济、能源-环境和经济-环境三类二元系统的协调发展具有密切的相关性。4在探索三系统耦合协调的持续发展路径时,需重点引导三系统打破固有束缚,通过有秩序的相互配合产生单个系统所不具备的发展能力。而从现实状态看,在当前面临经济下行、资源环境不可持续以及区域发展差异扩大等问题的严峻挑战,各省区需结合本区域实际发展状况和比较优势制定发展规划。东部需以雄厚的经济实力为基础强化技术创新,以带动能源高效利用和环境保护;中部和东北需调整能源消费结构并提高能源利用效率;西部则应将重点放在绿色发展和防范环境风险两方面。