基于CSGD的排放清单处理工具研究

CSGD（crowd sourcing geographic data,众源地理数据）是通过互联网向大众或相关机构提供的一种开放地理空间数据,具有易获取、时效性好、准确性高等特点,在排放清单时空分配方面具有应用潜力.然而,现有排放清单处理工具不支持CSGD数据直接输入且难以满足排放清单空间分配和空气质量模式所需清单格式,因此,亟待开发一套可以拓展该类数据在排放清单领域应用的工具.以CSGD中的POI（城市设施兴趣点）数据为主要研究对象,基于QGIS平台、C++语言及Python语言,开发了在Windows系统下的ISAT（inventory spatial allocate tool,排放清单空间分配工具）工具及在Windows或Linux系统下的ISAT.M工具.结果表明:ISAT工具以POI数据为基础制作出的空间分配结果与排放源排放强度的空间分布特征的一致性较好;ISAT.M工具输出的inline清单可以作为CMAQ空气质量模式及其DDM敏感性分析模块的输入文件并开展模拟,通过与SMOKE模型的关闭源法模拟结果对比发现,二者在数据及空间分布上呈较好的一致性.研究显示,CSGD数据应用于排放清单空间分配可较好地反映排放源空间分布特征,同时由于此类数据存在信息冗杂、近郊区数据缺失等问题,在应用过程中应注意数据清洗及数据种类的选取工作.      

锑胁迫下丛枝菌根真菌对玉米生长与锑吸收及抗氧化酶的影响

为了探讨AM(arbuscular mycorrhizal,丛枝菌根)真菌在Sb(锑)胁迫下对农作物生长及吸收Sb的影响,采用盆栽试验研究了在不同Sb添加量[即w(Sb)分别为0、500、1 000 mg/kg]下,接种AM真菌对玉米植株生物量以及N、P和Sb的吸收、膜脂过氧化[MDA(丙二醛)]和抗氧化酶活性的影响.结果表明:随着土壤中Sb添加量的增加,玉米植株的生物量、w(TN)和w(TP)均呈显著下降趋势,植株体内的w(Sb)和Sb积累量、MDA含量、CAT(过氧化氢酶)以及POD(过氧化酶)活性均显著上升.与未接种组相比,接种AM真菌显著促进了玉米植株的生长,提高了玉米植株地上部分的w(TN)和w(TP).在3个Sb添加量处理下,接种显著增加了玉米植株地下部分的w(Sb)、地上和地下部分的Sb积累量以及地上部分的CAT活性,增幅分别为8.90%~23.30%、18.87%~28.37%、27.68%~78.95%及14.92%~88.52%;同时,接种降低了玉米植株中Sb的转运率、玉米植株地上部分的w(Sb)和MDA含量,在1000 mg/kg Sb添加量下差异达显著水平,三者分别降低了36.35%、22.81%和24.29%.研究显示,在Sb污染环境下,接种AM真菌能够减轻玉米植株膜脂过氧化程度,在提高玉米植株地下部分w(Sb)的同时,也会降低Sb向地上部分的转运,减轻Sb对玉米的毒害作用.      

基于光学视频的冰区核电海面浮冰监测与分析系统设计

随着能源需求的不断扩大,大型核电工程已逐渐向有冰海域分布。海冰是有冰海域海洋活动的首要灾害性环境要素,冰区核电站正常运行的首要问题是如何保障冷源取水不受海冰灾害影响而失效。本文根据冰区海水直接利用工程的监测需求,分析了光学视频在特定小区域海面浮冰监测中的优势,并基于海冰灾害风险评估的理论框架和信息处理流程,初步设计了冰区核电海面浮冰监测与分析系统。系统建成后,结合实时监测数据和风险评估数据库,可以快速提供冷源取水堵塞风险和预警信息,为企业和有关部门及时有效的采取防灾措施提供依据。     

核-壳结构N（x）-TiO2@C的制备和表面TiO2晶相调控及可见光催化降解孔雀石绿研究

以C球为核,钛酸四丁酯和四氯化钛为钛源,不同含量尿素为氮源,通过水热法将不同N掺杂量的TiO2包裹在C球表面.通过控制焙烧条件,调控包在C球表面的TiO2的晶型.X射线衍射（XRD）表明,随着焙烧温度的提高,可调控TiO2的晶型由板钛矿/锐钛矿混晶到锐钛矿/金红石混晶最后得到单一金红石相TiO2;X射线光电子能谱（XPS）表明,N掺杂进入了TiO2的晶格内.可见光催化降解孔雀石绿研究表明,制备过程加入1 g尿素,煅烧温度为550 ℃的样品N（1）-TiO2@C-550 ℃,其结构为锐钛矿/金红石混晶型,可见光催化效果最好,2 h催化效率达到75%,相比P25提高了11倍.对其可见光催化降解孔雀石绿过程中活性氧物种的捕获可知,·O2-和·OH参与了反应,其中·OH起在光催化过程中占主要作用.     

三氯卡班对小鼠血浆内源性物质影响的代谢组学研究

三氯卡班被认定为一种新型的环境污染物,可能对动植物和人体产生危害,为探究三氯卡班的有害作用机制,选择C57BL6小鼠作为载体,利用分子生物学和报告基因方法考察了三氯卡班对肝脏的作用,同时利用代谢组学技术考察三氯卡班对血浆内源性代谢物变化的影响。结果表明,三氯卡班是核受体CAR的激活剂,可以提高肝脏CYP2b10的mRNA表达。同时血浆主要的内源性代谢物也产生了显著性变化,血浆中的脂肪酸比例都呈下降趋势,肉毒碱与乙酰肉碱的比例都呈上升趋势,花生四烯酸与肌酸的比例都呈上升趋势,这都与核受体CAR被激活密切相关,由此说明利用代谢组学技术能够全面地反映三氯卡班所造成的对机体的影响。     

上埋式管道穿越高填方填挖结合部位的受力状态研究

以延安新区黄土高填方工程中的上埋式排水管道为原型,开展了相似比为1:2的室内试验,试验前在模型箱底部一定位置预设沉降底板模拟实际填方的工后沉降过程,在试验土体和管道中布设压力盒、位移计和应变片,以采集试验过程中的管土接触压力、管-土相对位移和管道应变等数据。研究表明,负土拱效应对管道的上部压力影响明显,竖向压力系数最大达3.4,与沉降量的关系符合三次多项式曲线,负土拱效应对管道的影响不可忽略。开挖纵向剖面后发现管道下部土层间出现明显的脱空裂缝,是管道下部管-土接触压力减小的原因。该成果为黄土高填方场地中管周土压力的计算、管道变形控制提供参考。     

环境相关浓度EHDPP长期暴露对斑马鱼的甲状腺内分泌干扰效应

作为一种典型的芳基有机磷阻燃剂,2-乙基己基二苯基磷酸酯(2-ethylhexyl diphenyl phosphate, EHDPP)在各种水生环境和水生生物中有着较高检出率。体外实验表明EHDPP可能通过影响甲状腺激素(thyroid hormones, TH)与转运蛋白结合进而扰乱甲状腺内分泌系统。然而目前尚未有体内实验报道其甲状腺内分泌干扰效应及可能机制。本研究中,斑马鱼胚胎(2 hours post-fertilization, 2hpf)暴露在环境相关浓度(0、1和10 μg·L^-1)EHDPP中120 d,并收集F1代胚胎于清水中培养至120 hpf。研究结果表明,在F0代,EHDPP暴露显著降低成鱼存活率、体质量、肝体质常数(hepatosomatic index, HSI)和性腺体质常数(gonadosomatic index, GSI)。进一步分析发现,EHDPP显著降低雌鱼(10 μg·L^-1 EHDPP暴露组)和雄鱼(1 μg·L^-1 EHDPP暴露组)血清中甲状腺素(thyroxin, T4)水平,这可能在一定程度上抑制成鱼的生长。雌鱼T4水平降低伴随着促肾上腺皮质激素释放激素基因(corticotropin-releasing hormone, crh)显著性下调和尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶基因(uridine diphosphate glucuronosyl transferase, ugt1ab)显著性上调。此外,甲状腺激素转运蛋白基因(transthyretin, ttr)在1 μg·L^-1和10 μg·L^-1暴露组显著下调,表明EHDPP可能通过干扰甲状腺激素与甲状腺激素转运蛋白(transthyretin, TTR)结合从而影响甲状腺激素平衡。雄鱼中,甲状腺激素受体基因(thyroid receptor α, trα和thyroid receptor β, trβ)显著下调表明较少的甲状腺激素发挥作用从而抑制雄鱼生长。在F1代仔鱼中,亲代暴露于1 μg·L^-1和10 μg·L^-1 EHDPP分别导致三碘甲状腺原氨酸(triiodothyronin, T3)和T4水平显著降低,表明母体传递的甲状腺内分泌干扰效应。F1代仔鱼TH合成相关基因(thyroglobulin, tg)和早期甲状腺发育相关基因(paired box 8, pax8)显著下调,可能是TH水平降低的部分原因。脱碘酶基因(deiodinase 1, dio1和deiodinase 2, dio2)表达显著上调,可能是T4水平降低的代偿反应。本研究首次在体内实验中证明环境相关浓度EHDPP具有潜在甲状腺内分泌干扰效应,并且这种效应可能传递给F1代仔鱼。     

滤纸法测定膨胀土总吸力试验及基质吸力预测研究

采用滤纸法测定膨胀土体吸力时,滤纸与土体表面距离不同所测得的滤纸含水率也不一样,获得的总吸力亦不相同。为此采用滤纸法开展了不同距离下的膨胀土总吸力测定试验,获得了不同距离条件下滤纸含水率的变化规律。干密度较小时,滤纸含水率随距离的增大呈现\"减小-增大-减小\"的规律;干密度较大时,滤纸含水率随距离的增大逐渐减小,最终趋于稳定。距离为3cm时所测得的吸力离散程度较小,可作为测定土体总吸力的标准距离。根据总吸力-距离关系式,通过引入伪基质吸力的概念,计算得到伪基质吸力,并与相应的真基质吸力进行比较。结果表明:不同干密度及含水率下的膨胀土真基质吸力与伪基质吸力之间存在良好的线性关系。此法可为测定现场土体基质吸力提供新的思路。     

基于鱼类完整性指数的滦河流域生态系统健康评价

生物完整性指数作为评价河流健康的重要工具,对流域管理有明确的指导作用.为全面掌握滦河流域生态系统健康状况,构建F-IBI（鱼类完整性指数）,开展滦河流域生态系统健康评价.于2016年10-11月对滦河流域58个采样点收集了鱼类与环境数据,根据栖息地质量评分与水质等级来确定参考点（12个）和受损点（7个）.利用分布范围检验、敏感性分析及冗余检验对20个候选指标进行筛选,以获得构建F-IBI的核心指标.采用1、3、5赋分法对核心指标进行赋分,并计算F-IBI最终得分.利用分位数法将F-IBI划分为\"健康\" \"亚健康\" \"一般\" \"差\" \"极差\"5个等级.利用非参数检验对F-IBI的适用性进行校验.结果表明:①鱼类物种数、个体数、Shannon-Wiener多样性指数、底栖食性鱼类个体百分比、耐受性鱼类个体百分比、产黏性卵鱼类个体百分比、产沉性卵鱼类个体百分比、上层鱼类个体百分比和广布种鱼类个体百分比等9个指标被筛选出,其适合作为构建F-IBI的核心指标.②F-IBI计算结果表明滦河流域58个采样点中,\"健康\"和\"亚健康\"等级采样点有22个,\"一般\"等级采样点22个,\"差\"和\"极差\"等级采样点14个.滦河干支流上游地区健康状况较好,干流中下游及部分独流入海河流健康状况较差,这主要受到不同地区社会经济发展的影响.③Mann-Whitney U检验发现,F-IBI在参考点与非参考点之间有显著差异,栖息地综合得分随F-IBI评价等级降低而下降,在\"健康\"与除\"亚健康\"外的其他等级以及\"极差\"与除\"差\"外的其他等级之间有显著差异.研究显示,构建的F-IBI适用于滦河流域生态系统健康评价.