基于高灵敏度全细胞传感器的汞转化基因元件评价体系

汞是最具毒性的重金属之一;不同形态的汞具有的毒性差异大,发掘高效的不同汞形态转化的基因元件,通过合成生物学手段构建汞的微生物转化减毒体系是未来汞污染治理的重要方向;因此,发展和建立一套基因元件功能和效率的评价体系,是筛选高效汞形态转化基因的关键.基于MerR这一汞离子特异性响应蛋白和绿色荧光蛋白(GFP)报告基因所构建的汞离子大肠杆菌细胞传感器,首先通过引入汞转运蛋白MerT提高汞离子的响应程度,构建含pUC57-MerT-MerR-GFP的细胞传感器.该传感器4h对氯化汞(HgCl₂)的响应浓度为5-200μg/L,响应能力与汞离子浓度线性相关.在此基础上,将含有待测试汞转化基因的pACYC184质粒转入这一传感器,构建含相容性双质粒的大肠杆菌体系,通过GFP荧光的强度(胞内汞离子浓度)来评价待测基因是否具有将汞离子转化成其他形态的功能及其效率.抗生素处理下,相容性双质粒在大肠杆菌中拷贝数保持稳定,可用于基因元件评价.通过生物信息学分析,分别在原核生物蓝藻和单细胞真核生物四膜虫中鉴定和筛选了潜在的汞离子转化相关基因,包括半胱氨酸合成酶、胱硫醚-β-合成酶和半胱氨...     

双波长气溶胶粒径传感方法及其火灾烟雾探测器

提出了双波长光散射气溶胶粒径传感方法,设计实现了采用该方法的双波长火灾烟雾探测器。使用短波长和长波长的双波长光源,通过计算其光功率比值,利用其与中值粒径的关系函数获得气溶胶粒径,并根据不同粒径下的气溶胶浓度分别给出大小不同粒径的火灾烟雾或干扰气溶胶提示。因而,不仅可以有效区分大小不同粒径的火灾烟雾气溶胶,以正确探测火灾,而且能够识别微米级的大粒径干扰粒子,降低火灾误报率,可以应用于飞机等航空器空中密闭的特殊环境。     

不同尺寸双腐蚀缺陷管道剩余强度研究

利用非线性有限元分析方法,对含有不同尺寸的双腐蚀缺陷管道剩余强度进行分析,与实验结果进行对比,验证了非线性有限元法的可靠性。在此基础上,分别研究了轴向间距对不同长度、不同深度双腐蚀缺陷管道剩余强度的影响,计算结果表明:当双腐蚀缺陷轴向间距很小时,不同长度双腐蚀缺陷之间存在完全相互作用,而不同深度双腐蚀缺陷之间不存在完全相互作用;随着双腐蚀缺陷轴向间距系数的增加,不同长度和深度双腐蚀缺陷管道失效压力均呈现明显的对数函数变化形式;当双腐蚀轴向间距系数大于2.5 l_s后,不同长度和深度双腐蚀相互作用现象均消失。     

铁路危险货物运输风险度量模型

为度量铁路危险货物运输对于人员、环境和财产等方面的危害,在已有危险货物运输风险度量研究的基础上,针对铁路运输的特点,以传统的双指标(概率和后果)技术风险度量模型为框架,构建铁路危险货物运输路径风险度量模型。模型综合考虑人员伤亡、财产损失、运输中断和环境破坏多方面后果,通过有效度量运输风险,为铁路危险货物运输组织优化提供依据。     

“双碳”目标下城市形态对碳排放的影响:以长江经济带为例

明晰城市形态对于碳排放的影响机制,是实现城市碳减排的重要前提.以长江经济带为例,在阐述城市形态对于碳排放作用机制的基础上,利用多源数据定量评估城市形态,并分别采用空间计量模型和地理探测器在全局和分区域尺度评估2005~2020年城市形态对于碳排放的影响.结果表明:①2005~2020年,碳排放量由2365.31 Mt上升至4230.67 Mt,但增速呈逐渐放缓的趋势.其在空间上呈现两极分布格局,高值区主要集中在上海和重庆等核心城市,低值区集中在四川和云南西部地区.②建设用地面积在15年间整体扩张,建设用地人口密度呈下降趋势;城市破碎度不断降低且各市之间差异逐渐缩小;城市形状的平均规则程度有所提升,且各市紧凑度显著增加.③城市规模在全局尺度对碳排放有显著的正向作用,城市破碎度在2005年对碳排放有显著负向效应,但在随后年份负效应减弱,城市紧凑度指标在研究时段内与碳排放呈显著负相关性.④斑块类型面积、斑块密度和有效网格大小对上游城市碳排放的影响最为显著;有效网格大小、平均周长面积比和斑块类型面积在中游城市影响程度较高;有效网格大小、同类邻接百分比和最大斑块指数则是促进下游城市碳减排的关键因素.不同区域城市应当综合考虑各城市形态指标对于碳排放的影响,继而优化其城市形态以推动可持续发展.     

苏州城市化进程对降雨特征影响分析

城市化的发展过程中,城市下垫面的改变以及人类的生产生活共同作用使大气边界层的特性发生变化,从而影响了城市地区的降雨。位于太湖流域平原水网地区的苏州城市化发展迅速。在分析了苏州城市化发展进程的特点及1953~2000年降雨时间序列特征基础上,采用同时期城区（苏州站）与郊区（望亭站）雨量横向对比、城市化发展不同时期同一站雨量纵向对比的方法,研究了城市化对该地区降雨量、降雨年内分配、降雨发生次数等的影响。通过研究发现：城市化对年雨量、汛期雨量和最大日雨量都有不同程度的增加作用,其中对最大日雨量的影响最显著;受城市化影响,降雨年内分配有集中的趋势;城市化使不同类型降雨发生次数均增加,其中对暴雨发生次数的影响最大。     

真空紫外活化亚硫酸盐在有氧条件下降解二甲双胍

以治疗Ⅱ型糖尿病的基础药物——二甲双胍(MET)为研究对象,考察其在真空紫外(VUV)活化亚硫酸盐有氧(VUV/SO^2-₃/O₂)体系中的降解效果。通过淬灭试验,验证了反应体系中硫酸盐自由基(SO^-₄·)、羟基自由基(HO·)、水合电子(e^-_aq)和氢离子自由基(·H)活性物质的存在,同时考察VUV/SO^2-₃/O₂体系中pH、亚硫酸盐(SO^2-₃)浓度、光强、天然有机物(NOM)和常见无机离子对MET降解的影响。结果表明VUV/SO^2-₃/O₂体系对MET的降解效果明显优于VUV/O₂或SO^2-₃/O₂体系,在180 min内可降解91%的MET;MET降解率随pH的增大先...     

差异化乡村振兴路径下村域土地利用变化特征及其驱动归因——以重庆市江津区两个村为例

探究差异化乡村振兴路径下村域土地利用时空变化特征及其驱动机制,对于优化土地利用格局和制定乡村振兴路径有重要意义。以长江流域浅丘河谷区2个地形地貌相似、历史发展情况接近、乡村振兴路径迥异的行政村——芳阴村和横山村为例,基于无人机航测和多期Google Earth卫星影像,从土地利用转移、核心用地扩张模式、像元级地块属性和边界二值变化等视角综合探讨了两村在2017～2021年的土地利用变化特征,并引入地理探测器模型,从自然、社会经济、政策因素等多个方面定量归因。结果表明：(1)研究期内两村均经历了较为剧烈的土地利用变化过程,以蔓延式的园地扩张为主,最后芳阴村和横山村分别形成了农旅融合型和农林复合型的发展格局,并且芳阴村的土地利用变化过程较横山村更具多样性和均衡性。(2)像元层面上,芳阴村的地块属性和边界变化均较为剧烈,且二者在超50%的村域范围内存在显著的空间集聚效应,而横山村仅地块属性变化较为明显,地块边界变化度整体低于芳阴村。(3)村域土地利用变化受到自然、社会经济和政策多重因素的交互影响,不同乡村振兴路径下村域土地利用变化的驱动类型和驱动解释力度存在差异,对于有明确政策区划驱动的芳阴...     

微塑料对双齿围沙蚕生理代谢的影响研究

为探讨微塑料对双齿围沙蚕生理代谢的影响,本文研究了聚丙烯(PP)、聚酰胺(PA)和聚氯乙烯(PVC)3种微塑料在不同浓度(0.1％、1％和5％)和暴露时间下对双齿围沙蚕体内过氧化氢酶(CAT)、乙酰胆碱酯酶(AchE)活性以及代谢指标排氨率和呼吸速率的影响.结果表明,随微塑料浓度的升高,双齿围沙蚕体内CAT活性显著提升,5％浓度下双齿围沙蚕体内CAT活性最高;PVC对双齿围沙蚕体内AchE活性表现为低浓度(0.1％)抑制、高浓度(5％)促进的作用;PP和PA在不同浓度下对双齿围沙蚕体内AchE酶活性均表现为促进作用;随着微塑料浓度的升高,双齿围沙蚕的排氨率和呼吸速率显著升高(P<0.05).综上,微塑料在高浓度条件下,在一定时间内可以对双齿围沙蚕产生氧化胁迫作用,并一定程度上影响其排氨率和呼吸速率.     

冶炼企业周边农田土壤的多环芳烃污染及其细菌群落效应

多环芳烃是一类持久性有机污染物,进入土壤后可能产生多方面生态效应。为研究多环芳烃对土壤微生物的影响,选取南京某冶炼企业周边农田样品,在分析污染物含量基础上,采用高通量测序、定量PCR等方法综合评价了土壤细菌多样性和组成以及多环芳烃降解细菌丰度等特征。17个土壤样品中,多环芳烃总量为0.25~31.08 mg·kg-1,并具有随污染源距离增加而降低的空间分布特征。与土壤理化性质如p H相比较,多环芳烃污染对土壤细菌的总体多样性和群落组成影响不显著。进一步分析发现多环芳烃与潜在降解微生物的相对丰度和降解功能基因(芳香环羟基化双加氧酶,PAH-RHDα)拷贝数显著正相关。污染较重样品的克隆、测序分析表明,土壤中PAH-RHDα基因主要属于革兰氏阳性细菌nid A3/fad A1类群,且与分支杆菌相关序列较为接近。这些结果综合评价了冶炼企业周边农田土壤多环芳烃污染对微生物群落的影响,提示土壤污染在多环芳烃潜在降解细菌中的富集作用,将为后续污染土壤生物修复提供重要科学依据。