金泽水库浮游植物功能群时空变化特征

于2018年7月—2019年6月对金泽水库浮游植物进行调查,研究浮游植物FG功能群时空变化及其与环境因子的关系,探讨进、出水口浮游植物群落特征异同的原因.调查期间,该水域整体处于轻到中度富营养化水平,库内共检测出浮游植物8门139种,主要由蓝、绿、硅藻门种类构成,共25组功能群,优势功能群有M、H1、L_O、K4组,喜好富营养水体环境,所属种类主要为蓝藻门,以微囊藻属为代表的M功能群为绝对优势功能群;进、出水口分别有7门87种、7门102种,分属于23组、20组功能群,优势功能群分别有5组、9组,两个点位种属相似度超过0.6,达中等相似,共有优势功能群为M、H1、L_O、K 4组,主要为蓝藻门种类,M功能群为绝对优势功能群.库内生物密度月变化为280.1162×10⁴ ~1750.7050×10⁴ cells·L^-1,出水口生物密度年均值比进水口降低29.78%,但差异不显著,蓝藻的生物密度决定着库内藻类生物密度月变化及进、出水口藻类生物密度年均值的差异.冗余分析结果显示,环境因子对库内浮游植物解释率为53.59%,占绝对优势的M 功能群,受总氮影响较大且正相关.研究结果表明,库内一系列净化措施有一定作用,但受来水影响,该水库仍有水华暴发的风险,需调整库内净化策略,加强净化水质,以保障饮用水安全.     

塔里木盆地南缘绿洲土壤酶活性与理化因子相关性

基于塔里木盆地南缘于田绿洲土壤酶活性与水盐、养分等理化因子数据,利用冗余分析技术(RDA)全面分析了土壤酶活性与理化因子间的关系. 结果显示:①于田绿洲土壤酶活性总体水平较低,过氧化氢酶(以KMnO₄计)、转化酶(以Na₂S₂O₃计)、脲酶(以NH₃-N计)和碱性磷酸酶(以C₆H₆O计)活性平均值分别为9.37、2.04、0.27和0.18 mg/g;研究区土壤水分含量(15.46%,以w计)较少且盐渍化严重〔w(全盐)平均值为19.39 g/kg〕. ②w(有机质)、土壤水分含量、地下水埋深和w(有效磷)是影响土壤酶活性的主要因素,w(有机质)、土壤水分含量、w(有效磷)与土壤酶活性呈正相关,地下水埋深与土壤酶活性呈负相关. ③各理化因子对土壤酶活性影响的重要性排序为w(有机质)、土壤水分含量、地下水埋深、w(有效磷)、pH、w(全盐)、电导率、w(速效钾). 综合分析表明,研究区强盐渍化的土壤性质对土壤酶活性的抑制并不显著,土壤碳、磷等养分与水分状况才是限制土壤酶活性的关键因素.      

淮河干流大型底栖动物群落结构及水质生物学评价

2011年3月、6月、9月和12月对淮河干流大型底栖动物群落进行了取样调查,共采集到大型底栖动物4门41科94种。结果分析表明,淮河干流大型底栖动物群落结构具有一定的时空变化。在时间尺度上,生物密度呈极显著的季节性变化(p=0.002),其最大值332.5 ind./m2出现在6月,最小值96.6 ind./m2则出现在9月;生物量的变化趋势与生物密度不同步,其最大值155.8 g/m2出现在9月,最小值40.0 g/m2则出现在3月,且季节性差异不显著。冗余分析(RDA)结果表明,溶解氧、盐度、溶解性总固体、水温和底质类型是影响底栖动物群落结构的主要环境因子。Shannon-Wiener多样性指数的季节性变化不显著,Margalef丰富度指数的季节性差异极显著(p=0.000);自上游至下游,这2个指数的变化规律表现出高度的一致性,其水质评价结果表明淮河干流水质总体上处于中度污染的水平。     

基于氧化还原分析的硫化矿尘爆炸压力预测

为探究可应用于生产现场的硫化矿尘爆炸压力预测方法,基于硫化矿尘爆炸反应机理和粉尘引爆试验数据对硫化矿尘的氧化还原成分与其爆炸压力的相关关系进行分析。研究结果表明：硫化矿尘的还原成分指数与其爆炸压力的相关性极高,尤其是与其爆炸压力峰值的相关性系数高达0.993。整合研究结果形成的硫化矿尘爆炸压力和爆炸压力峰值计算和预测模型,可为金属矿山的硫化矿尘爆炸预防提供决策依据。     

基于锡合金的水下机器人密封自修复系统设计

目的 解决水下机器人推进器密封系统在驱动电机轴高速旋转和高水压情况下,密封件易磨损失效导致发生漏水故障的问题。方法 利用余度设计思想,在原有密封结构的基础上,设计一种基于锡合金的水下机器人密封自修复系统,当原有密封结构失效漏水,密封自修复系统便控制限位锡合金块加热至融化,使锡合金块的限位作用消失,进而释放冗余密封圈,并通过拉簧的作用将冗余密封圈推至密封槽内,从而恢复推进器的密封功能。为验证设计的可靠性,又通过有限元软件ANSYS对密封自修复结构中影响密封性能的关键部件进行静力学分析。结果 关键部件的强度仿真结果均满足设计要求,在密封自修复实验装置箱体内注适量水,并施加2 MPa的水压保持一段时间,密封自修复系统成功启动,且其密封性能传感器未检测到其漏水。结论 密封自修复系统可在漏水的情况下顺利启动,并起到密封的作用,验证了设计的可行性。     

渭河流域水体细菌群落的环境响应及生态功能预测

流域水体中细菌群落多样性及其代谢功能研究对流域水污染整治及生态修复和水体健康评价具有重要价值.基于Illumina MiSeq高通量测序技术研究渭河流域陕西境内综合治理后水体中细菌群落分布特性,利用冗余分析(redundancy analysis,RDA)方法分析了水体细菌群落与水环境因子的相关关系,并采用PICRUSt (phylogenetic investigation of communities by reconstruction of unobserved states)方法预测和评价了渭河流域细菌群落生态功能.研究结果显示,变形菌门、放线细菌门、蓝藻门和拟杆菌门细菌是水体细菌群落中的主要菌门,占整个细菌群落的相对丰度高达85%,这类细菌与水体中的TP、NO_2~--N、NO_3~--N和TN呈显著的正相关关系(P=0. 02 0. 05);灞河入渭口下游(S5)细菌群落丰度最高,皂河(S4)细菌群落丰度最低;渭河流域水体致使人类患传染性疾病的可能性较大,且对生物体内分泌系统有较大的影响.本研究成果可为渭河流域水环境健康有序发展提供理论基础.     

珠海市磨刀门水道输水水源水库群浮游植物群落特征及其环境驱动因子

磨刀门水道是珠江水系的主要出海口,也是粤港澳大湾区珠海和澳门等多个城市的重要水源地.于2021年丰、枯两季（8月和10月）对珠海市磨刀门水道13个采样点的水质和受其供水的4个饮用水水源水库群21个采样点水质状况和浮游植物开展了调查,并探究了相关驱动机制.4个水库浮游植物群落结构的解析结果显示,浮游植物共有8门73属150种,种类和相对丰度均以蓝藻、绿藻和硅藻为主,其中大镜山水库（DJS）和杨寮水库（YL）蓝藻在丰、枯两季的相对丰度均超过90%,竹仙洞（ZXD）和竹银水库（ZY）的蓝藻、绿藻和硅藻在不同时期分别占优,且分布较均衡.Shanno-Wiener指数（H）、Pielous均匀度指数（J）和Margalef丰富度指数（D）说明竹银水库的浮游植物生物多样性最丰富,指示水体最优,竹仙洞水库次之,大镜山水库是4个水库中浮游植物多样性最少的水库.PCoA分析表明大镜山水库和杨寮水库浮游植物群落结构具有相似性（P>0.05）,且该2个水库和竹仙洞水库、竹银水库均具有显著差异性（P<0.05）.冗余分析（RDA）结果显示,硝酸盐氮（NO₃^-）、总溶解性有机碳（TOC）、总磷（TP）、氯化物（Cl^-）和氨氮（NH₄⁺-N）是影响浮游植物群落分布的主要环境因子.研究结果揭示了4个水库浮游植物群落受磨刀门水道输水带来的营养盐外源影响较大,提示应着重改善磨刀门水道水质,以达到改善和预防水库水体富营养化,确保饮用水水源安全的目的.     

基于NMDS和RDA方法分析贵州百花水库后生浮游动物群落结构动态

为探究百花水库后生浮游动物群落结构特征,于2014年8月-2015年4月采用NMDS（非度量多维尺度分析）和RDA（冗余分析）方法,分析了水库后生浮游动物组成、季节演替规律及其群落与环境因子的相关性.结果表明:①百花水库共监测到后生浮游动物41种.其中,轮虫类28种,枝角类8种,桡足类5种;优势种为曲腿龟甲轮虫（Keratella valga）、螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis）、角突臂尾轮虫（Brachionus angularis）、圆筒异尾轮虫（Trichocerca cylindrica）、红多肢轮虫（Polyarthra remata）、中剑水蚤（Mesocyclops）、长额象鼻溞（Bosmina longirostris）.②NMDS结果显示,后生浮游动物群落结构呈明显的季节性差异.将群落结构演替划分为3个类群,即Ⅰ组（夏季、秋季组,以螺形龟甲轮虫、圆筒异尾轮虫等为优势种,共计8种）、Ⅱ组（冬季组,以螺形龟甲轮虫、长额象鼻溞等为优势种,共计7种）、Ⅲ组（春季组,以沟痕泡轮虫和红多肢轮虫等为优势种,共计7种）.③RDA结果表明,百花水库后生浮游动物群落结构变化受水环境因子影响较为明显,整体上WT（水温）、pH、ρ（TP）和ρ（NO₃--N）是影响百花水库后生浮游动物群落结构变化的主要因素.研究显示,根据后生浮游动物优势种及现存量（丰度、生物量）大小,可以判定百花水库后生浮游动物群落结构具有明显的季节性差异.      

太原汾河景区浮游植物群落结构及其与环境因子关系分析

为了探究太原汾河景区水体浮游植物群落结构特征及水质状况,对浮游植物的种类组成、生物量及其与环境理化因子的相关性进行监测.在2014年丰水期6~10月对汾河太原景区从上游到下游设置9个采样点进行定期采样调查.分析结果表明,太原汾河景区水体中浮游植物主要为蓝藻门、绿藻门、硅藻门植物,其中蓝藻植物数量最多,其次为绿藻和硅藻.在丰水期浮游植物细胞密度呈现先上升后下降现象,7月达到最高.采样点间也存在较大差异,位于汾河景区中下游的3个样点浮游植物数量最多.浮游植物生物量与环境理化因子的关系通过冗余分析(RDA)进行整体排序,结果表明浮游植物总细胞密度与溶解氧呈显著正相关,与化学需氧量呈显著负相关.硅藻细胞密度与水温、气温呈极显著正相关,与化学需氧量呈极显著负相关.各种环境因子的作用在不同时期的表现不同.综合营养状态指数分析,太原汾河景区水体中总氮在整个时空范围内超标,处于轻度到中度富营养水平状态.     

Feasibility and simulation model of a pilot scale membrane bioreactor for wastewater treatment and reuse from Chinese traditional medicine

The lack and pollution of water resource make wastewater reuse necessary. The pilot scale long-term tests for submerged membrane bioreactor were conducted to treat the effluents of anaerobic or aerobic treatment process for the high-strength Chinese traditional medicine wastewater. This article was focused on the feasibility of the wastewater treatment and reuse at shorter hydraulic retention time （HRT） of 5.0, 3.2 and 2.13 h. MLSS growth, membrane flux, vacuum values and chemical cleaning periods were also investigated. The experimental results of treating two-phase anaerobic treatment effluent demonstrated that the CODfilt was less than 100 mg/L when the influent COD was between 500-10000 mg/L at HRT of 5.0 h, which could satisfy the normal discharged standard in China. The experimental results to treat cross flow aerobic reactor effluent demonstrated that the average value of CODfilt was 17.28 mg/L when the average value of influent COD was 192.84 mg/L at HRT of 2.13 h during 106 d, which could completely meet the normal standard for water reuse. The maximum MLSS and MLVSS reached 24000 and 14500 mg/L at HRT of 3.2 h respectively. Membrane flux had maximal resume degrees of 94.7% at vacuum value of 0.02 MPa after cleaning. Chemical cleaning periods of membrane module were 150 d. A simulation model of operational parameters was also established based on the theory of back propagation neural network and linear regression of traditional mathematical model. The simulation model showed that the optimum operational parameters were suggested as follows： HRT was 5.0 h, SRT was 100 d, the range of COD loading rate was between 10.664-20.451 kg/（m3.d）, the range of MLSS was between 7543-13694 mg/L.