退化草原碱蓬土壤微生物生物量的季节动态模型

研究了东北退化草原土壤微生物生物量的季节变化,生态因子的季节变化以及生态因子对土壤微生物生物量的综合作用规律,微生物生物量W和呼吸速率W1的季节动态呈单峰上凸式曲线变化,8月份的有明显的高峰值出现,其值为：w/mg g^-1=4.9,w1/mg g^-1d^-1=28.1,同时利用IRM模型研究了生态因子对土壤微生物生物量变化的综合作用规律;Mt △Mto[1 （0.21rn-w1)△t],生态因子对土壤微生物生长的综合作用指数rn在整个生长季节的变化范围为：0.0273-0.7264,其中7-8月份rn较大,对微生物生长的限制作用较小,微生物生长较快,5月、6月、9月和10月rn较小,对微生物生长的限制作用较大,微生物生长较慢。     

金水河流域矿物元素生物地球化学交换模式

通过对金水河流域矿物元素生物地球化学交换模式的研究,得到以下结论：（1）在不同空间位置的矿物元素对河水的水质贡献率不相同。河水成分贡献主要来源于硅酸盐风化,在金水河流域生态系统不同空间位置矿物元素对河水水质贡献率方程为：YRiverwater=0.242＋0.203 XRain＋0172 XLitter＋0.471 XSoilwater（r2=0.55）。（2）固-液相界面（土壤-土壤水溶液）离子交换过程拟合表明：离子交换过程符合二、三次曲线模型。（3）区域内碳酸盐岩含较少的Na＋和K＋,且受酸雨等影响。Na＋在土壤-土壤溶液之间的分配行为可能加重土壤盐碱化的趋势。土壤和枯枝落叶层HCO3-和TDS值均处于稳定的范围内。（4）输入性污染分析表明,流域内土壤基本表现出物理性质改善;但却表现出贫养化和生物地球化学性质恶化的极化趋势。人为活动输入污染物影响显著,在全球变化背景下,酸雨和干旱加剧了水溶液组成的变化。     

Coupling a land use model and an ecosystem model for a crop-pasture zone

This paper describes the development of a land use model coupling ecosystem processes. For a given land use pattern in a region, a built-in regional ecosystem model (TESim) simulates leaf physiology of plants, carbon and nitrogen dynamics, and hydrological processes including runoff generation and run-on re-absorption, as well as runoff-induced soil erosion and carbon and nitrogen loss from ecosystems. The simulation results for a certain period from 1976 to 1999 were then used to support land use decisions and to assess the impacts of land use changes on environment. In the coupling model, the land use type for a land unit was determined by optimization of a weighted suitability derived from expert knowledge about the ecosystem state and site conditions. The model was applied to the temperate crop-pasture band in northern China (CCPB) to analyze the interactions between land use and major ecosystem processes and functions and to indicate the added value of the feedbacks by comparing simulations with and without the coupling and feedbacks between land use module and ecosystem processes. The results indicated that the current land use in CCPB is neither economical nor ecologically judicious. The scenario with feedbacks increased NPP by 46.78 g C m⁻² a⁻¹, or 32.23% of the scenario without feedbacks, also decreased soil erosion by 0.65 kg m⁻² a⁻¹, or 23.13%. Without altering the regional land use structure (proportions of each land use type). The system developed in this study potentially benefits both land managers and researchers.     

中亚热带次生林成林规律及经营技术研究——Ⅱ.次生林的演替规律

本文研究了湖南省中亚热带次生林的种群动态,建立了静态生命表、存活曲线、结构模型以及材积或生物量动态模型,提出了中亚热带次生林的演替基本模式。     

基于PBPK模型评价三氯乙烯的职业暴露健康风险

三氯乙烯(TCE)作为脱脂和清洗剂被广泛应用于五金、电镀和电子等行业。TCE的职业暴露会产生一系列健康风险,包括过敏症和致癌等。2012年TCE被美国环保局(US EPA)和国际癌症研究机构列为1类致癌物。采用吸附管采样-热脱附/气相色谱-质谱法分析了大连市某企业车间生产工况下空气中TCE浓度。基于生理学的药代动力学(PBPK)模型预测了呼吸暴露途径下TCE在职业工人体内组织中的动态分布、代谢产物生成情况和致癌风险。TCE在不同组织中预测的最大浓度呈现出脂肪肠充分灌注室支气管非充分灌注室肝脏静脉血动脉血的趋势。预测的与致癌有关的代谢产物最大浓度表现为三氯乙酸二氯乙酸三氯乙醛S-二氯乙烯基-L-半胱氨酸。在监测的TCE水平(39.2±24.4)μg·m-3下,暴露8 h·d-1,连续暴露20年,基于外暴露评价的职业工人致癌风险均值为1.31×10-5,该暴露水平下,基于PBPK模型预测的TCE内暴露与外暴露计算的致癌风险水平相近,但基于具有致癌性主要代谢产物的内暴露致癌风险值是外暴露风险值的1.17～1.73倍。TCE的暴露水平越高,基于内暴露方法和外暴露方法的致癌风险评价结果差异越大。敏感性分析表明,心输出血流量和充分灌注室血流量对PBPK模型输出结果具有重要影响。不确定性分析表明,模型参数变化会显著地影响PBPK模型输出结果,但变异在可接受水平。本研究结果说明,评价TCE暴露对人的致癌风险需要考虑其在体内的分布和代谢过程。     

气相抽提去除红壤中挥发性有机污染物的去污机理探讨

通过探讨土壤气相抽提去除红壤中挥发性有机污染物的去污机理,建立了一维稳态条件下污染物在土壤多孔介质中传质的总微分方程,分别求出了平衡模型和动力学模型的解析解和数值解,并用实验结果对平衡模型和动力学模型进行了模拟和验证.实验结果和模型模拟结果表明理论模型与实验结果吻合良好,平衡模型和动力学模型在描述污染物在土柱通风过程中的传质时,分别适用于不同的阶段.在通风初期平衡模型能够很好地描述实验结果,而随着时间的推移,平衡模型的预测曲线逐渐偏离数据点,到了通风中后期,只有动力学模型才能够较好地描述和预测实验结果.     

过硫酸盐缓释材料释放过程模型构建

为预测评估过硫酸盐缓释材料的释放性能,对释放过程模型的构建以及模型的验证进行了研究。借助微积分思想,从材料体的概化分割、初始条件设定、每个小单元的状态标定、各个小单元中过硫酸钾的迁移变化量以及材料最外层释放过硫酸盐的量5个方面构建过硫酸盐缓释材料释放模型,利用Excel-VBA编程实现其释放过程模拟。采用欧盟标准NEN7375测试过硫酸盐缓释材料释放性能并获得模型参数。通过输入相关模型参数得到过硫酸盐动态迁移过程及其释放特征曲线,并利用实测数据与模拟数据进行拟合校验。结果表明,模型模拟值与实测值拟合较好,平均误差为1.88%,表明该模型设计合理,能够准确模拟过硫酸盐缓释材料释放过程,可作为缓释材料优化设计工具。     

固相餐厨垃圾厌氧发酵特性

为了研究固相餐厨垃圾厌氧发酵产甲烷特性,对固相餐厨垃圾进行批式厌氧发酵实验,主要考察了pH、VFA、COD以及纤维素酶活的变化情况,并运用修正Gompertz模型对其产气模型进行动力学拟合.实验结果表明,缓冲溶液的添加可明显促进厌氧发酵产甲烷.在添加缓冲溶液条件下,污泥与餐厨垃圾比例为2∶1,1∶1,2∶3和1∶2时,餐厨垃圾都能很好地进行厌氧发酵产甲烷,最大产甲烷产量分别为594.66、449.74、392.93和333.36 mL/g TS.采用修正Gompertz模型分别对2∶1、1∶1、2∶3和1∶2实验组产甲烷曲线进行拟合,得到产甲烷潜力分别为567.57、437.89、381.12和305.60 mL/g TS,最大产甲烷速率分别为89.38、59.81、47.26和25.80 mL/(d·g VS).对厌氧发酵过程中纤维素酶活的变化进行了研究,结果表明,CMC酶活性在提高餐厨垃圾厌氧发酵过程中纤维素的降解起重要作用.     

大型蚤标志酶用于城市二级出水毒性的评价

大型蚤是一种国际公认的标准实验生物,广泛应用于污水、地表水等水质毒性检测。毒性水平较低的城市二级出水,对大型蚤往往无急性毒性效应,而具有慢性毒性效应,但慢性毒性检测周期过长,因此探索一种更灵敏的指标,实现快速检测,对于控制二级出水的水质风险具有重要意义。本研究考察了大型蚤在短期暴露于城市二级出水条件下,其体内乙酰胆碱酯酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、ATP酶、羧酸酯酶和碱性磷酸酯酶的酶活变化特征,从中筛选出对二级出水毒性响应灵敏的标志酶指标。实验结果表明,碱性磷酸酯酶、过氧化氢酶对二级出水毒性响应相对较灵敏,具有成为标志酶的潜力,研究结果为城市二级出水生物毒性评价方法优化提供新的思路。     

用于污水再生利用的生物活性炭床的有机物降解特性

以微生物增殖动力学的基本方程-莫诺方程为出发点,通过氮同位素分析比较了具有同源性微生物的生物陶粒滤床和生物活性炭床的有机物生物降解规律,建立了生物活性炭床的有机物生物降解动力学方程,提出在污水再生利用过程中生物活性炭床符合高基质有机物降解动力学模型,即有机物降解呈一级反应动力学方程。以此方程为基础,分析计算了生物活性炭床沿炭床深度的吸附性能,结果表明,在生物活性炭床中,随生物功能的减弱,生物活性炭床对有机物的吸附能力逐渐加强。