基于响应曲面法的有效抽采半径多因素交互影响机制研究*

为探究钻孔有效抽采半径的关键影响因素及各因素间交互作用,构建应力应变-瓦斯吸附解吸耦合渗透率变化模型,采用COMSOL软件进行数值模拟,分析单一因素变化对钻孔有效抽采半径的影响,并通过Design-Expert软件设计响应曲面试验,分析多因素交互作用对钻孔有效抽采半径变化的影响机制,获得有效抽采半径对多因素交互影响的响应曲面模型。研究结果表明:不同因素对钻孔有效抽采半径影响的显著性顺序为:煤层初始渗透率、原始瓦斯压力、抽采时间,煤层初始渗透率和抽采时间与有效抽采半径呈正相关关系,原始瓦斯压力与有效抽采半径呈负相关。1个影响因素的变化会影响其他因素对有效抽采半径的影响,煤层初始渗透率能够放大其他因素对有效抽采半径的影响,而原始瓦斯压力则会降低其他因素对有效抽采半径的影响。     

海底热液系统微生物活动与地球化学的耦合作用评述

热液系统微生物能适应海底极端环境,通过化能合成自养过程,利用多种无机能量生长繁殖。海底热液生态系统的运转主要依靠地球化学和矿物学体系维持,热液系统地球化学和微生物活动之间存在着紧密的耦合关系。一方面,硫化物矿物、金属离子和溶解气体为热液体系微生物的生存和繁殖提供所需能源、碳源和微量元素。热液生态系统的生产力和群落结构在很大程度上受制于地球化学能量向有机体的转移过程。另一方面,微生物对热液流体化学和矿物学也产生重要的影响,生命对热液系统无机部分的改造同样不可忽视。作为一种"复杂的地质生物体系",海底热液体系中各种有机和无机单元是通过多种生化控制和反馈作用相互联系起来的。本文评述了海底热液系统中微生物活动与无机环境相互作用研究的若干进展。     

北京西山国家森林公园中空气负离子浓度与气象因子的相关性研究

空气负离子(Negative air ions,NAI)是城市空气质量的重要指标之一,揭示城市森林释放NAI的影响机制,有助于充分利用NAI的净化作用及保健作用,并判断空气质量.利用北京西山国家森林公园2017年9月—2018年8月的NAI和气象数据,深入探究不同季节条件下和典型天气下影响空气负离子浓度(NAIC)的气...     

外源锌对不同番茄品种抗氧化酶活性、镉积累及化学形态的影响

采用盆栽试验研究了重金属Cd(10 mg·kg-1)污染下,叶面喷施不同浓度Zn(0、50、100、200和400μmol·L-1)对2个番茄品种‘4641’和‘渝粉109’生长、抗氧化酶活性及番茄果实Cd形态和积累量的影响.结果表明,喷施Zn后,番茄根、茎、果实干质量和植株总干质量以及体内Cd含量和积累量在2个品种之间的差异达到了显著水平(p0.05).外源Zn(≤200μmol·L-1)提高了2个番茄品种的果实、根、茎、叶及总干质量.随Zn浓度的增加,2个品种根CAT活性以及‘渝粉109’根POD活性先增加然后降低;2个品种根SOD活性则呈先降后升再降趋势.番茄果实中各形态Cd含量的顺序为:残渣态Cd(FR)盐酸提取态Cd(FHCl)氯化钠提取态Cd(FNaCl)乙醇提取态Cd(FE)醋酸提取态Cd(FHA c)去离子水提取态(FW).适量的Zn(≤200μmol·L-1)减少了2个番茄品种果实中各形态Cd含量,但高量Zn(400μmol·L-1)增加了‘渝粉109’果实中的FE、FR和‘4641’果实中FHCl及FR含量.Cd积累量为叶茎根或果实.叶面喷施Zn使番茄根、茎、叶和果实中的Cd含量分别降低了18.6%~41.7%、10.6%~36.7%、5.8%~21.5%和2.3%~12.7%.供试2个番茄品种,无论喷Zn与否,果实Cd含量和果实Cd积累量均为‘4641’‘渝粉109’,植株Cd总积累量则为‘4641’‘渝粉109’.     

聚马来酸酐树脂的制备及其对水中环丙沙星的吸附行为和机制

通过沉淀聚合法合成聚马来酸酐树脂(Polymaleic Anhydride Resin,PMA),采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、比表面分析(BET)和热重(TG)分析对PMA进行了表征.同时,利用PMA对水中环丙沙星(CPX)进行吸附去除,系统研究了原料配比、PMA投加量、pH、离子强度和温度等因素对C...     

长江河口区水体的锶同位素地球化学--对水与沉积物相互作用过程的反映

为了解长江河口区的水体混合过程和水与沉积物或颗粒物的相互作用过程,对长江河口水的87Sr/86Sr及Sr元素浓度进行了测定,结果显示:与世界河流平均值(Sr为78μg/L,87Sr/86Sr为0.7119)相比,长江水具有明显的高Sr(130μg/L)低87Sr/86Sr比值(0.7105)的特点。在长江口水体混合过程中,锶同位素没有象其它河口那样显示简单的两端员理想混合模式,而是在距河口约30～40km的地点出现87Sr/86Sr的突然升高,水体悬浮颗粒物(SPM)浓度也在同一区域出现升高现象。这可能是该区水体和沉积物相互作用比较强烈而引起沉积物与上覆水体发生物质交换。     

环境毒物检测方法──细菌培养顶空气相色谱法及其应用研究

用顶空气相色谱技术测定环境毒物对大肠杆菌（Ｅ．Ｃｏｌｉ）代谢产物ＣＯ２的抑制程度,以ＩＣ５０（５０％抑制浓度）判断毒性大小,旨在探索一种快速检测环境污染物毒性的方法。本试验选择最佳条件为;细菌浓度１０９个／ｍｌ,ｐＨ值７２—７．４,顶空管气液比１：２．５,培养４ｈ,以及适宜的ＣＯ２测定色谱条件。用该方法检测８种离子毒性,ＩＣ５０值顺序为Ｈｇ２＋（０．８６×１０—６）＞Ｃｕ２＋（８．００×１０—６）＞Ｃｄ２＋（８．３９×１０－６）＞ＣＮ－（１０．２０×１０－６）＞Ｐｂ２＋（１１．２０×１０－６）＞Ｓｎ２＋（２０．１０×１０－６）＞Ｎｉ２＋（３９．７０×１０－６）;研究了Ｃｄ２＋、Ｈｇ２＋、Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋和ＣＮ－５种离子间联合毒性作用,大多数表现为相加作用,也有协同和拮抗作用;芳香族化合物结构活性与毒性两者间有密切关系,取代基种类和数目不同,毒性各异;探讨硝基废水处理过程中毒性随硝基苯类化合物的浓度、ＣＯＤ值降低而减弱。     

基于VSD模型的经济发达地区生态脆弱性评价——以太湖流域为例

自然与人为双重因素导致的生态脆弱性是研究关注的热点,但是较少有研究定量揭示2种因素共同作用下的生态脆弱区的空间格局,并提出针对性的空间管制措施。本文以经济发达的太湖流域为案例,借助Polsky等人提出的VSD模型,通过暴露度、敏感性和适应能力分解脆弱性,并构建包含自然和人为因素在内的、由10个要素和21个指标组成的指标体系,对太湖流域生态脆弱性进行定量评价,结果表明：（1）暴露度、敏感性、适应能力和生态脆弱性均呈现“东北高、西南低”格局;（2）太湖流域以中低强度的脆弱区为主,不脆弱区、一般脆弱区、较脆弱区、很脆弱区和极脆弱区占比分别为19%、26%、33%、15%和7%;（3）现状建设用地绝大部分分布于相对脆弱的区域内,不同类型建设用地的分布特征存在明显差异,城乡居住用地主要分布于较脆弱区和很脆弱区内,独立工业用地主要分布在较脆弱区、很脆弱区和极脆弱区内,交通用地则主要分布于一般脆弱区和较脆弱区内;（4）原有自然因素导致的脆弱性依然存在,人类活动强度增大已经成为是太湖流域脆弱性的主要诱因,人类活动范围的扩大和强度的增加将会导致脆弱性的进一步增高。结合脆弱性分区及其诱因,对不同类型脆弱区提出了空间开发或生态保护的建议和措施。极脆弱区以疏散人口和产业、强化生态建设为主;很脆弱区和较脆弱区是未来开发建设的重点,要坚持适度开发、生态开发,避免脆弱性提高;一般脆弱区作为区域开敞空间,以农业生产为主,坚持点状开发;不脆弱区以生态建设和环境保护为主,是太湖流域主要的生态服务供应地。     

离子强度对吸附影响机理的研究进展

本文介绍了水溶液中离子或分子的水合、吸附剂表面的双电层模型以及内层与外层表面络合物,在此基础上讨论了离子强度对吸附的影响.一般来说,溶液的离子强度增大时,吸附质与吸附剂之间的静电作用减弱,疏水作用增强,络合作用变化不大.电解质离子能通过与吸附质离子产生离子交换竞争、对吸附质产生盐析或盐溶效应、改变溶液中大分子吸附质分子的大小、与吸附质离子形成离子对等方式影响吸附。     

典型重金属胁迫对日本沼虾的氧化损伤及交互作用

为深入探讨水体不同浓度重金属联合对水生生物的慢性毒性机制,本研究以日本沼虾(Macrobranchium nipponense)为受试生物,镉(Cd)和铅(Pb)为目标金属,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、金属硫蛋白(MT)和丙二醛(MDA)为测试终点,研究不同浓度的Cd和Pb单一及联合暴露对日本沼虾的氧化损伤及交互作用。实验结果表明:Cd对虾的致死浓度为1 mg·L-1,当其与同浓度Pb联合时,致死毒性增强;在0.01 mg·L-1和0.1 mg·L-1下联合时均表现为拮抗作用。不同处理组对标志物产生不同程度的诱导或抑制效应,其中,SOD活性均受到胁迫抑制,0.1 mg·L-1Cd暴露10 d后对肝胰腺SOD抑制率达53.38%,0.1 mg·L-1Pb暴露10 d后对肌肉SOD抑制率达70.02%;CAT活性整体受胁迫激活,肝胰腺与肌肉CAT活性在时间尺度上呈现相反的变化规律;肝胰腺中MT和MDA对重金属的敏感性要高于肌肉;综合生物标志物响应(IBR)评价表明,机体在时间尺度上可通过酶活性调节而具有一定的解毒功能,但并不能消除重金属引起的氧化损伤,且重金属单一毒性要高于联合毒性,其中Cd对肝胰腺毒性最大,Pb对肌肉毒性最大。研究结果能够为水体重金属生态风险预警、水质基准制定及流域水环境管理提供依据。