基于机器视觉的鱼类行为特征提取与分析

近年来,水污染问题备受关注。生物式水质监测成为目前国家环境保护工作的重要任务之一。为准确监测水质污染情况,本文以青鳉鱼(Oryzias latipes)为研究对象,采用非接触式的机器视觉监测技术,提取青鳉鱼的生理特征(呼吸频率)和运动特征(胸鳍和尾鳍的摆动频率),并分析这些特征与水质之间的关系。本文采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)准确提取鱼鳃,并根据鱼鳃呼吸面积大小变化计算出鱼的呼吸频率。基于形态学细化算法提取青鳉鱼骨架,求出胸鳍和尾鳍的摆动频率。结果显示:不同浓度铜离子暴露实验测得的青鳉鱼生理特征和运动特征与实际情况一致;通过对不同铜离子浓度下的毒性实验数据对比,发现了青鳉鱼的生理特征和运动特征会随不同的铜离子浓度发生相应变化,可以作为水质监测的评价标准。     

中国耕地非农化压力时空格局的演变分析

社会经济和资源禀赋的区域差异导致耕地非农化压力表现出明显的空间异质性。开展耕地非农化压力测算并揭示其时空格局演变,是实现土地资源优化配置的基础。从经济因素、社会因素、产业结构和资源禀赋4个方面构建耕地非农化压力指数评价指标体系,采用熵值法计算各指标权重,继而计算1990~2014年中国31省的耕地非农化压力指数,并在此基础上开展了耕地非农化压力的时空格局分析。结果表明:(1)从空间格局分布来看,中国耕地非农化压力空间分布呈现明显的地理梯度,总体上呈现从东到西依次递减的态势。(2)从时间变化趋势来看,不同地区各省份之间的耕地非农化压力指数变化呈现多元化趋势。东部沿海地区,山东、浙江、江苏的耕地非农化压力指数处于上升阶段,上海、福建的压力指数变化趋势逐渐趋稳,广东的压力指数呈现下降趋势。中部地区,河南、河北、山西、江西的耕地非农化压力指数趋稳,陕西、湖北以及四川、重庆等西南地区省份的压力指数呈上升趋势。西部沿边3省(云南、西藏、新疆)的耕地非农化压力呈现了一致的下降趋势。(3)从时空格局结合来看,耕地非农化压力不同的省份其变化趋势呈现出截然不同的走向。在耕地非农化压力较大的地区,耕地非农化经历了从制度驱动向发展推动的阶段,经济增长的倒"U"型轨迹明显,经济增长与耕地非农化之间的关系逐渐脱钩。在耕地非农化压力居中或较小的地区,产业发展滞后,土地比较收益较低,耕地的社会保障作用、生态作用对耕地非农化的影响较大,从而增加了部分省份的耕地非农化压力。     

长江经济带PM_(2.5)时空特征及影响因素研究

大气细颗粒物(PM_(2.5))因其对空气环境质量乃至人类健康的巨大危害而逐渐引起学者们的关注。本文以我国综合实力最强、战略支撑作用最为突出的区域之一——长江经济带为研究对象,基于城市级空气质量监测数据,运用地理学时空分析与GIS可视化方法探索并呈现了2015年长江经济带PM_(2.5)的时空分布特征及其演变规律;在此基础上,结合空间回归模型考察了PM_(2.5)浓度与区域城市发展之间的内在关系。结果表明,就空间特征而言,长江中下游地区PM_(2.5)污染较长江上游地区更为严重,长江北岸地区比长江南岸地区更为严重;PM_(2.5)高浓度集聚地带主要位于鄂皖苏大部分地区,与空气质量较佳的云南及其周边地区呈"对角"分布状态。长江经济带内城市间PM_(2.5)浓度存在着显著的正向空间自相关,且自相关性随距离增大而不断减弱,其门槛尺度约为900 km;在这一范围内,PM_(2.5)空间集聚效应较为明显。就时间特征而言,冬季PM_(2.5)浓度相对较高,春秋两季次之,夏季空气质量最好;各地区浓度分布在年初相对离散,后有所趋同。此外,PM_(2.5)与其他类型的大气污染物(如SO2、NO2、O3)浓度两两之间均存在着显著的正相关性,暗示大气污染物从原发污染演变为二次污染,形成恶性循环。空间回归分析结果表明,PM_(2.5)污染随经济发展水平的提高呈现先上升后下降的趋势,在一定程度上支持了"环境库兹涅兹曲线"假说;且人口密度、公共交通运输强度均在不同程度上导致长江经济带PM_(2.5)浓度的升高。最后,从区域性联防联控、不同类型大气污染物协同治理、促进经济发展方式转型等方面为长江经济带的大气环境治理提出切实可行的政策建议。     

南京某城市污水二级处理系统中酞酸酯类的分布及去除特征

以南京某城市污水厂污水和污泥中的酞酸酯类（PAEs）为研究对象,分别采用固相萃取-气相色谱-质谱联用（SPE—Gc．Ms）和超声提取．气相色谱．质谱联用（USE—GC—Ms）检测其中的优先控制污染物邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）和邻苯二甲酸单（2-乙基己基）酯（MEHP）,研究其在厌氧／好氧（A／O）污泥处理过程中的分布特征及降解规律。研究结果表明,各类PAEs在该污水厂的污水和污泥中均有检出,二级处理出水中4种酞酸酯类物质的浓度在0．151—2．419μg／L。污水中4种酞酸酯的分布规律为MEHP〉DBP〉DMP〉DEP,污泥中4种酞酸酯的分布规律为MEHP〉DBP〉DEP〉DMP。该污水厂二级处理工艺对4种PAEs的去除效果较明显,去除效率DBP〉DEP〉DMP〉MEHP．     

南京某城市污水二级处理系统中酞酸酯类的分布及去除特征简

以南京某城市污水厂污水和污泥中的酞酸酯类（PAEs）为研究对象,分别采用固相萃取-气相色谱-质谱联用（SPE-GC-MS）和超声提取-气相色谱-质谱联用（USE-GC-MS）检测其中的优先控制污染物邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）和邻苯二甲酸单（2-乙基己基）酯（MEHP）,研究其在厌氧/好氧（A/O）污泥处理过程中的分布特征及降解规律。研究结果表明,各类PAEs在该污水厂的污水和污泥中均有检出,二级处理出水中4种酞酸酯类物质的浓度在0.151~2.419 μg/L。污水中4种酞酸酯的分布规律为MEHP>DBP>DMP>DEP,污泥中4种酞酸酯的分布规律为MEHP>DBP>DEP>DMP。该污水厂二级处理工艺对4种PAEs的去除效果较明显,去除效率DBP>DEP>DMP>MEHP。     

水体浊度对马来眼子菜和菹草生长的影响

研究了不同浊度(30、60和90 NTU)水体中,马来眼子菜及菹草的生长发育状况,并用水下饱和脉冲叶绿素荧光仪(Diving-PAM)测定其叶片荧光参数指标。结果表明,不同的浊度对马来眼子菜的叶片数及株高无显著影响,而对菹草的叶片数及株高生长速率有一定的影响。30 d胁迫下,浊度组马来眼子菜的最大光化学量子产量(maximum quantum yield,Fv/Fm)、光化学淬灭系数(photochemical quenching,q P)、非光化学淬灭系数(non-photochemical quenching,q N)、相对光合电子传递速率(electron transport rate,ETR)与对照组差异不显著(p>0.05),表明马来眼子菜对浑浊水体有较强的耐受能力;实验结束时,高浊度组(90 NTU)中,菹草Fv/Fm、q P、q N、ETR与对照组达到极显著差异(p<0.01),其余浊度组也相应受到影响,说明菹草的光系统II(PSII)受到破坏。该研究的成果可为沉水植物恢复研究与实践提供技术支撑。     

电渗透脱水对污泥热干燥特性的影响

以污水厂机械脱水后的污泥作为研究对象,提出了采用电渗透-热干燥结合进行深度脱水的方法。通过对原泥以及电渗透脱水至不同含水率(67%、71%和76%)的污泥在热干燥过程中含水率和干燥速率的测定,分析电渗透脱水对污泥热干燥特性的改善规律。结果表明,经电渗透脱水至含水率为67%和71%的污泥在热干燥过程中的传热传质速率及干燥速率有明显提高,且干燥温度越高,电渗透后污泥的干燥速率与原泥的干燥速率差距越大。相同电压梯度及相同温度下电渗透至67%后进行热干燥耗能最少。实际应用中应结合能耗分析选择合适的电渗透程度及干燥温度,以达到最优效果。     

Assessment of imidacloprid toxicity on reproductive organ system of adult male rats

In the current study it was aimed to investigate the toxicity of low doses of imidacloprid (IMI) on the reproductive organ systems of adult male rats. The treatment groups received 0.5 (IMI-0.5), 2 (IMI-2) or 8 mg IMI/kg body weight by oral gavage (IMI-8) for three months. The deterioration in sperm motility in IMI-8 group and epidydimal sperm concentration in IMI-2 and IMI-8 groups and abnormality in sperm morphology in IMI-8 were significant. The levels of testosterone (T) and GSH decreased significantly in group IMI-8 compared to the control group. Upon treatment with IMI, apoptotic index increased significantly only in germ cells of the seminiferous tubules of IMI-8 group when compared to control. Fragmentation was striking in the seminal DNA from the IMI-8 group, but it was much less obvious in the IMI-2 one. IMI exposure resulted in elevation of all fatty acids analyzed, but the increases were significant only in stearic, oleic, linoleic and arachidonic acids. The ratios of 20:4/20:3 and 20:4/18:2 were decreased and 16:1n-9/16:0 ratio was increased. In conclusion, the present animal experiments revealed that the treatment with IMI at NOAEL dose-levels caused deterioration in sperm parameters, decreased T level, increased apoptosis of germ cells, seminal DNA fragmentation, the depletion of antioxidants and change in disturbance of fatty acid composition. All these changes indicate the suppression of testicular function.     

高压实新疆阿尔泰膨润土微观结构随吸力变化特征

采用压汞法(MIP)和扫描电镜(SEM)法,在自由和侧限状态下,试验研究了高压实新疆阿尔泰膨润土在不同吸力条件下的微观结构变化特征。吸力的控制采用了气相法和渗析(液相)法。研究结果表明:(1)低吸力范围内,自由膨胀和侧限条件下的高压实膨润土土水特征存在明显差异;(2)膨润土在自由和侧限状态下的水化过程中呈现出了截然不同的微结构变化特征。自由膨胀条件下,土的吸水膨胀量主要来自土中大孔隙的逐渐膨胀。侧限状态下,随着控制吸力的降低,膨润土的大孔隙逐渐被压缩,较小孔隙的数量不断增加,土中孔隙分布变得更加均匀。     

三级生物接触氧化除油生化池的生物膜特性

将生物接触氧化技术用于油田稠油污水的处理,在三级串联运行的生物接触氧化池中,生物膜特性主要由生物膜上原油成分决定。在沿水流方向上,生物膜上易降解原油组分含量降低,难降解组分含量上升,第一级生化池中的生物膜厚度和优势菌种数量明显超过第二级和第三级,藻类主要生长在一级生化池的后部和二、三级生化池中的生物膜上,原生动物出现在二级和三级生化池生物膜上,而后生动物只出现在三级生化池生物膜上。