生物扰动下水/沉积物体系中pH,DO和p_(CO_2)的变化规律

利用平面光极技术,制备pH、溶解氧(DO)和CO_2分压(p_(CO_2))荧光传感膜,构建集3种膜于一体的水/沉积物模拟体系,并研究颤蚓扰动作用下体系中pH,DO,p_(CO_2)的二维分布与协同变化规律.结果表明:无生物扰动体系中上覆水和沉积物各参数变化较小;存在颤蚓扰动体系中各参数随时间变化均较显著,随着扰动时间延长,体系中pH,DO,p_(CO_2)呈均一化趋势;在有生物扰动的体系中,3个参数间存在一定的协同变化趋势并相互影响.     

p_(CO_2)平面光极在生物扰动存在下水/沉积物体系中的应用

用内层包埋、外层覆盖的方法制备一种基于TOA+PTS4-离子对的pCO2平面荧光传感膜,并将该传感膜制备的pCO2平面光极系统应用于生物扰动存在的水/沉积物体系,通过连续监测体系垂直剖面pCO2的分布及变化,可得水/沉积物体系中pCO2的原位二维时空分布图.结果表明:在生物扰动作用下,体系中底层上覆水pCO2的变化较大,先上升后逐渐稳定;沉积物表层的pCO2边界扩散层逐渐消失,中层沉积物中pCO2基本不变,深层沉积物中pCO2先增大后逐渐稳定.体系中pCO2的变化是一个复杂的多维变化,涉及CO2产生和消耗的动态过程,是物理混合、颤蚓生命活动及有机质矿化等多种机制综合作用的结果.     

基于平面光极技术研究颤蚓生物扰动对水中Cd2+向沉积物迁移的影响

制备了一种能够选择性识别Cd~(2+)的平面传感膜;该膜具有响应速度快(20 s)、准确性高及稳定性好等特点。利用该传感膜制备的Cd~(2+)平面光极系统,应用于生物扰动存在的水/沉积物体系中,根据体系垂直剖面Cd~(2+)的分布及迁移情况,研究颤蚓生物扰动对上覆水中Cd~(2+)向沉积物迁移的影响。研究发现:制备的Cd~(2+)平面光极系统可以反映出上覆水中Cd~(2+)向沉积物迁移的过程。无生物扰动时,沉积物仅表层及水/沉积物界面下2 cm深度范围内第1~3 d的Cd~(2+)浓度略有升高,随后趋于稳定;深度超过2 cm的沉积物Cd~(2+)浓度几乎不变(同背景浓度)。有生物扰动时,深度约5 cm范围内的沉积物中Cd~(2+)浓度显著增加,深度越浅的沉积物中的Cd~(2+)浓度增加越快,深度超过5 cm的沉积物中Cd~(2+)浓度基本不变。与无生物相比,颤蚓扰动可以显著促进Cd~(2+)由上覆水中向沉积物的迁移。     

颤蚓及其生物扰动对表层沉积物微环境pH和溶解氧的影响

以颤蚓为扰动生物,通过室内模拟实验,借助微电极研究颤蚓孔穴附近沉积物微环境pH和溶解氧(DO)的高分辨率分布及变化规律.结果表明:沉积物的pH值随扰动时间延长先升高后降低,颤蚓扰动对pH值的降低有抑制作用;当扰动时间相同时,颤蚓使沉积物表面的pH值以颤蚓孔穴为中心出现下降(最多达0.3pH单位),该下降作用可影响孔穴周围半径1mm的范围;无生物体系中的水-沉积物界面附近DO值随时间延长逐渐降低,但颤蚓的扰动作用使孔穴附近沉积物表面的DO值在水平方向上升高(可升高9.2~17.0μmol/L),并增加DO的渗透深度,使最大渗透深度从3mm增加到5mm.因此,沉积物中的颤蚓可通过改变沉积物微环境pH和DO的分布特征,进而影响水-沉积物界面附近污染物的环境行为.     

颤蚓及其生物扰动对表层沉积物微环

以颤蚓为扰动生物, 通过室内模拟实验, 借助微电极研究颤蚓孔穴附近沉积物微环境pH和溶解氧(DO)的高分辨率分布及变化规律. 结果表明: 沉积物的pH值随扰动时间延长先升高后降低, 颤蚓扰动对pH值的降低有抑制作用; 当扰动时间相同时, 颤蚓使沉积物表面的pH值以颤蚓孔穴为中心出现下降（最多达0.3 pH单位）, 该下降
作用可影响孔穴周围半径1 mm的范围; 无生物体系中的水 沉积物界面附近DO值随时间延长逐渐降低, 但颤蚓的扰动作用使孔穴附近沉积物表面的DO值在水平方向上升高（可升高9.2~17.0 μmol/L）, 并增加DO的渗透深度, 使最大渗透深度从3 mm增加到5 mm. 因此, 沉积物中的颤蚓可通过改变沉积物微环境pH和DO的分布特征, 进而影响水 沉积物界面附近污染物的环境行为.     

摇蚊幼虫扰动对沉积物-水微界面氧化还原特征的影响

生物扰动是影响沉积物-水微界面反应的重要因素,为了明确生物扰动作用对沉积物-水微界面氧化还原特征的影响机制,从环境微界面角度出发,以摇蚊幼虫为例,借助高分辨率的微电极系统解析沉积物-水微界面O_2、p H、氧化还原电位(Eh)的垂向分布特征。结果表明,摇蚊幼虫的生物扰动作用显著增加了沉积物-水微界面处的溶解氧浓度;降低了上覆水的p H值,提高了沉积物的p H值,且上覆水p H时空变化较大,沉积物p H值变化较小;廊道里O_2增加,使Eh值也相应地提高,而没有生物扰动到的地方Eh值偏低。摇蚊幼虫通过呼吸和摄食作用将富含氧气的上覆水引进廊道,充入的氧气改变了微界面的氧化还原条件。     

室内模拟研究颤蚓扰动对污染沉积物中镉形态分布的影响

通过室内模拟颤蚓在镉污染湖泊沉积物中的生物扰动, 采用Tessier连续萃取法对生物扰动后不同深度沉积物中的镉进行形态分析. 通过研究颤蚓扰动对沉积物不同深度的氧化还原电位及上覆水pH值的影响, 进一步分析其对沉积物中镉形态分布的影响. 结果表明, 颤蚓扰动可以改变其活动区域内沉积物的微环境（如pH值、 氧化还原电位等）, 进而对沉积物中镉的主要存在形态产生影响; 颤蚓扰动可提高镉从沉积物内部微孔向溶液中扩散的速率, 进而提高沉积物中镉的纵向迁移能力, 促进镉从铁锰氧化物结合态向可交换态的转移; 颤蚓扰动还能增加沉积物表层碳酸盐结合态及可交换态镉的质量比, 影响水/沉积物界面镉的交换; 有机/硫化物结合态及残渣态镉的质量比较低, 受颤蚓生物扰动影响不显著.     

颤蚓生物扰动对Cu和Cd从上覆水向沉积物迁移的影响

通过实验室模拟沉积物/水体系中颤蚓的生物扰动过程,研究颤蚓密度和上覆水pH对颤蚓生物扰动效应及其对Cu和Cd向沉积物迁移速率的影响.实验结果表明:颤蚓扰动作用可显著提高Cu和Cd向沉积物迁移的速率,且Cu受影响的作用大于Cd;随着颤蚓密度的增加,Cu和Cd的迁移速率均增大;酸碱胁迫均可促进生物扰动,碱性条件下生物扰动作用更显著;生物扰动促进的物质交换作用可显著增强实验体系对酸碱的缓冲能力,使体系pH趋于中性、均一;Cu和Cd的迁移速率同时受体系pH和扰动强度的影响,总体随上覆水pH值的增大而增加;生物扰动对Cd迁移的促进作用更大.     

基于氧猝灭原理的淡水BOD微生物传感器

本研究使用溶胶-凝胶法固定二高氯酸4,7-二苯基-1,10-邻菲咯啉钌[Ru(dpp)3(ClO4)2]作为氧敏感材料,采用溶胶-凝胶杂化聚乙烯醇(PVA)法包埋枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌制得测量淡水样品的BOD微生物传感膜.在此基础上,考察了传感膜的响应时间、线性、稳定性以及温度、pH的影响,结果表明制得的BOD微生物传感器在2～30 mg/L范围内具有良好的线性和重现性.实验还初步尝试使用自制的BOD微生物传感器对地表水样品BOD进行检测.     

生物扰动对沉积物侵蚀和沉积的影响

海洋沉积物的侵蚀和沉积过程对海底地形地貌具有重要的作用,侵蚀和沉积速率的相对比值不仅影响沉积层的稳态过程,还能改变沉积层的理化属性。侵蚀和沉积过程涉及因素复杂,不仅包括物理因素(海流、潮汐、沉积物性质)、化学因素(浑浊度、间隙水的离子组成),还包括生物因素(海草、海藻的丰度以及生物扰动作用)。生物扰动是海洋生态学重要的研究内容之一,是水层-底栖界面的耦合过程中的关键生物影响因子。自20世纪50年代以来,生物扰动逐步得到重视,尤其是在水层-底栖界面耦合过程中的作用,并逐步由定性研究过渡到定量研究,进入室内生态模拟、现场测试和构建模型相结合的阶段。但生物扰动对沉积物侵蚀和沉积的影响研究起步相对较晚,10余年前才开始得到较多关注。本文综述生物扰动对沉积物侵蚀和沉积的影响,包括目前研究状况,常用的研究材料和方法以及研究热点,为今后深入研究关键生物种群的生物扰动对沉积物侵蚀的影响以及地形地貌的形成提供参考。     

梯级生态浮床系统处理黑臭河水除磷性能研究

以上海市某黑臭河道为处理对象,通过模拟天然水体中水生植物的分布,构建逐级下沉式梯级浮床系统(Staged Floating Treatment Wetlands,SFTWs),分析温度、植物种类、pH值和溶解氧(DO)等因素对浮床系统的除磷性能的影响.结果表明,浮床系统的除磷率受温度变化较为明显,一定温度范围内两者呈正...     

改进SPRINT算法及其在分布式环境下的研究

通过引入一种动态数据结构, 解决了SPRINT算法使用多个属性列表存储数据、 占用过多系统资源、 需创建哈希表对属性列表进行分割以及节点分割处理相对复杂的问题, 并探讨了改进算法在分布式环境下的工作过程. 实验结果表明, 改进的算法减少了属性列表占用的存储空间以及分割节点操作所需的时间.     

用催化湿式过氧化氢氧化法降解间硝基苯磺酸钠的影响因素

采用催化湿式过氧化氢氧化法（CWPO）对间硝基苯磺酸钠溶液进行降解, 比较了不同的催化剂（Co/Bi, Mn/Ce, Cu/Mn/Ce, Cu(NO₃)₂, 活性炭）和氧化剂（过氧化氢和氧气）对间硝基苯磺酸钠的降解效率, 并研究了催化剂用量、 初始氧分压、 间硝基苯磺酸钠浓度、 过氧化氢用量、 反应温度对去除效率的影响. 结果表明, 以Cu(NO₃)₂为催化剂的CWPO法对间硝基苯磺酸钠具有较理想的降解效果, 反应温度、 过氧化氢用量和间硝基苯磺酸钠的浓度对降解反应具有显著的影响, 氧气和催化剂的加入能提高反应效率, 此外, 升温过程也对CWPO降解间硝基苯磺酸钠有较大影响.     

西双版纳橡胶林生态经济价值初探

应用市场价值评估法和影子工程法和替代成本法等方法对西双版纳橡胶林生态经济价值进行评估.结果表明：西双版纳橡胶林单位面积生态经济价值为38 107元/(hm2·a)，2005年该地区橡胶林生态经济价值为49.54亿元，约为该地区当年GDP的62.86％，经济价值与生态价值比值为1.14∶1；各服务类型价值大小顺序为固碳释氧>橡胶>林副产品>有机物生产>涵养水源>养分循环 >土壤保护，其中固碳释养为14 900元/(hm2·a)，养分循环为85元/(hm2·a).     

上转换材料NaYF4∶Er3+,Yb3+纳米晶的制备

采用溶胶 凝胶法合成NaYF₄∶Er³⁺,Yb³⁺纳米晶. 在980 nm红外激光照射下, 肉眼可观察到明亮的上转换发光; X射线粉末衍射（XRD）结果表明, 该纳米晶属于立方晶体结构; 透射电镜（TEM）照片显示, 晶粒为圆球形, 分散性好, 平均尺寸为70 nm, 符合生物标记过程中对材料的要求. 用荧光光谱仪记录了该上转换光谱, 并对发光机理进行了探讨.     

摇蚊幼虫生物扰动对富营养化湖泊内源磷释放的影响

利用高分辨率的薄膜扩散梯度技术(Diffusive Gradients in Thin Films,DGT)和微电极技术,从微界面的角度研究了摇蚊扰动对沉积物中溶解氧(DO)、活性磷(Labile P)、活性铁(Labile Fe)及Labile P扩散通量的影响。研究发现摇蚊幼虫扰动增加了沉积物中溶解氧的渗透深度,降低了Labile P和Labile Fe的浓度,同时抑制了Labile P向上覆水中的释放。由于Labile P与Labile Fe显著相关(对照组R=0.672,P0.001;摇蚊组R=0.810,P0.001),可知Labile P的变化受DO和Labile Fe控制,即Labile Fe被氧化生成三价Fe(OOH),同时吸附Labile P,使得Labile P和Labile Fe同时降低。     

基于负载均衡的任务调度算法

基于传统任务调度算法,通过在调度过程中增设服务器最佳期望序列及负载均衡指数,采用任务连接数约束服务器选择,解决了传统任务调度算法对于集群负载均衡性能的忽略问题.实验结果表明,该改进算法能达到较高负载均衡度,同时缩短任务完成时间,并提高了集群对于批量级任务的处理能力,从而达到了优化的目的.