氧缺位对金红石型TiO2电子结构和血液相容性影响的理论计算与实验研究

从理论计算和实验验证两方面进行了氧缺位金红石型TiO_2-x薄膜的电子结构和血液相容性关系的研究. 基于局域密度泛函理论, 采用第一性原理方法计算了不同氧缺位浓度下金红石型TiO_2-x的电子结构. 计算结果表明, 在现实可行的氧缺位浓度范围内(小于或等于10%), 随着氧缺位浓度的增加, TiO₂的禁带宽度增大, 氧化钛的半导体类型由p型向n型转变. 不同氧缺位浓度下TiO₂的价带顶主要由O的2p轨道贡献, 导带底主要由Ti的3d轨道贡献. 氧缺位浓度的提高导致了 TiO₂导带底电子态密度的增加. 当材料与血液接触时, 氧缺位TiO_2-x薄膜的n型半导体和电子态占据导带底特征可抑制血液中纤维蛋白原向材料表面传递电荷, 进而抑制血小板的聚集和活化, 从而提高了金红石型TiO_2-x薄膜的血液相容性.     

黔中地区近地面空气210Pb的高浓度U型分布特征

认识²¹⁰Pb的空气浓度变化对湖泊沉积和流域侵蚀示踪, 对污染物全球扩散模型的建立和验证, 以及对生态系统受天然辐照的评价等多领域都是关键的环节. 基于云贵高原特殊的环境背景、沉积作用和大气模拟研究的前期进展, 自2001年12月20日起, 利用500 NE 型气溶胶采样器, 连续2年逐周在贵阳观风山采集近地面空气滤膜样品. 通过中国和美国两个实验室对²¹⁰Pb浓度的γ-能谱同步系统观测表明, 月均浓度呈现出规则的“U”型年分布; 冬季为高值期, 春末和夏季为低值期; 年均浓度2.77±0.63 mBq·m^-3, 为全球若干站点中最高平均浓度值的近4倍. 影响黔中地区空气²¹⁰Pb物质来源的可能因素有: 土壤中较高U-Ra系的²²²Rn释放; 碳酸盐岩溶蚀作用; 煤、磷资源开发、加工和利用的影响. 制约黔中地区空气²¹⁰Pb高浓度和U型年分布特征的重要因素在于²²²Rn的析出. ²¹⁰Pb月均浓度随降水量呈现良好的幂函数关系, 并随气温呈现良好的分组线性关系. 其中: No.1组(6~11月)反映了较高温度季节土壤²²²Rn 的相对低释放; No.2组(12~5月)映射了较低温度季节土壤²²²Rn 的相对高析出. 以降水和气温均权影响模拟计算获得的²¹⁰Pb月均浓度与实测值之间具有很好的一致性, 反映出黔中地区近地面空气²¹⁰Pb浓度呈现出规则的“U”型年分布特征主要由区域性的降水和气温制约; 同时还说明其年内气温和降水的变幅制约着²¹⁰Pb月均浓度的高值与低值之比. 在月时间尺度下, 降水量和气温作为影响土壤(岩石)中²²²Rn析出的主要因素, 获得了很好的映证.     

洱海沉积物顶部铅的同位素特征和再迁移作用

过去20年的一些环境调查认为,由于铅的局地或全球污染,湖泊沉积物顶部几厘米范围内出现铅蓄积浓度的增高。但是并不清楚这种现象是否与早期成岩化学过程有联系。洱海是滇西高原—深水断陷湖,该湖汇水区域人为活动以农业为主,受人为直接污染影响相对     

云贵高原深水湖库环境过程及水源保护途径

认识云贵高原的环境变化在局地、区域和全球三个层面上具有重要意义。不同湖泊沉积物—水界面的生物地球化学过程具有重要差别,因而其水源保护途径也不尽相同。a. 贵州阿哈湖汇水区煤矿开采导致Fe—Mn在沉积物中积累并产生季节性二次污染。缺氧季节硫酸盐还原作用上移至沉积物顶部,导致界面亚扩散层对Fe2+的屏蔽,Fe—Mn循环受沉积物—水地质界面和氧化—还原化学界面的双重控制。控制Fe—Mn释放和降低入湖通量、选取优质水区和清淤处理是污染控制的有效途径。b.1994年秋贵州百花湖出现“突发性”水质恶化,剖析相互关联水质指标表明：“湖泊黑潮”是特定季节、特殊气候条件下,沉积有机质生物氧化作用的耦合;脱氮过程受阻的pH控制导致亚硝酸根浓度增高。随着水体耗氧—复氧平衡、水流输送及天气好转,水质可望在一段时期内复苏。后期观测表明了水质的好转。c.云南洱海沉积物平均堆积速率为0.047 g ·cm-2 ·a-1;沉积物顶部几厘米Pb稳定同位素组成表明其铅来源稳定;沉积有机质主要为陆源,早期成岩过程Corg垂直剖面具“沉降—降解—堆积”三阶段分布。近460年间,δ13Corg小幅度频繁波动及δ13Cinorg和δ18Oinorg同步降低的总趋势表明汇水区人为活动的明显影响。控制陆源有机质的输入通量是保护洱海的基本策略。d.云南程海是一个湖水离子总浓度接近盐湖下限的中度富营养湖泊。沉积物Horg/Corg和Corg/Norg原子比率表明其有机质主要源于内生浮游藻类残骸;沉积记录中210Pbex与Corg的沉积通量显示出良好的同步关系。特别是二者同步增大时段表明：210Pbex沉积通量增加指示湖泊初级生产力增大,这种微粒清洗效应反映了湖泊自然作用对富营养演化的调控作用。     

瓦里关山近地面气溶胶中7Be和210Pb的观测及其对臭氧浓度变化的示踪

2002年10月到2004年1月在青海省瓦里关山全球大气本底观象台开展了以周频次的近地面气溶胶中同位素⁷Be和²¹⁰Pb比活度采样分析, 并与同期近地面臭氧浓度的变化进行比较. 研究表明: 瓦里关山地区⁷Be和²¹⁰Pb比活度具有天气时间尺度的短期振荡特征, ²¹⁰Pb在夏季有明显的低值而7Be的季节性特征并不是很明显, 与全球其他高山站点已测的结果相比, 瓦里关地区⁷Be, ²¹⁰Pb比活度值高; 近地面臭氧与⁷Be比活度的变化趋势一致, 臭氧与⁷Be/²¹⁰Pb之间比臭氧与⁷Be之间有更高的相关性. 从同位素测定可以看出, 垂直输送对该地区近地面臭氧的收支平衡有显著的贡献.