柠檬酸改性桔皮对水中甲基蓝的吸附

【目的】探讨柠檬酸改性对桔皮生物吸附剂吸附污染物能力的影响,为桔皮的资源利用提供新途径,为污水净化吸附剂的筛选提供理论依据。【方法】以粗桔皮(OP)为吸附剂原材料,以柠檬酸为改性剂,通过酯化反应制备出了改性桔皮吸附剂——柠檬酸改性桔皮(COP)和碱处理柠檬酸改性桔皮(MOP),以染料甲基蓝(MB)为污染物,采用恒温振荡处理法,考察了吸附剂用量、MB质量浓度、体系pH、温度等因素对OP、COP和MOP吸附MB能力的影响,并对其吸附动力学和热力学进行了探讨。【结果】3种吸附剂对MB的吸附能力与体系pH有关,当pH为2~10时,MOP对MB的吸附能力变化不大,而OP和COP对MB的吸附能力,在pH>6以后才能达到吸附平衡。在相同温度条件下,3种吸附剂的最大吸附量依次表现为MOP>OP>COP;在30℃时,OP、COP和MOP的最大吸附量可达112.45,27.59和189.92 mg/g。3种吸附剂对MB的吸附均可在120 min后达到吸附平衡,吸附动力学过程符合二级反应动力学模型,吸附热力学过程符合Langmuir模型,桔皮吸附剂对MB的吸附为吸热的自发熵增过程。【结论】柠檬酸改性并经碱液浸泡后的桔皮,对MB有良好的吸附能力,是一种具有潜在利用价值的污水处理生物质吸附剂。     

N-苯基-N′-甲基苯基脲的合成及其生物活性研究

【目的】建立N-苯基N′-甲基苯基脲类化合物的合成方法,并分析其生物活性。【方法】在三乙胺存在的条件下,苯胺与氯甲酸甲酯反应生成苯胺基甲酸甲酯,后者不经分离再与过量甲基苯胺反应即可生成N-苯基-N′-甲基苯基脲;采用红外光谱和质谱对目标化合物的结构进行表征,并以丰光萝卜种子为材料,采用萝卜子叶扩张生长法测定其对进细胞分裂的促进活性。【结果】第一步反应回流30 min即可;通过正交试验优化得到第二步反应的条件为:140℃回流3.0 h得N-苯基-N-′(4-甲基苯基)脲,产率为87.4%;152℃回流4.5 h得N-苯基-N-′(2-甲基苯基)脲,产率为81.5%;155℃回流5.5 h得N-苯基-N-′(3-甲基苯基)脲,产率为80.4%。3种化合物的质量浓度为0.01~1.00 mg/L时,均对萝卜子叶的生长有明显的促进作用,其中以1.00 mg/L N-苯基-N-′(3-甲基苯基)脲的活性最高。【结论】氯甲酸甲酯法具有操作方便安全、产率高、后处理简单和"一锅煮"等优点,适于实验室和工业生产使用。3个甲基取代的二苯基脲类化合物均可较好地促进萝卜子叶的扩张,其活性按间位、对位和邻位依次递减。     

疏水改性淀粉的制备及其性能研究

【目的】提出一种制备疏水改性淀粉的新方法,为淀粉的进一步开发和综合利用提供理论依据。【方法】以玉米淀粉为原料,用高锰酸钾作氧化剂,制得氧化淀粉;通过离子交换反应,用溴化十六烷基三甲铵(CTMAB)对氧化淀粉进行疏水改性;研究了疏水改性淀粉对苯酚的吸附特性。【结果】氧化淀粉与CTMAB的离子交换反应符合一级反应。疏水改性淀粉的黏度随改性时间的延长呈先缓慢增加后急剧上升最后趋于稳定的变化趋势,说明交换量小时发生了分子内疏水性缔合作用,交换量大时发生了分子间疏水性缔合作用。与玉米淀粉和氧化淀粉相比,疏水改性淀粉的透光率明显下降,说明氧化淀粉疏水改性后分子变大。疏水改性淀粉对苯酚的吸附量随着CTMAB离子交换量的增加而增大,交换反应8 h时吸附量最大,表明分子间缔合增加了改性淀粉的疏水性,并相应地增加了其对有机物的吸附能力。【结论】获得了制备疏水改性淀粉的新方法,用该方法制备的疏水改性淀粉对水体中的有机污染物具有一定的吸附能力。     

不同C/N污泥堆肥温度的空间变化特征

【目的】为污泥堆肥工业化处理提供参考。【方法】以杨凌城市污水处理厂污泥为原料,以锯末为调理剂,研究起始C/N分别为25和7.13的2种污泥在堆肥化处理过程中,堆体温度的空间变化特征。【结果】在同一起始C/N堆料内,堆体上、下层温度呈同时升高、同时降低的变化趋势;不同起始C/N堆体温度的波动变化、达到最高温度的时间、高温持续时间、进入低温腐熟期的时间及下层堆体所能达到的温度范围均不同。不同起始C/N堆料在3个发酵时期(升温期、高温期、降温期)中的温度变化存在差异,在C/N为25的堆料中,高温区分布均呈凹型,分布区域随堆肥时间的延长向上推移,最凹点由升温期时距发酵仓底0.47 m处提升到降温期时的0.66 m处;鼓风近点温度比鼓风水平远点的温度高1~4℃;在C/N为7.13的堆料中,3个发酵时期中的高温区域分布形状不同:升温期的高温区呈倾斜的凸型分布,高温期发酵仓不同部位均处于高温状态,降温期的高温区呈凹型分布,最凹点在距发酵仓底0.50 m处。【结论】在强制通风静态垛发酵仓中,2种不同起始C/N污泥堆体温度空间分布及变化存在明显差异。     

杨陵区交通干道噪声污染分析研究

对杨陵区交通干道进行车流量和噪声的实地监测,结果表明,区内交通干道平均等效A声级Leq=67.7 dB,符合国家标准.3条典型路段车流量和交通噪声线性相关性有差异,相关系数分别为r=0.75、r=0.92和r=0.41;车流量和交通噪声的变化时间规律性明显.交通干道低频噪声污染严重,已超过65 dB.     

火地塘林区森林群落生物多样性的熵值分析

分别用Boltzmann统计热力学熵、Shannon信息熵、联合熵分析了秦岭南坡火地塘林区几个样地的熵值。结果表明,在无过度人为干扰情况下,熵值随海拔升高而递减。熵值不仅可作为物种多样性、丰富度的评价指标,而且可以说明系统的稳定性及演替方向。     

多源数据对林分动态预测的影响及不确定性分析

【目的】比较多源数据对林分动态预测的影响,分析模型参数与预测不确定性的变化规律,从准确性和可靠性角度对模型进行评估,获取改进模型的数据需求,为森林调查中的数据收集策略提供建议。【方法】收集秦岭油松林3期调查(1990、2005和2012年)和4种信息类型(临时样地、固定样地、解析木和多源数据)建模数据,设计一组数据信息要求较低的可变密度全林模型,基于贝叶斯信息动态融合框架,分析传统森林调查数据与生长收获模型的关系。利用MCMC抽样技术获得的参数联合后验分布对森林动态模拟的不确定性进行量化:一方面比较相同类型的多期森林调查数据不断对模型进行训练后,模型在参数与预测中的概率分布变化过程;另一方面比较分别采用4种数据类型对模型预测产生的影响。数据与模型更新循环过程以先验信息和后验信息不断相互转化的方法实现,即前一次拟合得到的参数联合后验分布作为下一期数据加入时的先验。不同数据类型整合根据数据自身抽样和观测误差所设计的独立似然结构实现。为避免粗糙数据或异常值对模型产生的影响,描述误差分布的似然函数采用重尾正态分布。观测误差的异方差特性通过迭代中自动调整似然函数的方差控制。【结果】随着新一期调查数据加入,模型参数的边际或联合分布不断发生变化,但概率分布峰度总是逐渐升高,即参数不确定性逐步下降,从而降低林分预测的不确定性。与基于1990年调查数据的模型相比,经过2005和2012年数据校正后模型在成过熟林阶段的不确定性下降最为明显,同时树高生长极大值的参数也更高。不同数据类型在模型预测中的差异反映出不同调查方法本身的缺陷和优势,解析木数据倾向于在成过熟林阶段预测出更高的树高生长;固定样地和临时样地数据在林分平均高和平均胸径模拟中表现相似,但由于抽样方法和数据量等因素区别,导致其在林分断面积模拟中呈现明显差异。基于循环更新或多源数据的模型呈现出最稳定的预测结果。【结论】在生长收获模型构建中,不同类型森林调查数据会产生不同预测结果,不同数据信息特性也会对预测的不确定性产生规律性影响。以概率分布呈现信息的贝叶斯方法,既可反映模型的精准程度,又能解释数据信息中存在的缺陷。本研究以全林模型更新为例,展示了该方法不断循环、更新、融合的数据-模型逻辑框架,是架构生长收获模型与数据桥梁的有力工具。     

利用经验-过程混合建模方法优化华山松过程模型的参数

【目的】以基于碳平衡的过程模型CROBAS为例,提出一种结合经验模型与过程模型的混合建模方法,优化华山松过程模型CROBAS-PA的参数,探索在建模数据不足情况下预估复杂过程模型参数的有效途径。【方法】参数优化模型的目标函数设为过程模型CROBAS-PA与经验模型QUASSI 1.0在树高和生物量预测上的离差,优化模型的决策变量选取过程模型中10个随气候和树种调整的参数(树冠树叶分形维数、消光系数、比叶面积、最大光合速率、树叶衰老率、叶表面积密度、自然整枝参数、树枝边材率、树干边材衰老率和树枝边材衰老率),约束条件为过程模型参数的可行域。选用差分演化算法,采用Sobol一阶灵敏度和全局灵敏度系数进行参数敏感性分析与评估,利用平均误差(ME)、平均绝对误差(MAE)和平均相对误差(MRE)进行模型检验。【结果】经参数优化后的华山松过程模型CROBAS-PA的有效预测时间可达20年,树高和胸径预测值平均绝对误差分别小于1.03 m和1.19 cm,平均相对误差分别低于5.59%和2.59%。灵敏度分析显示,最大光合速率、比叶面积、消光系数、树冠树叶分形维数对树高和胸径的生长变化有明显影响,而叶表面积密度对胸径和树高的生长变化影响较小。【结论】经参数优化后的华山松过程模型CROBAS-PA可以较准确预测华山松的树高和胸径生长以及林木各器官中的碳分配,基于经验-过程混合建模方法在复杂过程模型参数预估中具有一定应用潜力。     

花椒叶黄酮含量的变化及其与气象因子的关系研究

采用超声波辅助提取法和紫外分光光度法分析测定了狮子头、美凤椒、秦安1号花椒叶片5-9月总黄酮含量。结果表明,不同品种的花椒叶片总黄酮含量存在差异（P＜0.05）,表现出狮子头＞美凤椒＞秦安1号。花椒叶总黄酮存在显著的季节变化和年际变化（P＜0.05）。在生长季,6-8月总黄酮含量较高,狮子头、美凤椒和秦安1号平均含量分别为18.02、15.35、12.06 mg·g^-1。同时,花椒叶总黄酮含量与日照百分率、降水量和空气湿度相关显著（P＜0.05）,与当月的日照百分率呈负相关,与上月的降水量和当月的空气湿度呈正相关。     

硒胁迫对紫花苜蓿硒积累及矿质元素吸收的效应

为了探讨硒胁迫对紫花苜蓿硒积累及对其他矿质元素吸收的影响。以3种苜蓿阿尔冈金、大叶苜蓿、维多利亚为试材,采用土培试验方法,研究了硒胁迫对紫花苜蓿不同组织的生物量、转运系数、耐性指数、硒积累量、硒含量和矿质元素含量的影响及紫花苜蓿对硒的积累能力。结果表明:施以100μmol/L硒时,硒处理显著提高了3个品种苜蓿根、茎、叶片的硒含量、耐性指数、硒积累量和K、P、Ca、Mg元素的吸收,当硒浓度为900μmol/L时,则降低了阿尔冈金和维多利亚不同器官生物量及大叶苜蓿根的生物量积累,且降低了阿尔冈金和维多利亚不同器官及大叶苜蓿根和茎对Zn吸收积累量。不同品种间相比较,大叶苜蓿生物量、硒积累量和K、P、Mg元素吸收显著高于其他2个苜蓿,且差异显著。综合评价表明,大叶苜蓿对矿质元素和Se有较好的吸收和富集能力。