淡水环境中可溶有机质研究进展

论述了淡水环境中可溶有机质(DOM)在分离与分析方法、来源与特征,以及环境意义等方面的研究进展。指出了在分离方法上,从XAD树脂分离到反渗透膜分离已经发展出各种分离技术;在分析方法上,现代波谱分析技术得到了广泛应用。DOM是由在来源、年龄、存在状态、后生改造等方面存在巨大差异的不同有机质混合构成的,因而呈现出十分复杂的非均质结构。DOM通过其自身的生物可利用性、改变有机污染物和重金属的生物可利用性及其耗氧能力影响环境质量,而且其自身的一些地球化学特征也能用来反映环境的变化特点。最后简述了湿地淡水环境中DOM的研究趋势和展望。     

过饱和溶氧对大菱鲆生长及消化酶的影响

探讨工程化养殖中过饱和溶氧对大菱鲆生长的影响,通过充入液态氧与空气,使试验水体的溶氧分别达到过饱和溶氧水平(12±1)mg/L和(14±1)mg/L,正常溶氧水平(7.0±0.5)mg/L.结果显示,过饱和溶氧组的大菱鲆生长速度及饵料利用率明显高于正常溶氧组(p<0.05),而在过饱和溶氧条件下与正常溶氧条件下大菱鲆的丰满度无显著差异(P>0.05).对大菱鲆胃、肠道消化酶、脂肪酶与淀粉酶的分析发现,大菱鲆胃蛋白酶活性在过饱和溶氧条件下较正常溶氧有明显提高(p<0.05),而脂肪酶与淀粉酶的酶活力未得到显著性提高(p>0.05).     

浅谈工业锅炉给水除氧

阐述了工业锅炉给水除氧的原理,并对常用的热力除氧、真空除氧、解吸除氧等技术进行了分析。     

基于BiLSTM-GRU融合网络的稻虾养殖溶解氧含量预测

在稻虾养殖模式中溶解氧含量(浓度)是养殖水体的重要指标之一,其直接影响小龙虾的摄食量和新陈代谢,因此在养殖过程中精准预测溶解氧含量至关重要。针对稻虾养殖中溶解氧含量变化复杂,难以快速准确预测的问题,提出了BiLSTM-GRU融合神经网络预测模型。为了保证精准预测,首先对传感器进行了清洗校准,并根据偏移量对历史数据进行了修正。在此基础上构建了基于BiLSTM和GRU的融合神经网络训练模型,BiLSTM提取更多特征因子,GRU实现快速预测,快速准确预测溶解氧含量变化。为了使监测预测性能更优,对不同采样周期下的资源损耗及预测模型性能进行综合对比分析,确定了传感器数据最优采样周期为30 min。进一步与LSTM、GRU、BiLSTM以及BiGRU模型对比,表明本文提出的BiLSTM-GRU融合神经网络模型的预测效果更好,其平均绝对误差、均方根误差和决定系数分别为0.275 9 mg/L、0.616 0 mg/L和0.954 7,比传统的LSTM神经网络模型分别高25.14%、13.25%和2.22%。     

干旱荒漠绿洲区不同土地利用方式对土壤易氧化及溶解性有机碳的影响

【目的】 研究新疆干旱荒漠绿洲区农田改建为果园或果农间作园后对土壤总有机碳、易氧化及溶解性有机碳的影响。【方法】 在阿克苏地区采集小麦地、枣园及枣麦间作园土壤,测定其总有机碳、易氧化及溶解性有机碳含量。【结果】 在0~100 cm土壤剖面上,不同土地利用方式下土壤总有机碳含量的平均值表现为枣园 > 枣麦间作 >小麦,土壤易氧化及溶解性有机碳含量表现为枣麦间作 > 枣园 >小麦。农田改建为果园或果农间作园后,显著提高了土壤总有机碳、易氧化及溶解性有机碳含量(P< 0.05)。易氧化及溶解性有机碳的分配比例则表现为由农田更替为果园后,降低了各土层易氧化有机碳分配比例。农田更替为果农间作园后,降低了0~10 cm和10~20 cm土层的易氧化有机碳分配比例,其余土层表现为增加。溶解性有机碳分配比例大致随土层深度增加呈先减少后增加的变化趋势。不同土地利用方式下,农田、果园和果农间作园的土壤易氧化有机碳、溶解性有机碳含量均与土壤总有机碳含量显著正相关(P< 0.05)。【结论】 新疆干旱荒漠绿洲区农田转化为果园提高了土壤有机碳的稳定性,促进了土壤有机碳的积累,农田转化为果农间作园仅提高了表层0~20 cm土层有机碳的稳定性。     

烤烟油菜轮作及平衡施肥对土壤有机碳含量的影响

为探究烤烟油菜轮作及平衡施肥对土壤有机碳(SOC)含量的影响,通过田间小区试验,采用双因素裂区设计,测定烤烟与3个油菜品种（‘重蓉油1号’、‘德油早1号’和‘GSX-1’）轮作以及平衡施肥（减氮和增磷）下油菜季与烤烟季土壤的总有机碳(TOC)和可溶性有机碳(DOC)含量。结果表明,从油菜移栽初期到收获,SOC含量均有不同程度的上升,上升幅度为7.7%~166.49%;轮作处理的TOC含量和DOC含量相较对照有所增加,且收获期（180天）的TOC含量和DOC含量以‘重蓉油1号’最高,分别为对照处理的1.26和4.78倍。在烤烟整个生育期内,除个别处理外,其他土壤DOC含量呈下降趋势,TOC含量有所增加。此外,就施肥模式而言,减氮处理效果最佳。在烤烟收获期,除‘德油早1号’外,土壤TOC含量均以减氮处理最高,分别为常规施肥处理的1.20、1.44和1.02倍。综上,‘重蓉油1号’油菜与烤烟轮作、减施氮肥时SOC含量较高,是当地较优的种植模式。     

稻秆及稻秆生物炭添加对稻田红壤有机碳组分及CH4和CO2累积排放量的影响

为明确稻秆生物炭添加对稻田红壤有机碳组分及CH₄和CO₂累积排放量的影响过程与机制,本研究以稻田红壤为对象,通过室内培养试验,按土壤质量的1%等碳添加量设置对照(CK)、稻秆(RS)及300、400℃和500℃下制备的稻秆生物炭(RSB300、RSB400、RSB500)5个处理,对比分析了稻秆及稻秆生物炭添加0、30 d与120 d时,稻田红壤中可溶性有机碳(DOC)、总有机碳(TOC)、游离态粗颗粒有机碳(fcPOC)、游离态细颗粒有机碳(ffPOC)、闭蓄态颗粒有机碳(oPOC)、游离态矿物结合态有机碳(fMOC)及闭蓄态矿物结合态有机碳(oMOC)的变化差异,并探讨了稻田红壤CH₄和CO₂累积排放量与各有机碳组分含量的相关关系。结果表明:稻秆生物炭添加后稻田红壤中DOC、TOC、fcPOC、ffPOC、oPOC和fMOC含量均显著增加;其中,oPOC与oMOC含量随着培养时间的增加而显著增加,但fcPOC与fMOC含量则显著降低(P<0.05)。与CK处理相比,RS处理的稻田红壤中CH₄和CO₂的累积排放量均显著且持续增加;RSB各处理的稻田红壤中CO₂的累积排放量显著降低;只有RSB300和RSB400处理的稻田红壤中CH₄的累积排放量显著增加,且在培养120 d时分别增加了188.5%和32.7%(P<0.05)。相关性分析表明,添加稻秆及稻秆生物炭的稻田红壤中CH₄和CO₂累积排放量虽与DOC、ffPOC和fcPOC含量均呈极显著正相关关系,但其中DOC和fcPOC含量起主导作用(P<0.01)。研究表明,添加稻秆生物炭可以有效提高稻田红壤中各有机碳组分的含量与稳定性,且500℃热解制备的稻秆生物炭添加对稻田红壤中CH₄、CO₂累积排放量抑制效果最好。     

秸秆和Eh对稻田土壤溶解性有机质组成及金属释放的影响

为探究秸秆添加对氧化还原条件变化下稻田土壤重金属释放的影响,本文选取典型重金属污染稻田土壤,通过微宇宙试验结合三维荧光光谱等手段,分析了土壤溶液化学性质、溶解性有机质（DOM）、金属释放之间的动态关系。结果表明：添加秸秆增加了厌氧期Fe、Mn、As、Cd等金属的释放,同时影响了DOM组成。土壤DOM中类蛋白（C3）含量在培养期总体降低（P<0.05）;类腐殖质含量呈现厌氧期上升、好氧期下降的趋势。结构方程模型（SEM）分析显示,Eh的变化与Mn和As的溶出显著负相关（路径系数分别为-0.662和-0.528,P<0.01）,同时,Eh还通过影响土壤类腐植酸C2（路径系数-0.816,P<0.01）控制As的释放（路径系数0.244,P<0.05）。因此,稻田土壤干湿交替造成的Eh变化和秸秆还田措施不仅可直接影响重金属的溶出,也可通过DOM含量和组成进一步控制其释放。     

不同粒径生物炭和微塑料共存对菲吸附的影响

为研究环境中生物炭和微塑料之间的相互作用对有机污染物吸附产生的影响,选取两种粒径范围[0.85~2.00 mm（L）和0.11~0.18 mm（S）]的小麦秸秆生物炭（BC）和聚乙烯微塑料（PE）,对其性质进行表征,并测定了吸附平衡溶液中溶解性有机碳的浓度和组成,研究了其单独和共存时吸附菲的行为。结果表明：同种颗粒物不同粒径间的差异主要体现在总比表面积、孔结构和表面官能团数量;SBC的总比表面积（216.32 m²·g^-1）约是LBC（2.31 m²·g^-1）的100倍,而LBC的平均孔径（8.92 nm）约是SBC（2.28 nm）的4倍;SPE的总比表面积（0.17 m²·g^-1）是LPE（0.07 m²·g^-1）的2倍多。SBC羟基振动峰（3 400 cm^-1）的强度显著高于LBC;SPE亚甲基振动峰的强度高于LPE。吸附等温线结果显示,颗粒物对菲的吸附均符合Freundlich模型（R²>0.94）;单一颗粒物吸附菲能力（lg K_f）的顺序为SBC>SPE>LPE>LBC;当生物炭与聚乙烯微塑料共存时吸附能力强于单一颗粒物,并且高于两相Freundlich模型预测值,说明菲在生物炭与聚乙烯微塑料混合颗粒物上的吸附不是独立的;同时,混合颗粒物吸附平衡溶液中溶解性有机碳的浓度和芳香度明显下降,并且溶解性有机碳浓度与颗粒物的lg K_f显著负相关,说明不同颗粒物对菲的吸附不仅受颗粒物表面性质的影响,还受溶解性有机碳的控制。     

Hypoxia-based habitat compression of tropical pelagic fishes

Large areas of cold hypoxic water occur as distinct strata in the eastern tropical Pacific (ETP) and Atlantic oceans as a result of high productivity initiated by intense nutrient upwelling. We show that this stratum restricts the depth distribution of tropical pelagic marlins, sailfish, and tunas by compressing the acceptable physical habitat into a narrow surface layer. This layer extends downward to a variable boundary defined by a shallow thermocline, often at 25 m, above a barrier of cold hypoxic water. The depth distributions of marlin and sailfish monitored with electronic tags and average dissolved oxygen (DO) and temperature profiles show that this cold hypoxic environment constitutes a lower habitat boundary in the ETP, but not in the western North Atlantic (WNA), where DO is not limiting. Eastern Pacific and eastern Atlantic sailfish are larger than those in WNA, where the hypoxic zone is much deeper or absent. Larger sizes may reflect enhanced foraging opportunities afforded by the closer proximity of predator and prey in compressed habitat, as well as by the higher productivity. The shallow band of acceptable habitat restricts these fishes to a very narrow surface layer and makes them more vulnerable to over‐exploitation by surface gears. Predictably, the long‐term landings of tropical pelagic tunas from areas of habitat compression have been far greater than in surrounding areas. Many tropical pelagic species in the Atlantic Ocean are currently either fully exploited or overfished and their future status could be quite sensitive to increased fishing pressures, particularly in areas of habitat compression.