石墨烯对喹诺酮在饱和多孔介质中运移的影响

为研究石墨烯（Graphene,GN）对喹诺酮类抗生素在地下水中运移的影响,以环丙沙星（Ciprofloxacin,CIP）和诺氟沙星（Norfloxacin,NOR）作为两种典型的喹诺酮类抗生素污染物,通过批量吸附实验和砂柱实验研究GN对CIP和NOR在饱和多孔介质中运移的影响。吸附实验结果表明,GN对两种抗生素污染物均具有较好的吸附性能,GN对CIP和NOR的Langmuir最大吸附容量分别为270.68 mg·g^-1和178.36 mg·g^-1。砂柱实验结果表明：随着多孔介质中GN含量从10 mg增加到80 mg,CIP和NOR在一维砂柱中的迁移能力降低;随着流速和电解质浓度（Na⁺和Ca²⁺）的增大,回收率逐步升高,CIP和NOR的运移能力也逐步增强。根据BDST模型对不同条件下的CIP和NOR在一维砂柱中的运移过程进行了模拟和预测,模型对穿透时间的预测值与实验值接近,表明BDST模型能较好地预测多孔介质中GN对CIP和NOR迁移能力的影响。     

农田地表径流总磷流失特性试验

为了阐明农田地表径流引起的磷流失的过程和特征,在上海市青浦区一试验田采用不同的施肥方式,通过模拟降雨试验研究地表径流不同阶段中总磷流失状况.结果表明,在降雨-径流-土壤系统中,随着稳定强降雨的持续,总磷在径流前期阶段迅速流失而后期阶段流失较慢,前者的流失强度约为后者的3倍;虽然径流前期总磷流失强度大,但由于其持续时间远小于后期阶段,故后期反而有更大的总磷流失量,约为前期的1.5倍.经计算总磷流失量与径流量相关性系数接近于1,可见二者相关性显著,总磷流失量受径流量影响较大.不同施肥方式下总磷流失状况不同,顺着径流方向施肥会使土壤中的磷素更易于流失,其径流中总磷的峰值浓度约为垂直径流方向施肥时的2.5倍.研究结果对有效控制农田磷流失及相应的水体面源污染具有重要的参考意义.     

典型微塑料对环丙沙星在多孔介质运移的影响

为探究微塑料对抗生素在多孔介质运移的影响,本文以聚丙烯（Polypropylene,PP）作为典型微塑料,以环丙沙星（Ciprofloxacin,CIP）为典型抗生素污染物,通过CIP的吸附实验和CIP在砂柱中运移实验,研究PP对CIP在多孔介质中的运移分布的影响。结果表明,PP对CIP的吸附能力强于石英砂对CIP的吸附能力,最大Langmuir吸附能力为1.03 mg·g^-1。在砂柱实验中,CIP的流出浓度随PP含量的增加而降低,而流速增大时砂柱流出的CIP浓度峰值的出现时间提前。此外,当进入砂柱的CIP溶液浓度增大时,流出砂柱的CIP总量增大;溶液中增加NaCl、CaCl₂和BaCl₂等电解质提高离子强度,会增强CIP在砂柱中的迁移能力。研究表明,PP能显著影响CIP在多孔介质中运移的行为。     

光照强度和CO_2浓度对柑橘树植株蒸腾规律影响研究

利用人工气候室控制实验过程中光照强度和二氧化碳浓度,采用称重法和茎流计法测定柑橘树植株蒸腾过程中的单位时间的蒸腾速率,以期得出不同光照强度和二氧化碳浓度因素影响下的柑橘树植株蒸腾规律。研究结果表明:二氧化碳浓度单独影响下,植株蒸腾速率随二氧化碳浓度的升高先增加后减少,一般在500×10-6时开始下降;温度、湿度、二氧化碳浓度一定时,植株蒸腾速率在一定范围内随光照强度的增加而加快,但增长速度越来越慢,甚至出现减小趋势;光照强度和二氧化碳浓度同时变化时,植株在1个实验周期内蒸腾规律基本呈单峰曲线,光照强度越强,二氧化碳饱和点越高,蒸腾速率也越大,蒸腾速率变化也越快。     

巴丹吉林沙漠湖泊水面蒸发与气象要素的动态关系

巴丹吉林沙漠腹地分布有大量湖泊,水面蒸发是湖泊水循环乃至整个沙漠水循环的关键控制因素。本文以在沙漠腹地湖泊——苏木巴润吉林建立自动气象站监测的2012年9月11日至2013年3月26日和2013年5月8日至2015年6月23日的长序列气象、蒸发数据,以及2012年9月13日至2014年6月20日的湖底压强数据为基础,在多时间尺度下分析湖泊水面蒸发与气象要素的动态关系。利用多元线性回归模型、非线性空气动力学模型和Penman公式对逐小时、逐日和逐月蒸发量进行模拟分析。结果表明:随着时间尺度的提升,蒸发量与同期气象要素之间的相关性增强。在逐小时尺度下,蒸发与同期气象要素的相关性较弱,用多元线性回归模型拟合效果不佳。在逐日和逐月时间尺度下,蒸发量与同期气温和水温的相关性最高,利用多元线性回归模型或非线性空气动力学模型可以较好地模拟蒸发量。Penman公式计算的逐日蒸发量在夏季偏大而冬季偏小。研究结果可为沙漠湖泊水量蒸发的评估提供科学依据。     

不同胶结度的饱和土壤孔隙尺度结构对地下水渗流特性的影响

饱和土壤中地下水渗流过程的研究在诸多领域具有重要意义，土壤孔隙尺度结构差异对地下水渗流特性有显著影响。土壤颗粒胶结度是土壤的基本属性之一，但是目前针对不同胶结度的土壤孔隙尺度结构差异对地下水渗流影响的研究尚少。采用整体重排算法构建不同胶结度的土壤介质孔隙尺度结构，基于此运用有限元软件模拟介质中地下水渗流过程开展相关研究。结果表明：土壤颗粒胶结度对饱和土壤中地下水渗流具有显著影响。随着胶结土壤颗粒百分数Pc从0增至60.20%，流场的变异函数增大了70.15%（从1.233到2.098），即随着胶结度增大，流速空间非均质性显著增强。此外，沿地下水主要流动方向和垂直于主要流动方向上的流速概率密度分布函数均越来越发散。流速接近平均流速的区域减少，不流动区、优势流区同时显著增大。当Pc从0增至60.20%时，地下水中不流动区比例增大了23倍（从2.06%到48.31%），而优势流区比例增大了将近9倍（从0.27%到2.41%）。当平均流速不同时，以上渗流特征的变化趋势保持不变。此外，本研究发现不同胶结度介质间的孔隙尺度结构差异正是引起地下水渗流特性发生上述变化的内在原因。