微纳米曝气滴灌系统中气泡传输特性及其影响因素分析

微纳米曝气滴灌系统的水、气和溶解氧传输特性不明，限制了其在农业领域的应用。该研究旨在探索微纳米气泡在滴灌管内的传输特性，为微纳米曝气滴灌系统科学运行提供理论依据。设计0.06～0.22 MPa之间的5个滴灌系统工作压力，0.60、1.50、2.40 L/min 3个进气速率，并以不曝气为对照，通过测量滴灌管首部、中部、末端滴头的水、气出流量及水中溶解氧浓度，分析三者沿滴灌管的传输特性和均匀性，以及进气速率和工作压力对其的影响规律。结果表明：1）微纳米曝气时所有处理的滴头平均出水流量达到额定流量的98.5%及以上，出水均匀度达到96%及以上，且两指标在所有曝气和不曝气处理之间的差异均未达到显著性水平（P<0.05）。2）在适中的工作压力范围内（0.10～0.18 MPa），曝气滴灌系统平均出气流量和均匀度分别在0.13～0.23 L/h、85.50%～92.41%之间，两指标分别随进气速率的提高而提高和降低；而过高或过低的工作压力（0.22 、0.06 MPa）会导致个别滴头出气流量异常高，最终提高滴灌系统平均出气流量的同时却大大降低了出气均匀度。3）微纳米曝气滴灌系统的溶解氧浓度较不曝气有明显提高，且所有处理的溶解氧均匀度均达到95%以上；溶解氧浓度沿管道传输方向呈增大趋势，随进气速率的提高呈单峰变化；在1.5 L/min进气速率组合0.14 MPa工作压力时，滴灌系统溶解氧平均值达到最高14.45 mg/L。综合考虑水、气和溶解氧传输效果，微纳米曝气滴灌最佳运行参数为1.5 L/min进气速率组合0.14 MPa工作压力，根据出气均匀度大于85%和溶解氧均值大于12 mg/L确定适宜的工作压力范围为0.10～0.18 MPa，进气速率范围1.5～2.4 L/min。该研究可为微纳米曝气滴灌系统科学运行提供理论依据。     

基于响应面法优化的MBBR处理水产养殖废水研究

为了提高水产养殖废水处理效率,采用Box-Behnken试验设计,以氨氮去除率为响应值,设计了一个3因素3水平的响应面法用于MBBR处理水产养殖废水的工艺优化,建立了水力停留时间、碳氮比及溶解氧3个关键因素与氨氮去除率之间的回归模型。结果表明,所得回归模型极显著,决定系数R²=0.990 5,变异系数仅为1.05%,且失拟项不显著(P>0.05),说明回归方程用于描述各因素与响应值之间的非线性方程关系是显著的,即试验方案是可靠的。各影响因素对氨氮去除率影响程度由大到小依次为溶解氧、水力停留时间和碳氮比,确定在水力停留时间8.65 h、碳氮比4.67、溶解氧4.63 mg·L^-1的最佳工艺条件下,氨氮的去除率达到92.32%,与实测值接近,表明回归模型拟合度好。     

温度对不同规格双齿围沙蚕运动行为特征的影响

底内动物不仅具有较强的适应沉积环境的生理耐受能力, 还具有适应沉积环境的行为策略, 而且其行为策略与周围微环境关系密切, 研究两者的关系可以从行为学角度阐释生物扰动的生态学意义。本研究利用底内动物行为学观察装置研究温度(15 ℃、20 ℃和 25 ℃)对不同规格[大规格(2.2±0.2) g、中规格(1.5±0.2) g、小规格 (0.7±0.2) g]双齿围沙蚕(Perinereis aibuhitensis Grube)行为特征的影响, 探究了不同行为过程对洞穴水交换、营养盐和溶解氧变化规律的影响。结果表明, 双齿围沙蚕的径向起伏频率随温度的升高而升高(P＜0.05)。不同规格双齿围沙蚕的轴向爬行速度差异显著(P＜0.05), 大规格沙蚕的轴向爬行速度随着温度的升高而减慢, 而中规格和小规格沙蚕的轴向爬行速度随着温度的升高而加快。温度和规格对双齿围沙蚕的径向起伏和轴向爬行时间影响不显著 (P＞0.05)。规格对双齿围沙蚕的泵水量、泵水速率、轴向爬行速度及营养盐溶出效率影响显著(P＜0.05)。泵水量和营养盐溶出效率均随着规格的增加而增大, 大规格沙蚕的泵水量最高可达 10.01 L/d; 径向起伏是双齿围沙蚕在洞穴中的主要运动方式和泵水方式 , 其洞穴中磷酸盐、亚硝酸盐、氨氮和硫化物的溶出效率分别可达 109.80 μg/(cm²?d)、6.02 μg/(cm²?d)、60.56 μg/(cm²?d)和 15.40 μg/(cm²?d)。双齿围沙蚕泵水溶解氧阈值随着温度的升高和规格的增大呈上升趋势。结果表明, 小规格双齿围沙蚕对高温和低氧环境的适应能力强于大规格沙蚕; 双齿围沙蚕的泵水运动(生物灌溉)随温度的升高和规格的增大而增强, 其主要驱动因子是洞穴微环境的溶解氧含量; 双齿围沙蚕的泵水溶解氧阈值可使其消耗最少的能量获得最高的溶氧收益, 符合“最佳性理论”, 可称之为“最佳溶氧收益策略”。通过生物灌溉作用加速沉积物营养盐释放的现象是双齿围沙蚕为获得充足溶氧而产生的连带效应。     

溶解氧对三疣梭子蟹争斗行为和能量代谢的影响

为查明溶解氧浓度对三疣梭子蟹(Portunus trituberculatus)争斗行为和能量代谢的影响, 本研究利用室内构建的水生动物争斗行为观测系统, 量化了(2.5±0.5) mg/L、(4.5±0.5) mg/L 和(6.5±0.5) mg/L 溶解氧浓度下三疣梭子蟹的争斗行为, 测定了三疣梭子蟹肝胰脏中糖原以及血淋巴中葡萄糖和乳酸含量的变化, 主要结果如下: (1) 随着溶解氧浓度的降低, 三疣梭子蟹争斗持续时间显著减少, 在 2.5 mg/L 处理组达到最小值, 显著低于其他处理组 (P＜0.05), 同时个体间的争斗强度也减弱。(2) 随着溶解氧浓度的降低, 三疣梭子蟹争斗行为表现次数显著减少, 且在争斗过程中, 3 个处理组胜利者的接触行为和非接触行为表现次数均显著高于失败者(P＜0.05)。(3) 随着溶解氧浓度的降低, 三疣梭子蟹血淋巴中葡萄糖和乳酸含量均显著增加, 肝糖原含量显著降低(P＜0.05)。(4) 在 3 个溶解氧浓度下, 与争斗前的个体相比, 争斗后三疣梭子蟹肝糖原的含量显著降低, 血淋巴中葡萄糖和乳酸含量均显著升高(P＜0.05)。研究结果初步表明, 低氧条件下三疣梭子蟹无氧呼吸强度增加, 能量供应效率降低且乳酸累积增加, 三疣梭子蟹个体的争斗意愿和争斗强度降低, 能量代谢的差异是导致其争斗行为表现差异的主要原因之一。     

溶解氧与亚硝酸盐对锈斑蟳卵孵育时间的影响

研究溶解氧与亚硝酸盐对锈斑蟳（Charybdis feriatus）卵孵育时间的影响。结果表明，溶解氧与亚硝酸盐浓度变化均对锈斑蟳的卵孵育时间产生显著影响；海水溶解氧在2～12 mg/L时，锈斑蟳均可正常孵育，随着海水内溶解氧含量的提升，锈斑蟳卵孵育时间逐渐下降；亚硝酸盐浓度对锈斑蟳卵孵育持续时间产生显著影响，其浓度低于50 mg/L的条件适合锈斑蟳卵孵育，在亚硝酸盐浓度低于25 mg/L时，锈斑蟳卵孵育各阶段的持续时间较短。     

凡纳滨对虾在低氧环境下存活性状的遗传参数评估

在水产养殖中，尤其是高密度养殖情况下，缺氧会短期内造成个体的大量死亡，从而影响生产效益。本研究以凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)高抗和快大2个品系作为研究对象，利用高致死溶解氧(DO)胁迫的方式，对2个品系各41个家系共计6 560尾幼虾进行低氧耐受性测试，统计高致死溶解氧水平下幼虾的存活性状，分析不同品系间及同一品系不同家系间耐低氧性状的差异，评估其遗传参数；对耐受性有显著差异的家系个体的鳃、肌肉、肝胰腺组织进行组织学观察，并比较其细胞水平上的差异。结果显示，在0.3mg/L低氧条件下，高抗品系和快大品系的家系半致死存活率SS50均表现出显著差异(P<0.05)，高抗品系SS50为49.30%，快大品系SS50为42.52%；家系间存活时间的变异系数分别为60%和45%。利用阈值性状动物模型，以半致死时的个体存活状态作为观测值(存活为1，死亡为0)估算的遗传参数为(0.345±0.031)～(0.378±0.029)，经过转换后在连续变化的观测值尺度上的遗传力为(0.219±0.031)～(0.237±0.029)，表现为中等遗传力水平。高抗品系中低氧耐受...     

基于粒子群优化算法和长短时记忆神经网络的蟹塘溶解氧预测

为准确预测蟹塘溶解氧质量浓度,及时掌握溶解氧质量浓度的变化趋势,提前采取防控措施从而降低河蟹养殖风险,提出了一种基于粒子群优化算法(PSO)和长短时记忆神经网络(LSTM)的蟹塘溶解氧质量浓度预测模型,采用PSO算法优化LSTM模型参数后对蟹塘溶解氧质量浓度进行预测.结果表明,PSO-LSTM模型不仅整体优于ARIMA模型,相较于其他LSTM模型也有更高的预测精度,在连续10个时间点的预测中相比于LDO-LSTM、LSTM和ARIMA模型平均百分误差分别降低了2.55％、1.891％和4.055％.说明PSO-LSTM模型在蟹塘溶解氧质量浓度预测中具有良好的准确性和稳定性,可以为河蟹养殖中水质精准预测与调控提供参考.     

深海环境因素对管线钢腐蚀行为影响研究进展

深海油气管道的安全运行对海洋油气开发至关重要。深海环境较为恶劣，对管线钢腐蚀行为的影响十分复杂。通过综述管线钢在静水压力、溶解氧、流动冲刷3种主要深海环境因素中腐蚀行为的研究现状，重点剖析了静水压力对离子活性、腐蚀产物组成、点蚀、应力腐蚀开裂以及腐蚀电化学过程中热力学与动力学行为的影响，并厘清了溶解氧对电化学阴极反应中的氧去极化与氢去极化、流动冲刷中冲刷与腐蚀之间的关系。总结了3种主要因素对腐蚀行为的影响规律，并讨论了静水压力与溶解氧、流动冲刷与溶解氧、静水压力与流动冲刷耦合作用对管线钢腐蚀行为的影响。在此基础上，对未来关于管线钢多因素耦合腐蚀行为的研究方向与重点进行了展望。（图4，表1，参133）