长春市汞界面交换通量的研究

系统研究了燃煤型城市长春市汞界面交换通量.根据区域污染源的汞排放通量,大气汞干、湿沉降通量,水面、地面汞的挥发量以及由径流输出的汞量,初步估算了城市汞的收支平衡.长春市燃料燃烧排放的汞量为425.6kg/a,地面扬尘向大气输出汞5.5kg/a,大气干沉降通量为11.72kg/a,湿沉降通量23.09kg/a,地面、水面汞挥发通量9.46kg/a,径流输出通量3.8kg/a.从汞的全球循环和区域循环的角度看,整个建成区的城市系统是汞的源,而城市生态系统各组成部分又具有汇的特征,水体、土壤、植物中汞的累积明显,汞污染呈逐渐加重的趋势.

甲基汞的大气-水-土壤界面交换通量

通过模拟实验和野外实测，对甲基汞在大气－水和大气－土壤的界面交换进行了初步研究．结果表明，甲基汞释放通量与水中的甲基汞浓度有关，水－气体系中甲基汞释放通量大于水－土－气体系中甲基汞释放通量；甲基汞在大气－土壤界面的释放通量为０．２１～３．０９ｎｇ·ｍ － ２·ｈ－ １；在大气－水界面的释放通量为０．１４～０．７９ｎｇ·ｍ － ２·ｈ－ １．

长江口滨岸湿地无机氮界面交换通量量算

基于3年长江口滨岸湿地沉积物-水界面无机氮季节性交换通量连续实测数据,建立无机氮界面交换通量空间插值模型与量算模型,对无机氮界面交换通量季节性空间分布特征、滨岸湿地不同岸段无机氮季节性界面交换总通量量算等研究。结果表明:修正GIDS插值模型在无机氮界面交换通量空间插值预测过程中精度明显优于IDS方法,而略优于普通Kriging方法;长江口滨岸湿地沉积物-水界面无机氮交换通量空间分布在不同季节表现出复杂的空间分异特征;利用修正GIDS插值模型对长江口滨岸湿地无机氮交换通量进行空间插值过程中,为提高通量量算模型精度,应采用1.2'×1.2'的空间尺度为最佳;长江口滨岸湿地无机氮界面交换总通量量算表明,长江口滨岸湿地在春季向水体释放无机氮,是水体无机氮的释放源,释放量为1.33×104t,夏季、秋季和冬季表现为净化水体中无机氮,是水体无机氮的吸收汇,分别净化无机氮量为4.36×104t、6.81×104t和2.24×104t,全年总体表现为净化水体中无机氮,净化量为12.1×104t;长江口多年水体中无机氮通量多项式拟合分析得出,2002～2004年3年长江口水体中无机氮通量平均值为52.6×104t,滨岸湿地对长江口水体中无机氮的年均净化率达23.0%。

湖泊沉积物-水界面氧气交换速率的测定及影响因素

水流启动-停止法可有效获取体积式氧气交换速率(O2(t)),且该速率与沉积物柱样培养法获得的总氧气交换速率(TOE)之间具显著相关性;与由一维溶解氧剖面计算获得的氧气在扩散界面层中的扩散速率和氧气在沉积物中的扩散速率相比,O2(t)与TOE不仅能代表氧气扩散速率,而且还包括沉积物中生物呼吸以及生物扰动引起的界面氧气交换速率信息.此外,通过比较太湖及南四湖多位点不同沉积物性质条件下界面氧气交换速率,结果表明界面氧气交换速率在空间尺度上的差异性,除与生物因素有关外,还与沉积物有机物质含量显著相关.

河流水-气界面碳交换研究进展及趋势

河流水-气界面碳交换是区域和全球碳循环的重要环节,对陆地碳平衡核算和碳循环模型优化具有重要意义.介绍了全球河流水-气界面碳交换研究的相关进展,以及现有研究存在的问题,并在此基础上提出今后相关的研究应关注不同地质-生态和人类活动干扰背景下河流及中小河流水-气界面碳交换,要综合利用双碳同位素示踪、化学计量学、生物标志物等方法辨识河流系统中CO_2,CH_4及其他形态碳的来源和迁移转化过程,同时还要利用野外原位观测、传统采样分析和室内培养的方法开展"水-土/沉积物-气"多界面碳交换的系统综合研究,揭示控制河流系统水-气界面碳交换的关键因子,为相关预测模型的建立以及流域的科学管理提供依据.

大气—水—土壤界面汞交换研究方法现状与展望

综述了近20年来汞在大气—水—土壤界面交换的研究方法现状,包括大气汞的干湿沉降及水、土壤汞释放的测定方法,分析其存在的问题,并提出未来的研究重点。

长江口潮滩沉积物—水界面无机氮交换通量

对长江口滨岸潮滩7个典型断面三态氮的界面交换通量进行了三年多的季节性连续观测,结果表明无机氮的界面交换行为存在复杂的空间分异和季节变化。NO_3-N和NH_4-N的界面交换通量正负变化范围较大,分别介于-32.82～24.13mmol.m^(-2).d^(-1)和-18.45～10.65mmol.m^(-2).d^(-1)之间;而NO_2-N的界面交换通量很小,仅为-1.15～2.82mmol.m^(-2).d^(-1)。NO_3-N的界面交换具有明显的上下游季节性时空分异特征,而NH_4-N的界面交换则表现为南北岸季节性时空分异现象。盐度是控制长江口滨岸潮滩NH_4-N界面交换行为的主要因素,而沉积物粒度、水体NO_3-N浓度、沉积物有机质含量、水温和溶解氧含量则以不同的组合方式,共同制约着NO_3-N在潮滩界面交换的时空分异格局。

黄河水中天门冬氨酸对表层沉积物与铅(Ⅱ)液—固界面交换作用的影响

研究了天门冬氨酸对黄河水中表层沉积物与铅 (Ⅱ )相互作用的离子交换率—pH关系曲线的影响 .结果表明 :天门冬氨酸浓度增加 ,离子交换率增大 ;交换剂在转化沙时的离子交换率比未转化沙大 .

高强度硼钢淬火界面热交换系数的实验与模拟

通过测量硼钢B1500HS淬火过程中板料和模具的温度变化曲线,结合有限元分析及反传热模型获得淬火过程中板料与模具间的界面热交换系数（IHTC）与温度的关系。结果表明：板料温度从770℃下降到200℃,IHTC的变化范围在1970~3960 W/（m2·K）之间。随着板料温度的降低,IHTC随之降低,但由于材料在410℃时发生奥氏体向马氏体的转变,相变潜热的释放导致IHTC不连续的现象发生。与以距离模具形面下方1mm处作为淬火介质的环境温度相比,以模具形面处作为淬火介质的环境温度得到的IHTC分布规律同前者基本一致,但IHTC的数值较高。

铜(Ⅱ)与黄河泥沙液——固界面交换反应的研究

研究了铜 (Ⅱ )与黄河泥沙相互作用的离子交换率E(% )—pH曲线 ,以及各种因素对该曲线的影响。结果为 :(1 )铜以一价络离子形式在泥沙表面进行阳离子交换 ,在天然黄河水 pH值 (8 0— 8 5)下 ,铜的E(% )达到 1 0 0 % ;(2 )当〔Cu2 +〕由 1 57× 1 0 - 5mol·L- 1 增加到 2× 1 57× 1 0 - 5mol·L- 1 时 ,离子交换率降低 ;(3)浓度为 2 7× 1 0 - 6mol·L- 1 甘氨酸对提高E(% )起促进作用 ;(4)交换剂为转化沙的铜离子交换率比未转化沙小 ;(5)泥沙粒度由 1 2 0— 2 0 0目变为 1 0 0— 1 2 0目 ,离子交换率降低。实验说明黄河泥沙对铜有很好的自净能力。

双层薄膜中界面交换作用对自旋波能带结构的影响

讨论了界面交换作用的变化对由面心立方晶格(100)构成的铁磁双层薄膜的自旋波能带结构的影响.结果表明,界面交换作用的变化对界面模能量的大小及界面模在二维布里渊区的存在范围影响很大,但不会影响体模能带结构的变化趋势.

AB双层磁性薄膜的界面自旋波

针对非对称AB双层磁性薄膜中自旋波的分布问题,采用量子格林函数方法研究了不同界面参数对界面自旋波在二维布里渊区中占有面积的影响.结果表明:非对称AB双层磁性薄膜中存在两支界面自旋波,第4原子层界面自旋波存在于中温区间,第5原子层界面自旋波存在于全温区间;随着温度的升高,两支界面自旋波的占有面积先增大后减小;随着外磁场的升高,两支界面自旋波的占有面积减小;随着界面层间交换耦合、界面层内交换耦合和界面各向异性的增加,第4原子层界面自旋波的占有面积增加,第5原子层界面自旋波的占有面积减小.

沿海海—气界面的化学物质交换

沿海海—气界面化学物质的交换对生物地球化学循环起着十分重要的作用。大气沉降过程（包括干沉降和湿沉降等过程）是化学物质进入沿海区域的重要途径之一。物质平衡估算的结果指出，在某些沿海区域，经由大气输入的若干痕量物质的总量几乎相当于河流的输入量，有的甚至更多。大气沉降作用是一些沿海区域氮化物的重要来源，并与富营养化有紧密关系。目前大气沉降通量的估算还存在着相当大的误差，有待于进一步的发展和完善。

钢材在海水—海气变换界面区的腐蚀行为

于1993年9月通过对241A，24KU，SS41三个不同钢种极化曲线的测定，对镜层本身的氧化还原电流的测定及X线分析，研究在海水一海气交换界面区锈层在腐蚀中所起的作用。结果表明，海一气交换界面区的钢由于锈层本身的氧化还原反应，其阴极电流均较裸钢为大，这说明锈层的还原反应起着重要作用．根据锈层本身的还原时间和还原电位，可以在某种程度上评价钢材本身耐腐蚀性能的好坏。

桑沟湾养殖海域营养盐和沉积物-水界面扩散通量研究

利用2006年4,7,11月和2007年1月4个航次对桑沟湾养殖海域的观测资料,分析了该海域营养盐分布、结构特征、主要控制过程以及沉积物-水界面扩散通量,结果表明,该海域的营养盐分布具有明显的季节变化,海水中NO3-,NO2-,PO43-,DOP,TDP和SiO32-浓度皆是秋季最高,而NH4+,DON,TDN浓度则为夏季最高;各种营养盐的最低值除DON外都出现在春季。春季湾内外海水交换不畅,再加上大型藻类海带等生长旺盛期的消耗,使营养盐浓度处于较低水平,在夏秋两季丰水期沿岸河流注入对该海域营养盐的影响较大,冬季无机营养盐浓度分布主要受沿岸流的影响。磷的结构变化较大,其中DOP百分含量在夏季最高,达到81%。从春季到秋季海水中TDN的结构变化从以DON为主转变成以DIN为主。硅和氮的原子比值全年变化不大,硅和氮和氮和磷原子比值春夏两季的高于秋冬季的。分析营养盐化学计量限制标准和浮游植物生长的最低阈值结果表明,磷是春夏两季桑沟湾浮游植物生长的限制性因素;春季硅浓度低于浮游植物生长的最低阀值,也是一个潜在的限制因素。计算结果显示桑沟湾沉积物释放的NH4+,SiO32-和PO43-对初级生产力的贡献较小,与其他浅海环境相比,桑沟湾沉积物-水界面的营养盐通量处于较低或中等水平。

二元双液系的界面结构与Raoult定律

Raoult定律在描述二元双液系时 ,适用于互溶、部分互溶 2种状态 ,但不适用于互不相溶的状态。通过分析二元双液系的界面结构 ,提出“无效盖度”的概念 。

浅海底边界动力过程与物质交换研究

浅海底边界动力过程是能量分配、颗粒物输运和水—底边界物质交换的关键环节,深入研究浅海底边界动力过程是提高环境容纳量预测能力的重要前提。分析了国内外该研究方向的进展和现状,提出在黄海中部和长江口外两个典型海区,以集成先进设备的海床基观测平台和水体要素连续观测的研究策略,获得底边界流场结构、水体和底边界湍流混合特征、底耗散动力学参数、底颗粒物浓度和梯度变化等规律,建立潮汐、层化、海浪等不同动力条件下底边界动力过程参数化方案,研究沉积物启动、沉降等动力学规律,以数值模式探讨海底拖曳力变化对潮流和环流结构的影响;了解颗粒物组成的季节变化及对起动、再悬浮、絮凝等动力过程的影响,以颗粒物输运模型研究中国近海沉积物源汇分布;以同位素示踪研究底界面交换对动力过程的响应。为解决面临的2个科学问题:①中国近海底边界能量耗散在能量分配中的作用;②中国近海底边界动力过程、颗粒物输运与物质交换的多时空尺度变化规律,奠定基础。

水热法制备BiFeO_3纳米颗粒及其交换偏置效应

为了研究BiFeO_3纳米颗粒体系中的交换偏置效应,采用水热合成法制备BiFeO_3纳米颗粒,分别利用X线衍射仪、扫描电子显微镜、磁学测量系统和X线光电子能谱对不同尺寸的样品进行结构表征、形貌表征、磁学性能分析和元素价态分析,并基于核壳结构模型对BiFeO_3纳米颗粒体系中存在的交换偏置效应进行解释.实验结果表明:适当的温度有利于制备出纯相BiFeO_3纳米颗粒,颗粒尺寸约为110nm,且具有良好的分散性和均一性.随着颗粒尺寸的减小,样品的磁性增强,磁化强度在50 kOe磁场下接近0.84 emu/g.在BiFeO_3纳米颗粒体系中观测到了明显的负交换偏置效应,其交换偏置场约为60Oe.此外,由元素价态分析可知,样品中的Fe元素均为二价态和三价态共存.

Gd/FeMn磁性薄膜交换偏置特性研究

本文采用直流磁控溅射方法制备Ta/Gd/FeMn/Ta多层膜,研究不同温度下样品的磁滞回线和磁性。研究表明,Ta/Gd/FeMn/Ta多层膜的交换偏置场随测量温度的升高由负值逐渐变为正值,矫顽力随测量温度的升高而减小,当温度接近或超过Gd的居里温度时矫顽力和交换偏置场均消失。出现上述现象的原因是铁磁层Gd的易磁化轴随温度的变化而变化所致。

基于相界面数据交换的结冰多相传热过程研究

发动机结冰会对飞行安全造成影响,研究发动机结冰过程机理可以帮助提高飞行安全性能和完成适航验证。使用欧拉法计算了水滴运动过程,使用能量平衡法计算了结冰的多相传热流动过程,使用一维导热模型矫正了壁面导热过程,并提出了基于相界面导热平衡方程的数据交换模型。基于此模型进行了发动机进口部件的冰风洞实验数据数值验证,模拟计算最大结冰厚度与试验误差能够控制在10%左右。相界面数据交换模型能够对近壁的水膜流动和温度梯度进行精细化模拟,并且将用户自定义函数(UDF)与求解器进行流场参数的实时交换,经验证后表明该模型在计算结冰最大厚度时具有较好的精度。