东北地区典型湖沼沉积物溶解态有机质组成特征及来源解析:以库里泡为例

溶解态有机质(DOM)是湖泊沉积物的重要组分,解析DOM的组成和来源对于深入理解湖泊有机质生物地球化学循环及控制水体富营养化具有重要意义。本研究于2021年5月和8月采集了大庆市库里泡表层及柱状沉积物、泡内水生物(浮游藻类、挺水植物和沉水植物)、岸边土壤、陆生C3和C4植物、禽畜粪便以及城镇污水等样品,分析了样品DOM的稳定同位素(δ^(13)C和δ^(15)N)组成及三维荧光光谱特征,并利用IsoSource软件计算了不同来源样品对沉积物DOM的贡献率。结果显示:(1)库里泡内表层沉积物DOM的δ13C和δ15N组成存在季节性差异,5月δ^(13)C和δ^(15)N均值分别为-25.54‰和9.02‰,8月分别为-26.81‰和8.40‰。(2)库里泡内柱状沉积物DOM的δ^(13)C和δ^(15)N组成在垂直方向存在差异,表层(0~3 cm)δ^(13)C和δ^(15)N均值分别为-26.58‰和9.04‰,深层(3~30 cm)均值分别为-25.40‰和10.61‰。(3)表层沉积物DOM的三维荧光组分存在季节性差异。5月以类腐殖质荧光组分为主,占比为87.89%,HIX和BIX分别为6.27和0.67;8月蛋白类荧光组分占比为49.58%,HIX和BIX指数均值分别为1.72和0.87。(4)5月表层沉积物DOM外源输入占比为61%,以土壤(21.40%)和城镇污水(18.08%)为主;而8月内源贡献占比稍高(55.10%),且以挺水植物为主(48.68%)。(5)柱状沉积物(0~30 cm)不同深度DOM来源组成相近,主要为城镇污水、沉水植物/藻和挺水植物,贡献率均值分别为42.13%、25.07%和18.53%。整体上,库里泡沉积物DOM来源主要受到流域内人类活动及气候特征的影响,本文研究结果有利于加深对我国东北地区湖泊沉积物有机质迁移转化及累积规律的认识。

污泥好氧堆肥过程中亲水性组分的光谱和电化学特征

为了探讨污泥堆肥过程中亲水性组分(hydrophilic fraction,HyI)的结构组成和电子转移能力的变化规律和机理,本研究以污泥堆肥过程中的HyI为研究对象,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、三维荧光光谱(3D-EEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、二维相关光谱(2D-COS)和电化学方法,对其结构组成和电子转移能力的变化进行了系统研究.光谱分析显示,随着堆肥的进行,HyI中芳香族化合物含量增加,醌基含量增加,类蛋白物质含量降低,类胡敏酸物质和类富里酸物质含量增加,芳构化程度和腐殖化程度增强.酰胺和多糖类物质在HyI中占据主导地位,HyI中的羧基含量增加,而酚类含量降低.电化学分析显示,在堆肥过程中,HyI的电子供给能力(electron donating capacity,EDC)呈现先增加后减少的趋势;HyI的电子接受能力(electron accepting capacity,EAC)呈现先减少后增加的趋势.总体上,HyI的电子转移能力(electron transfer capacities,ETC)呈现上升的趋势,表明堆肥过程提高了HyI的氧化还原能力.相关性分析显示,HyI分子量越小、硅酸盐和多糖含量越低,越利于HyI给出电子;而HyI羧基含量越高、类胡敏酸物质越多、腐殖化程度越高、芳香性越强,越利于HyI得到电子.研究显示,污泥堆肥过程中HyI的结构组成和电子转移能力发生了显著变化,HyI分子量的降低、功能基团硅酸盐含量的降低和腐殖化程度的升高与HyI的电子转移能力有密切关系.该结果有助于进一步了解污泥堆肥过程中HyI的形成及其氧化还原特性,为发挥其在治理环境污染中的作用提供依据.

污泥热水解厌氧消化滤液处理工程溶解性有机物

以典型的污泥热水解厌氧消化滤液处理工程为对象进行现场调查.结果表明,滤液中氨氮和COD的浓度分别高达(2034±465),(4128±276) mg/L,滤液中溶解性有机物(DOM)主要是大分子难降解有机物,大于1000Da的DOM占80.6%.现有“生物预处理+两级AO-MBR”滤液处理工艺总体上可实现高效脱氮(TN去除率94.9%)和部分COD去除(69.9%).脱氮主要依赖生物预处理单元(去除贡献率为79.9%),而DOM去除主要依赖MBR工艺的膜过滤(去除贡献率为184.7%).膜过滤截留的DOM依次为高分子聚合物>腐植酸类物质>低分子有机酸和中性物质,出水DOM主要以腐植酸和富里酸类物质为主,且腐殖化程度增高.现有的水洗、酸洗和碱洗对膜的有机污染均有一定的清洗效果,但清洗液中DOM类型差异明显.

水源水Fe(Ⅵ)与Mn(Ⅶ)预氧化对天然有机物的组成特征及消毒副产物生成势的影响

溶解有机物(DOM)普遍存在于地表水源中,是饮用水消毒副产物的重要前驱物.本研究考察了Fe(Ⅵ)与Mn(Ⅶ)预氧化对浙江东部某水源水中DOM的组成特征及消毒副产物生成势的影响.运用三维荧光光谱(3D-EEMs)分析了两种氧化剂在不同的浓度梯度下对水样进行预氧化后,水样DOM的荧光光谱特性、荧光特征参数和荧光组分等的变化情况,及氯化后消毒副产物(DBPs)的生成情况.结果表明,水源水水样DOM的来源主要为陆源与内源混合且具有一定的腐殖质化程度,Mn(Ⅶ)和Fe(Ⅵ)预氧化不仅对荧光DOM具有较好的降解效果,对腐殖质类DOM也具有一定的降解作用.在DBPs的生成势方面,Mn(Ⅶ)预氧化对三氯甲烷(TCM)生成势的变化呈现出先增强后减弱的现象,对二氯乙腈(DCAN)的生成势具有一定的减弱作用.而Fe(Ⅵ)预氧化对三氯丙酮(1,1,1-TCP)、溴氯乙腈(BCAN)、二溴乙腈(DBAN)和DCAN的生成势均具有明显的降低作用,对二氯一溴甲烷(DCBM)、二溴一氯甲烷(DBCM)和三溴甲烷(TBM)生成势的变化呈现出先增强后减弱的现象.研究结果推动了水源水氧化消毒工艺的发展并为相关研究提供理论指导.

三维荧光光谱(3D-EEM)技术在溶解性有机质(DOM)分析中的应用

该文阐述了3D-EEM技术在DOM中的应用,介绍了3D-EEM技术的机理和平行因子分析法。从内部结构和外部环境两方面分析了与3D-EEM技术相关的影响因素,并总结了常见有机物光谱峰识别位置。综合评述了3D-EEM技术的研究和应用现状,并对今后的发展趋势和研究方向进行了探讨。

秋季洪泽湖水体有色溶解有机物分布特征及来源解析

利用紫外/可见光谱和三维荧光光谱分析了秋季洪泽湖水体有色溶解有机物(CDOM)的组成和空间分布特征,并探究了其来源。三维荧光光谱共解析出3种类腐殖质和2种类蛋白质组分,其中类腐殖质为主要组分。波长254 nm处的吸收系数(A_(254))及其与溶解有机碳的比(SUVA)和3种类腐殖质组分均表现出入湖河口区高于其他区域的空间分布特征,表明外源河流输入是秋季洪泽湖CDOM的主要来源,自生源指数(BIX)和腐殖化指数(HIX)也佐证了这一结论。人工调蓄对洪泽湖CDOM的组成和来源影响显著。

水厂臭氧-生物活性炭工艺对短链PFCs及DOM去除特性的中试

全氟化合物(PFCs)在水环境中广泛分布并存在潜在毒性,活性炭吸附是目前被认为从饮用水中去除PFCs的有效技术之一。然而,关于臭氧-生物活性炭(O3-BAC)在实际水体中对短链PFCs去除特性的研究较少,因此在目前地表水环境中短链PFCs的污染水平不断升高的背景下,亟需评估该工艺的应用效果。文中以水厂砂滤产水为水源,研究了3种短链PFCs(PFBA、PFPeA、PFHxA)和溶解性有机物(DOM)在连续运行90 d的O3-BAC中试装置中的去除效果,同时探讨了关停臭氧和臭氧的投加量对短链PFCs和DOM去除效果的影响。结果表明,随着运行时间的延长,3种短链PFCs在O3-BAC中试中的去除率显著下降并且出现了PFCs穿透和解吸附现象,去除率下降程度为:PFBA>PFPeA>PFHxA,而DOM相关的DOC、UV_(254)和Φ_((T,n))指标的去除率下降程度则相对缓慢。臭氧的投加能够氧化DOM从而改善短链PFCs在炭滤中的吸附去除,关停臭氧后流入炭滤的DOM会抢占已吸附短链PFCs的吸附位点,使PFCs解吸附提前发生。过高的臭氧投加量又会使更具竞争性的低分子量有机物增多,从而削弱炭滤对短链PFCs的去除能力。

利培酮治疗以阳性症状为主的首发女性精神分裂症患者EEM研究

目的探讨利培酮治疗以阳性症状为主的首发女性精神分裂症患者的探查性眼球活动,为电生理指标在精神科临床的应用提供依据。方法将44例以阳性症状为主的首发女性精神分裂症患者设为研究组,口服利培酮治疗,观察6w,于治疗前及治疗6w末采用阳性与阴性症状评定量表评定患者的精神症状,同时进行探究性眼动分析,测定眼球运动注视点数和反应性探索分;同期随机抽取40例健康体检女性设为对照组,测定眼球运动注视点数和反应性探索分,并与研究组测定结果进行对比分析。结果研究组治疗6w末,阳性与阴性症状量表评分阳性症状分、阴性症状分及总分均较治疗前有显著下降(P<0.01),治疗前后眼球运动注视点数及反应性探索分均显著低于对照组(P均<0.01),但治疗6w末眼球运动注视点数及反应性探索分均显著高于治疗前(P均<0.01)。结论首发女性精神分裂症患者发作期存在明显探查性眼球活动的病理改变,探查性眼球活动异常是首发精神分裂症较特异的生物学标志。随着临床症状的缓解,探查性眼球活动获得部分改善。

基于EEM的网络智能卡研究

网络智能卡是一种可通过标准网络协议与主机或者远程计算机进行安全通讯的智能卡。但是,智能卡有限的硬件资源对于网络智能卡的性能有着显著的约束。为解决此问题,本文提出了一种基于EEM的网络智能卡模型,并详细描述了内嵌的TCP/IP协议栈的优化措施和基于缓存的数据交换机制,旨在从整体上提高网络智能卡的时间和空间效率。

基于EEM和NAT构建服务器群

服务器群的性能直接影响着网络服务的能力。基于EEM(Embedded Event Manager,嵌入式时间管理器)和NAT(Network Address Translation,网络地址转换)负载均衡技术,提出了构建高性能服务器群的方法,使服务器群具有负载均衡能力的同时,对出现的故障能够自动响应。设计了实验并在在GNS3中仿真实现,验证了该方法的正确性和可行性。

豆腐渣堆肥过程中的多维光谱解析与建模

以豆腐渣为底物进行混合好氧堆肥,采用三维荧光光谱(3-D excitation-emission fluorescence spectra,3D-EEMs)分析了堆肥产物淋溶上清液水溶性有机物(dissolved organic matter,DOM)的组成,运用傅里叶变换红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)技术解析了堆肥样品中官能团信息。利用三维荧光结合平行因子法研究了堆肥过程中DOM的动态变化过程,分析得出两种组分即可见区类色氨酸(E_(x)/E_(m)=285 nm/350 nm)与类腐殖酸(E_(x)/E_(m)=335 nm/415 nm),其中,E_(x)为激发波长,E_(m)为发射波长。随着堆肥的不断进行,可见区类色氨酸荧光强度逐渐下降,类腐殖酸荧光强度逐渐上升,表明堆肥进入腐熟阶段。FTIR分析表明堆肥过程中多糖类小分子物质逐渐减少,而腐殖酸类大分子物质逐渐增加。进一步运用近红外光谱(near-infrared spectroscopy,NIRS)和区间偏最小二乘法等化学计量学方法构建了堆肥过程有机质含量分析预测模型,结果表明,优化选择区间5831.95~6086.52 cm^(-1)可以建立稳健的有机质定量分析模型,堆肥有机质实测值与近红外预测值的相关系数(R)为0.9861、交叉验证均方差(root mean square error of cross validation,RMSECV)为0.8247、偏差(Bias)为0.005,表明堆肥有机质含量与近红外光谱具有较好的相关性。

一种智能自动补电系统设计方案

主要介绍自动补电系统的架构方案和设计原理,并且着重介绍蓄电池传感器EBS、电能管理模块EEM、整车控制单元VCU、车载智能通信模块T-BOX之间的交互控制逻辑。该设计方案可有效解决车辆亏电问题,对提升客户驾驶体验具有重要意义。

采用EEM-FRI方法研究黑曲霉对牛粪堆肥腐熟及纤维素降解影响

为了优化堆肥工艺,提高堆肥产品质量,研究黑曲霉对牛粪堆肥腐熟度和纤维素降解的影响。该研究以牛粪为原料,小麦秸秆为辅料,以不添加黑曲霉为对照,分别添加1%、2%和3%的黑曲霉进行好氧堆肥,研究了黑曲霉不同添加量对腐熟度指标、养分含量、腐殖质组成以及纤维素组分的影响,并采用激发发射荧光光谱结合荧光区域积分(Excitation Emission Matrix fluorescence spectra-Fluorescence Regional Integration, EEM-FRI)对堆肥腐熟度进行评估。结果表明,与对照组相比,黑曲霉接种量为2%可快速提高发酵温度,高温期提前1d出现,胡敏酸含量较初期增加49.94 g/kg,富里酸较初期减少37.51 g/kg,并提高了腐殖化水平。黑曲霉接种量为3%时种子发芽指数提高了2.38%,总磷含量增加了22.3%,纤维素和半纤维素降解率分别是对照组的1.36、1.42倍,更有利于堆肥的腐熟。通过EEM-FRI法发现添加黑曲霉可促进有机物降解,并促进了腐殖质物质的形成,加快了堆肥腐熟。相关性分析表明,添加黑曲霉后,发酵物料总磷含量与纤维素、胡敏酸以及富里酸类物质之间的相关性显著,说明黑曲霉促进了纤维素的降解以及腐殖质类物质的形成。综合考虑堆肥腐熟度和纤维素降解水平,建议牛粪堆肥中黑曲霉添加量为2%~3%。该研究可为利用黑曲霉促进牛粪堆肥腐熟,提高有机肥品质提供支持。

以阳性症状为主慢性精神分裂症利醅酮治疗前后EEM与ERP对照研究

目的探讨探究性眼动分析和事件相关电位评价以阳性症状为主的慢性精神分裂症患者的诊断和治疗效果的应用价值。方法将42例以阳性症状为主的慢性精神分裂症患者设为研究组，口服利培酮治疗，观察6周；随机抽取40例正常健康者设为对照组。于研究组治疗前及治疗6周末测评两组探究性眼动分析和事件相关电位，并进行对比分析。结果研究组治疗后眼球凝视点数与反应性探索分均较治疗前显著升高（P〈0．01）；事件相关电位的P300及N400潜伏期均较治疗前显著缩短（P〈0．01），波幅均较治疗前显著升高（P〈0．01）。研究组治疗前后眼球凝视点数与反应性探索分均显著低于对照组（P＜0．01），事件相关电位的P300及N400潜伏期均较对照组延长（P〈0．01），波幅均较对照组显著下降（P〈0．01）。结论探究性跟动分析和事件相关电位测评可作为评价慢性阳性精神分裂症患者诊断和疗效判定的客观依据，但可能受药物治疗影响。

基于EEM-PARAFAC分析冻融作用对高寒泥炭湿地土壤溶解性有机质的影响

【目的】全球气候变暖加速了土壤冻融格局的改变,而冻融作用又对土壤溶解性有机质(DOM)产生深刻的影响。【方法】以高寒泥炭湿地土壤为研究对象,采用室内模拟冻融的方式开展了两种冻融条件下(日冻融:−3℃/5℃,12 h/12 h,30次;深度冻融:−24℃/5℃,20 d/10 d,1次)的试验研究,基于紫外−可见吸收光谱(UV-vis)和三维荧光光谱结合平行因子(EEM-PARAFAC)分析探究土壤DOM数量和质量的变化。【结果】(1)经过30 d培养后,两种冻融处理均显著提高了高寒泥炭湿地土壤溶解性有机碳(DOC)的含量,日冻融和深度冻融条件下土壤样品的DOC含量分别为183.26和187.06 mg/kg,相比于对照组分别增加了18.80%和21.26%(P<0.05)。(2)不同冻融条件下的土壤DOM的紫外−可见吸收曲线线型差异较小,无明显特征吸收峰,且显示出吸光度随波长呈指数衰减的趋势,但经冻融处理的样品出现了明显的红移现象。(3)两种冻融处理均使得土壤DOM的腐殖化指数(HIX)值(从4.42增加至11.73和17.10)、254 nm处的单位比色皿光程下的紫外吸收值(SUVA_(254))(从1.35 mg/(L·cm)增加至1.37和1.40 mg/(L·cm))以及A_(253)/A_(203)值(0.38增加至0.40和0.43)增大,波长275~295 nm处光谱斜率系数减小(从13.34μm^(−1)减小至13.23和12.91μm^(−1))。(4)EEM-PARAFAC鉴别出的荧光组分有类富里酸物质、类腐殖酸物质、溶解性微生物代谢产物和类蛋白物质,冻融改变了土壤DOM的组成以及各组分的贡献率。对照组土壤DOM组分C1、C2和C3的贡献率分别为37%、32%和31%;日冻融条件下,组分C1、C2和C3的贡献率分别为41%、34%和25%;深度冻融条件下,组分C1、C2和C3的贡献率分别为44%、35%和21%。【结论】冻融改变了土壤DOM的数量和质量,表现为DOC含量的增加和腐殖化程度的提高。

EEMs-PARAFAC法分析环境中DOM常见组分简述

溶解性有机质(DOM)广泛存在于自然环境中。三维荧光光谱法(EEMs)可以便捷、灵敏地反映溶解性有机质的丰富信息,但荧光谱图中不同的峰常常互相重叠或掩盖。平行因子分析法(PARAFAC)为识别并解读三维荧光谱图中显示的不同DOM组分提供了支持。EEMs-PARAFAC法识别出环境中的DOM反映在荧光图谱上主要包括类色氨酸T、类酪氨酸B、类腐殖质C、类腐殖质M和未知组分N等几种峰。本文简述了EEMs-PARAFAC法的原理及分析得到的常见组分的性质,并对其在未来研究中的应用进行了展望。

工程设备管理系统(EEMS)

为了加强对工程设备的管理,促进港口企业的生产,深圳东湾集装箱码头有限公司研发了工程设备管理系统。介绍了开发这一系统的先进理念。分别介绍了利用这一系统进行设备管理、工单管理、项目管理、仓储及采购管理和预算管理的做法。该项目的实施有效地提高了公司管理水平。

呼伦湖水体溶解性有机物荧光特征及来源分析

呼伦湖是我国北方生态安全屏障的重要组成部分,为探究呼伦湖水体中有机物的组成及来源,利用三维荧光光谱(EEMs)结合平行因子(PARAFAC)分析技术进行溶解性有机物(DOM)荧光特征及来源研究。结果表明:呼伦湖DOM中含有3种荧光组分,分别为类色氨酸(C1)、类腐殖酸(C2)和类富里酸(C3);平水期、丰水期和枯水期的C2和C3荧光强度占比约70%,表明呼伦湖水体DOM以腐殖质类物质为主,其中不同水期生态补水工程入湖口的C2和C3荧光强度均高于其他区域;平水期、丰水期和枯水期的荧光指数、生物指数和腐殖化指数平均值分别为1.50~1.54、0.85~1.00和4.12~4.68,表明呼伦湖DOM由陆源和自生源混合组成,具有明显的自生源特征;水质监测数据表明,2021年呼伦湖平水期、丰水期和枯水期水质均为GB3838—2002《地表水环境质量标准》劣Ⅴ类,其中平水期和丰水期的BOD5平均值高于枯水期,而平水期总有机碳平均浓度高于丰水期和枯水期;不同水期C2和C3的荧光强度均呈显著正相关,表明DOM中组分C2和C3的产生及来源具有一致性。

养马岛附近海域藻华期间有色溶解有机质的生物可利用性研究

本研究利用吸收光谱和荧光激发-发射矩阵光谱-平行因子分析(EEMs-PARAFAC),研究了养马岛附近海域海水中有色溶解有机质(CDOM)的浓度、组成、来源和生物可利用性,并估算了浮游植物生长繁殖对CDOM及具有生物可利用性CDOM的贡献。结果表明,表、底层海水中CDOM浓度(以吸收系数a350计)平均值分别为1.62±0.42 m^(-1)和1.30±0.47 m^(-1),光谱斜率(S275-295)平均值分别为0.022±0.003 nm^(-1)和0.023±0.003 nm^(-1)。利用PARAFAC模型识别出4种荧光组分,分别为陆源类腐殖酸C1、类色氨酸C2、类酪氨酸C3和微生物源类腐殖酸C4。荧光指数(FIX)、腐殖化指数(HIX)和生物指数(BIX)显示,CDOM受陆源输入和海洋自生源的综合影响。降解实验结果显示,表、底层海水中生物可利用性CDOM百分比(%∆a_(350))平均值分别为(23.36%±17.94%)和(8.93%±20.30%)。C1、C2和C4组分的荧光强度在培养之后降低,而C3组分的荧光强度上升。各荧光组分生物可利用性依次递减的顺序为:%ΔC1(23.75%±8.96%)>%ΔC4(20.83%±11.71%)>%ΔC2(11.67%±38.87%)>%ΔC3(-29.61%±39.90%),显示培养之后CDOM的平均分子量和腐殖化程度降低。表层海水中a_(350)、%Δa_(350)与Chl a之间存在显著线性相关关系,据此可以估算出浮游植物生长繁殖对CDOM的贡献为36.9%,对具有生物可利用性CDOM的贡献为85.0%。

店埠河农业小流域水体溶解性有机质光谱时空分布特征

店埠河农业小流域是南淝河最大的支流,探究该流域水体溶解性有机质(DOM)的时空演变机制对于了解其水生生态系统至关重要。该研究结合水体的三维荧光光谱和紫外-可见光谱,采用平行因子分析(PARAFAC)方法对测定的三维荧光光谱矩阵进行组分提取,分析该流域特定时段的水体DOM荧光组分及比例,结合荧光参数(荧光指数FI、自生源指标BIX以及腐殖化指标HIX)和紫外-可见光谱吸收特征参数(α_(254)、E_(2)/E_(3))分析店埠河农业小流域水体DOM时空特征。实验结果显示:店埠河农业小流域在该特定时段(2020年9月-2021年4月)水体DOM包含2个有效的荧光组分,分别为1种类腐殖质物质(类富里酸组分)和1种类蛋白质物质(低激发类色氨酸组分),两个组分各占比例分别为53.9%和46.1%;水体三个荧光参数(FI、BIX、HIX)在不同季节(9月秋季、1月冬季和4月春季)之间的荧光参数呈现显著的季节变化差异,指明DOM总体上受陆源和内源物质的综合影响,具有强腐殖化、弱自生源特征;紫外-可见光谱吸收特征参数(α_(254)、E_(2)/E_(3))表明1月冬季水体的DOM相对浓度和分子量大小均低于其他两个季节(9月秋季和4月春季),而各采样点DOM分子量大小和相对浓度从河流上游到下游均未呈现明显的区域变化趋势。该研究综合流域水体三维荧光光谱特征和紫外-可见光谱吸收特征,示踪了店埠河农业小流域水体特定时段DOM的组分来源,分析了其时空分布特征,从而为该流域的生态环境综合治理提供可靠的理论依据。