通过成结模拟器研究n^(+)-n^(-)-p碲镉汞高温探测器

第三代红外探测器发展的一个重要方向是高工作温度探测器。对于碲镉汞n-on-p探测器而言,n^(+)-n^(-)-p结构以及良好的钝化工艺能够有效的抑制暗电流的产生,从而在高工作温度条件下获得较好的探测器性能。基于自行开发的成结模拟器,对n^(+)-n^(-)-p结构地高温器件进行了工艺仿真和器件仿真,获得成结过程的制备参数,并结合抑制表面漏电的组分梯度钝化工艺,将高工作温度下的暗电流抑制至理论极限,研制出可以在更高温度工作下的碲镉汞n-on-p红外焦平面探测器。经测试,中波n-on-p红外焦平面器件在不同工作温度下性能优异,在80 K工作温度下噪声等效温差(NETD)达到了6.1 mK,有效像元率为99.96%;而在150 K工作温度下噪声等效温差(NETD)为11.0 mK,有效像元率为99.50%,达到了同类器件的理论极限。

考虑软化和扩容的圆形巷道围岩Z-P准则弹塑性解

巷道围岩受应力作用表现出的软化、扩容行为对巷道的变形和破环有重大影响。为了研究软化、扩容特性对巷道围岩稳定性的影响,根据岩体的软化特性,建立理想的弹性软化模型,将围岩分为弹性区、塑性软化区和破裂区;基于Zienkiewicz-Pande准则和非关联流动法则,考虑围岩的软化、扩容特性,推导出含中间主应力的圆形巷道弹塑性解析解;将Z-P准则与M-C、D-P等准则进行比较,分析了软化模量、扩容等因素对巷道围岩的影响。结果表明:Z-P准则可良好地适用于发生软化、扩容的巷道;中间主应力系数为0.4时,围岩塑性区范围最小,围岩位移最小,塑性区内应力最大;软化模量越大,围岩破裂区半径越大;剪胀角越大,塑性区位移越大,破裂区半径越大;支护阻力越大,巷道塑性区范围越小,且提高支护阻力能有效控制巷道围岩的变形。

基于JNK-p62/SQSTM1信号通路探讨糖肾煎对2型糖尿病肾病大鼠足细胞的保护作用

目的 基于c-Jun氨基末端激酶(JNK)-p62/螯合体(SQSTM1)信号通路探讨糖肾煎对2型糖尿病肾病(DN)大鼠足细胞的保护作用。方法 SD大鼠随机分成正常组、DN组、糖肾煎低、中、高[生药5、10、20 g/(kg·d)]剂量组(糖肾煎-L、M、H组)、二甲双胍组[100 mg/(kg·d)]。除正常组外,其余各组通过喂养高脂高糖饲料和腹腔注射链脲佐菌素(STZ)进行DN模型构建。药物干预结束后,检测大鼠血生化指标空腹血糖(FBG)、负荷后2 h血糖(P2 h BG)、血肌酐(SCr)、血尿素氮(BUN)水平;苏木素-伊红(HE)、六胺银(PASM)染色观察肾组织病理学变化;透射电镜(TEM)观察肾小球基底膜损伤和足细胞变化情况;Western印迹检测肾组织中微管相关蛋白1A/1B-轻链(LC)3、p-JNK、JNK、p62/SQSTM1、肾病蛋白(Nephrin)蛋白表达。结果 与正常组比较,DN组FBG、P2 h BG、SCr、BUN水平及p62/SQSTM1蛋白表达明显升高,LC3-Ⅱ、Nephrin蛋白表达和p-JNK/JNK明显降低(P<0.05);光镜下观察到肾小球缩小、管丛系膜明显扩张,并有基底膜增生增厚等现象;TEM下观察到肾小球基底膜增厚、足细胞排列紊乱、形态改变、足突融合等现象。与DN组比较,糖肾煎-L、M、H组和二甲双胍组FBG、P2 h BG、SCr、BUN水平及p62/SQSTM1蛋白表达明显降低,LC3-Ⅱ、Nephrin蛋白表达和p-JNK/JNK明显升高(P<0.05);并且肾小球基底膜增厚、足细胞足突融合等情况均获得一定程度减轻。结论 糖肾煎对2型DN大鼠足细胞具有一定保护作用,可能是通过调控JNK-p62/SQSTM1信号通路,提高足细胞自噬,从而起到肾脏保护功效。

桑黄素通过抑制ERK1/2-p38信号通路介导对老年大鼠骨骼保护作用

【目的】探讨桑黄素(SSS)治疗对老年大鼠骨代谢及骨量影响,并阐明其可能的作用机制。【方法】10只3月龄年轻雌性Sprague-Dawley(SD)大鼠和20只24月龄老年雌性SD大鼠随机分为3组,对照组(CON,10只年轻大鼠)、模型组(MOD,10只老年大鼠)和桑黄素组(SSS,10只老年大鼠)。在实验过程中,SSS组每日接受腹腔注射桑黄素(10 mg/kg)治疗。治疗为期12周,待治疗结束后使用Micro-CT、HE染色切片、血清学检测以及蛋白质印迹观察治疗效果以及可能的机制。【结果】治疗12周后,与MOD组相比,SSS组的大鼠骨小梁数量和密度得到明显的改善。SSS组左侧股骨BMD、Conn.D、Tb.N、Tb.Th和Tb.Sp较MOD组明显改善(P<0.05)。治疗12周时,SSS组CTX-1、骨钙素、TRACP-5b和PINP水平较MOD显著降低(P<0.05)。和MOD组比较,SSS组的大鼠ERK1/2-p38信号通路显著抑制,ERK1/2和p38水平显著降低,比较有统计学差异(P<0.05)。【结论】桑黄素通过抑制ERK1/2-p38信号通路和降低骨转换来介导对老年大鼠骨骼保护作用。

非线性M-C强度准则下预应力锚索加固边坡时效稳定性分析M-P法

拓展传统极限平衡方法在复杂条件下边坡稳定性分析中的适用性一直是岩土工程界的研究热点。众所周知,边坡岩土体剪切失效一般服从于非线性强度准则,而传统极限平衡方法仅适用于线性强度准则下边坡稳定性分析。此外,预应力锚索作为一种主动防护措施,可极大地即时提高边坡稳定性而被广泛应用于中、大型边坡工程加固。然而,在应力松弛、蠕变效应以及腐蚀环境影响下预应力锚索加固边坡稳定性时效特征往往被忽视。由此,基于Morgenstern-Price(M-P)法,嵌入非线性Mohr-Coulomb(M-C)强度准则,并融入应力松弛与蠕变效应下锚索预应力损失模型以及腐蚀环境下锚索性能劣化模型,从而,建立非线性强度准则下预应力锚索加固边坡安全系数时程表达式。进一步,为了解决非线性强度准则下隐式嵌套公式难以求解的问题,归零化条间法向力初始值,并应用迭代循环求解策略,在引入循环终止允许误差判别条件后,可实现边坡稳定性理论真实结果的逼近求解。经过后续算例对比分析,验证了所提方法的可行性和合理性,与此同时,还研究了不同预应力损失速率和不同锈蚀环境下预应力锚索加固边坡稳定性的时效变化规律。

六味地黄汤对阿霉素肾病小鼠尿蛋白及肾小球p-p38 MAPK、α-actinin-4、synaptopodin的影响

目的探讨六味地黄汤对阿霉素肾病(adriamycin nephropaghy,ADRN)小鼠尿蛋白的干预作用及可能机制。方法30只SPF级雄性C57BL/6小鼠随机选取5只为空白组,余下小鼠以单次尾静脉注射阿霉素(0.01 g·kg^(-1))复制ADRN模型,2周后将造模成功的小鼠随机分为模型组、贝那普利组及低、中、高剂量六味地黄汤组,每组5只。空白组、模型组予等体积注射用水灌胃,贝那普利组予0.0013 g·kg^(-1)贝那普利灌胃,低、中、高剂量六味地黄汤组分别予9.75、19.5、39 g·kg^(-1)六味地黄汤灌胃,每日1次,连续8周。自动生化仪检测小鼠24 h尿蛋白定量、血清白蛋白、血清肌酐、血清钾;HE染色法、电镜观察小鼠肾脏病理改变及足突形态;免疫组织化学法、Western bolt检测小鼠肾脏磷酸化p38 MAPK(phosphorylated p38 MAPK,p-p38 MAPK)、α-辅肌动蛋白-4(α-actinin-4)、突触孔蛋白(synaptopodin)的表达;RT-PCR检测小鼠肾脏α-actinin-4、synaptopodin mRNA表达。结果与空白组比较,模型组小鼠体质量、24 h尿量、血清白蛋白降低,24 h尿蛋白定量升高(P<0.05);肾小球系膜细胞增生,部分系膜区扩大、肾小管蛋白管型,间质可见炎性细胞浸润,足突广泛融合;α-actinin-4蛋白及mRNA、p-p38 MAPK蛋白表达升高(P<0.05),synaptopodin蛋白及mRNA表达降低(P<0.05)。与模型组比较,各干预组病理改变及足突融合均得到不同程度改善,贝那普利组及中、高剂量六味地黄汤组24 h尿蛋白定量减少,高剂量六味地黄汤组p-p38 MAPK蛋白表达降低(P<0.05),低、中、高剂量六味地黄汤组synaptopodin蛋白及mRNA表达均升高(P<0.05)。贝那普利组及低、中、高剂量六味地黄汤组组间比较,各指标差异无统计学意义(P>0.05)。结论六味地黄汤可能通过抑制p38 MAPK通路活化和上调α-actinin-4、synaptopodin蛋白及mRNA表达,改善肾脏病理及足突融合,减轻足细胞损伤,减少ADRN小鼠尿蛋白。

基于高磷铁矿制备Fe-P合金催化剂用于高效全解水反应

本工作首次报道了一种高磷铁矿协同纯Ca_(3)(PO_(4))_(2)熔融还原并结合单辊旋淬技术制备Fe-P合金带材催化剂的短流程冶金工艺,该工艺具有成本低、产品附加值高、易于工业化的优点。针对电催化析氢合金催化剂低成本高效制备难题,国内外学者进行了重点研究。因此,通过短流程冶金的方法制备Fe-P合金带材催化剂并将其用于电催化制氢(HER)领域,一方面降低了冶金过程中二氧化碳和其他大气污染物的排放,另一方面为冶金资源实现“大型化、清洁化、连续化、自动化”再利用平台搭建提供了指导方案,有望解决催化剂技术在发展中存在的“卡脖子”问题。

TWIP钢表面Ni-P化学镀层组织结构及性能研究

目的在孪生诱发塑性钢(TWIP)表面制备Ni-P镀层,提高TWIP钢的耐腐蚀性能。方法通过化学镀工艺在TWIP钢表面制备了高磷Ni-P镀层,并进行不同温度的热处理,利用扫描电镜及能谱仪、X射线衍射仪及原子力显微镜等探究了热处理温度和时间对Ni-P镀层形貌和组织结构的影响。通过电化学方法研究了TWIP钢表面镀层的耐蚀性能。结果随着热处理温度的升高,镍磷原子发生迁移,胞状组织边界模糊,粗糙度降低,其中600℃热处理镀层表面最为致密平整。随着热处理温度的升高,镀层组织结构演变过程如下:非晶态(普通镀层)→非晶态部分晶化,Ni12P5、Ni5P2等亚稳态镍磷化合物析出(300℃)→非晶态完全晶化、稳态Ni3P相长大(400℃)→晶粒长大(500℃、600℃)。Ni-P镀层能够明显提升TWIP钢的耐腐蚀性能。随着热处理温度的升高,镀层的耐蚀性能先降低后升高。600℃热处理1h镀层的腐蚀电流密度为0.25μA/cm^(2),与普通Ni-P镀层相比降低了80.9%,与TWIP钢基体相比降低了99.6%。600℃热处理镀层光滑致密无缺陷的表面促进了保护性氧化膜的产生,使镀层的耐蚀性能提高。结论合适的热处理工艺提高了Ni-P镀层的致密性和保护能力,光滑致密无缺陷的镀层能够为TWIP钢提供良好的防护。

USP7-MDM2-p53信号轴对子宫内膜癌细胞增殖、凋亡和细胞周期的影响

目的:探讨泛素特异性蛋白酶7(USP7)调节Mdm2 p53结合蛋白同源物(MDM2)-p53轴对子宫内膜癌细胞增殖、凋亡和细胞周期的影响。方法:Western blot检测人子宫内膜癌组织、癌旁组织、人子宫内膜上皮细胞hEEC及人子宫内膜癌细胞系Ishikawa、HEC-1-A、KLE中USP7蛋白表达。将Ishikawa细胞分为NC组、P22077(USP7抑制剂)组、pcDNA组、pcDNA-MDM2组、P22077+pcDNA组、P22077+pcDNA-MDM2组,CCK-8法和克隆形成实验检测Ishikawa细胞增殖;流式细胞术检测Ishikawa细胞凋亡与细胞周期变化;Western blot检测Ishikawa细胞中USP7、细胞周期蛋白D1(CyclinD1)、周期素依赖性激酶2(CDK2)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)、MDM2、p53蛋白表达。以RG7388(MDM2抑制剂)或PFT-α(p53抑制剂)与20μmol/L P22077共处理Ishikawa细胞48 h以验证USP7-MDM2-p53信号轴上下游关系。结果:USP7蛋白在子宫内膜癌组织和细胞中高表达,且Ishikawa细胞中USP7蛋白表达量最高,因此,选择Ishikawa细胞为研究对象。与NC组比较,P22077组Ishikawa细胞OD 450值、克隆形成率、S期和G 2/M期细胞数、USP7、CyclinD1、CDK2、MDM2蛋白表达降低,细胞凋亡率、G_(0)/G_(1)期细胞数、p53、Bax蛋白表达升高(P<0.05);与NC组、pcDNA组比较,pcDNA-MDM2组Ishikawa细胞OD 450值、克隆形成率、S期和G 2/M期细胞数、USP7、CyclinD1、CDK2、MDM2蛋白表达升高,细胞凋亡率、G_(0)/G_(1)期细胞数、p53、Bax蛋白表达降低(P<0.05);与P22077组、P22077+pcDNA组比较,P22077+pcDNA-MDM2组Ishikawa细胞OD 450值、克隆形成率、S期和G 2/M期细胞数、USP7、CyclinD1、CDK2、MDM2蛋白表达升高,细胞凋亡率、G_(0)/G_(1)期细胞数、p53、Bax蛋白表达降低(P<0.05)。p53为USP7-MDM2通路下游分子。结论:抑制USP7表达可能通过下调MDM2来激活p53进而抑制Ishikawa细胞增殖、促进细胞凋亡及周期停滞。

化学镀Ni-P/Sn2.5Ag0.7Cu0.1RE微连接焊点热时效过程组织与性能

为探究化学镀Ni-P无铅焊点在热时效作用下的组织与性能,采用化学镀方法在T2紫铜表面制备Ni-P层,使用Sn_(2.5)Ag_(0.7)Cu_(0.1)RE钎料通过回流焊方法制备化学镀Ni-P无铅焊点。结果表明:微焊点Ni-P/钎缝过渡区域金属间化合物(IMC)初始组织为呈块状的(Ni,Cu)_(3)Sn_(4),平均厚度为1.5μm。在180℃条件下时效100 h过程中,微焊点Ni-P/钎缝过渡区(Ni,Cu)_(3)Sn_(4)IMC形貌逐渐转变为层状并增厚至3.3μm,微焊点剪切断裂位置由钎缝处向Ni-Sn-P/IMC交界处转移,断裂方式由韧性断裂转变为脆性断裂,相应微焊点的推剪力由初始的16 N下降11.9%。

基于L型轮辐结构膜片的窄频光纤F-P声波传感器研究

光纤声传感器被广泛应用在工业、医疗等领域。为了提高光纤F-P声传感器的性能,本文提出了一种L型轮辐结构的F-P传感膜片。膜片的厚度为15μm、梁宽度为0.5 mm、中心膜片的半径为1 mm。膜片由激光加工技术在304不锈钢上刻蚀而成。实验对1000 Hz下的传感器灵敏度进行研究,将传感器应用于光声池共振频率为1600 Hz的光声光谱气体检测系统中,并实现对50~100×10^(-6)的乙炔(C_(2)H_(2))气体浓度测量。实验结果表明,该传感器在1000 Hz下的声压灵敏度为25.4 nm/Pa,传感器可实现的最小可探测声压(MDP)为38.2μPa/Hz^(1/2)@1 kHz,声压信噪比为76.8 dB。实验所得到的光声光谱二次谐波信号的峰值与乙炔浓度呈现良好的线性关系,乙炔浓度的响应度为1.8 pm/10^(-6)。该传感器在光声光谱等单频声信号检测领域具有广泛的应用前景。

基于D-P准则的天然气水合物井壁稳定性研究

钻井过程中,钻井液对水合物地层产生热交换作用,同时钻井液侵入会影响水合物稳定,两者均引起井周应力场变化,导致井壁坍塌等复杂情况,严重制约着天然气水合物资源高效开发。基于线性热弹性多孔介质理论建立了热流固耦合的水合物斜井井周应力模型,引入欧拉变换考虑三维地应力大小和方向的随机性,采用D-P准则强化中间主应力对水合物井壁稳定的影响,并开展了井斜角/方位角、水合物饱和度、井壁渗透性以及钻井液温度等因素对水合物井壁稳定的研究。研究结果表明:井斜角对井壁的稳定性具有更大的影响,井斜角每增加30°坍塌压力变化0.155 MPa,方位角每增加30°坍塌压力变化0.112 MPa。水合物从高到低饱和度的分解过程,前期地层强度缓慢降低,后期快速降低。水合物地层的有效孔隙度增加使得钻井液侵入量增加,致使地层有效应力降低,导致地层的变形和破裂,增加井壁失稳风险。水合物地层对高于相平衡温度(285 K)的钻井液较为敏感,每升高1 K坍塌压力当量密度约增加0.0069 g/cm^(3),相反则表现较为迟钝。在进行钻井作业时,选用合适的高抑制性、低温钻井液有助于控制水合物的分解以及减少钻井液侵入,进而降低水合物井壁失稳风险。研究结果可为天然气水合物井壁稳定性研究提供参考。

低浓度硫酸铜对化学镀Ni-P镀层微观结构及性能的影响

为改善镍磷(Ni-P)镀层的表面质量、提高Ni-P镀层的性能,在化学镀Ni-P镀液中加入少量的硫酸铜(CuSO_(4)·5H_(2)O)制备Ni-P镀层。利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪分析了镀层的表面形貌、成分和结构,研究了CuSO_(4)·5H_(2)O浓度对镀层的微观结构、表面粗糙度、光泽度、硬度、耐磨性和耐蚀性的影响。研究表明:当CuSO_(4)·5H_(2)O浓度为0.1 g/L时,镀层为致密的非晶态节瘤状组织,具有最佳的耐蚀性;当CuSO_(4)·5H_(2)O浓度为0.2 g/L时,镀层表面质量最好,硬度高、耐磨性优异,但镀层中出现少量微晶态Ni-Cu固溶体,耐蚀性下降;当CuSO_(4)·5H_(2)O浓度超过0.2 g/L后,镀层为混晶态菜花状组织,镀层表面的质量和耐蚀性随CuSO_(4)·5H_(2)O浓度的增加不断恶化。

学龄前儿童感觉统合能力评估工具(CASI-P)的信效度研究

学龄前时期(3~6岁)是儿童生长发育的关键期,感觉统合是儿童全面发展的基础,感觉统合评估对于早期筛查、干预、标准治疗儿童感觉统合失调有重要指导意义与参考价值。根据Ayres感觉统合基本理论,结合国内外相关文献,经专家审查形成初始量表并对1896名学龄前儿童的感觉统合能力进行调查,分析量表的Cronbach’s α系数、分半信度、内容效度与结构效度。分析结果表明,学龄前儿童感觉统合能力评估量表具有良好的信度与效度,适用于国内学龄前儿童感觉统合能力的测评,有助于制订更科学的干预方案,探索更有效的干预技术。

基于N-P关联式计算溶剂化吉布斯自由能

溶剂化吉布斯自由能(ΔG_(solv))是一个重要的热力学参数,广泛用于化学、生物、药理等领域.尽管计算溶剂化吉布斯能的模型众多,但仍缺乏简易高效的预测模型.本文提出一种基于Arrhenius方程的N-P关联式计算方法,其中参数N、P分别描述溶剂-溶质体系的非极性效应及极性效应对溶剂化吉布斯能的贡献.当溶剂及溶质分子被赋予经验参数N、P值时,基于N-P关联式能对任何溶剂-溶质对的溶剂化吉布斯能进行计算.将6 238个溶剂化吉布斯能数据对N-P关联式进行了测试,均方根误差仅为0.698 kcal/mol,低于测试精度1 kcal/mol,证实了本文提出的N-P关联式能快速计算溶剂化吉布斯自由能.

猪肺炎支原体P46-P65重组蛋白的表达及间接ELISA抗体检测方法的建立

为建立猪肺炎支原体(Mhp)血清学调查及免疫评估方法,本研究利用DNAStar生物学软件对Mhp的P46和P65进行抗原表位分析,利用重叠延伸PCR(SOE-PCR)获得P46-P65融合基因,构建重组表达质粒pETP46-P65,将其转化大肠杆菌BL21(DE3)感受态细胞,经诱导后获得了可溶性表达的重组P46(aa33~aa419)-P65(aa307~aa627)蛋白(rP46-P65)。以纯化的r P46-P65为包被抗原,经优化各反应条件后建立了检测Mhp抗体的间接ELISA方法。特异性试验结果显示所建立的方法与CSFV、FMDV、PEDV、PCV2、PRV、PRRSV和APP等阳性血清均无交叉反应。该方法可检测到最高稀释至6 400倍的Mhp阳性血清,批内和批间变异系数均小于5%。利用IDEXX试剂盒和本研究建立的方法同时检测298份临床血清样品,前者的检测阳性率为62.4%(186/298),后者的检测阳性率为73.8%(220/298),两者检测结果的总符合率为88.6%。IDEXX检测为阳性的血清,采用本研究建立的ELISA方法检测也均为阳性;而部分Mhp阳性猪经IDEXX试剂盒检测为阴性的血清,该ELISA方法检测结果却为阳性,其中79.4%(27/34)检测结果有差异的血清经Mhp颜色变化试验证明均为阳性,表明本研究建立的ELISA方法的敏感性明显高于IDEXX方法。本研究建立的检测猪Mhp抗体的间接ELISA方法与目前广泛使用的方法相比优势明显,为临床血清流行病学调查及血清抗体水平评估提供了可行方法。

Hes1调控AKT-MDM2-p53-PTEN通路的一种物理机制

基于Hill动力学与Michaelis-Menten方程,建立理论模型研究发状分裂相关增强子1(Hairy and enhancer of split 1,Hes1)调控蛋白激酶B(Protein Kinase B,AKT)-鼠双微体2(Murine Double Minute2,MDM2)-抗癌基因p53(p53)-第10号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源的基因(Phosphatase and tensin homolog deleted on chromosome ten,PTEN)通路的一种物理机制.研究发现,Hes1通过与PTEN结合抑制PTEN表达,并调控AKT信号.表明了Hes1蛋白的合成,以及Hes1与PTEN相互作用调控AKT-MDM2-p53-PTEN通路信号,将会有效地控制细胞结果.Hes1作为AKT-MDM2-p53-PTEN信号通路中上游调节的重要因素,还可以在一定程度上通过影响p53蛋白功能,改变p53对肿瘤的抑制性.理论结果可用于预测Notch通路信号异常诱导的致癌性,并进一步揭示了Notch信号通路影响细胞AKT-MDM2-p53-PTEN通路的激活机制.

基于线性和双曲型Drucker-Prager准则的水泥环完整性研究

水泥环在油井使用中起着至关重要的作用,它可防止层间错流,并为套管提供支撑。考虑到井下条件的复杂环境,数值模拟在水泥环完整性评价中起着重要作用,准确描述水泥环的力学性能变得越来越重要。本文对水泥石的破坏准则进行了研究。为了预测不同胶结石的强度特性,对胶结石进行了单轴拉伸和三轴压缩实验。根据实验结果,采用线性Drucker-Prager(D-P)准则和双曲型D-P准则对水泥石的破坏进行了预测。采用热-力耦合有限元模型对高温条件下水力压裂过程中水泥环的完整性进行了评价。实验结果表明,双曲型D-P准则在压缩剪切和拉伸破坏方面都比线性D-P准则具有更好的精度。

铝合金化学镀Ni-P合金的研究进展

本文分析了铝合金化学镀的特点,综述了铝合金化学镀Ni-P合金、Ni-W-P等三元合金、Ni-P/Ni-B双层复合镀及Ni-P-微粒化学复合镀的工艺流程及应用。

菹草(Potamogeton crispus)叶面CaCO_(3)-P沉淀物产生的关键影响因子分析

沉水植物光合作用形成的微环境有利于水体中钙和磷形成CaCO_(3)-P共沉淀,但在不同水环境因子下水体中钙和磷形成CaCO_(3)-P共沉淀的能力不同。本研究以菹草(Potamogeton crispus)为研究对象,研究不同钙浓度(0、20、35、50、65 mg/L)、碱度(0、100、200、300、400 mg/L CaCO_(3))、磷浓度(0、0.1、0.2、0.3、0.4 mg/L)和温度(11、14、17、20℃)对菹草削减水体磷的能力及对CaCO_(3)-P共沉淀产生的差异,并通过分析无植物对照组培养液的饱和指数变化趋势,揭示植物介导下CaCO_(3)-P的发生规律,为湖泊生态修复中沉水植物的选择提供理论依据。结果表明:①在菹草培养组中,总磷(TP)和溶解性磷酸盐(SRP)浓度显著下降,并且不同处理组之间存在显著差异。随着钙浓度的增加,各处理组的TP和SRP浓度均呈减小趋势,而添加钙浓度导致减幅进一步提高。相比之下,在无菹草对照组中,TP和SRP浓度没有显著变化。这表明菹草的引入促进了水中磷的去除效率。②各处理组CaCO_(3)-P共沉淀量随碱度的增加而增加,碱度为400 mg/L CaCO_(3)时,产生最大CaCO_(3)-P共沉淀量,说明菹草在碱性水环境中更有利于产生CaCO_(3)-P共沉淀。共沉淀在中等磷水平(0.2 mg/L)产生量最高,每株菹草每天平均产生23.12 mg共沉淀量。实验验证了自然水体磷浓度对菹草叶面CaCO_(3)-P共沉淀量的产生差异较小,共沉淀在中等温度水平(17℃)含量最高,每株菹草每天平均产生16.61 mg共沉淀量,说明菹草在适宜温度下产生共沉淀的差异不大。以上结果表明,碱度相较于磷浓度及温度对菹草的CaCO_(3)-P共沉淀量影响更大。③在水环境因子相同的情况下,无菹草对照组碳酸钙饱和指数(方解石和霰石饱和指数)均大于0,说明有结晶趋势,但在实验期间并未产生沉淀,而添加菹草的处理组产生了不等量的CaCO_(3)-P共沉淀,表明沉水植物也可通过共沉淀的方式削减水体磷负荷,为湖泊富营养化的治理提供理论支撑。