基于GF-1卫星遥感反演排水河沟水体溶存N_(2)O浓度模型对比研究

[目的]探究利用GF-1卫星数据反演水体溶存氧化亚氮(N_(2)O)浓度的可行性,为实现低成本、高效率的水质实时监测提供有效途径。[方法]以宁夏青铜峡灌区第1和第5排水河沟为研究对象,选取与排水河沟水体溶存N_(2)O浓度相关性高的GF-1卫星影像波段反射率和水质参数作为自变量,通过最优子集筛选法确定最优自变量组合,分别构建了多元线性回归、BP神经网络和支持向量机模型,对水体溶存N_(2)O浓度进行预测对比。[结果]水温(T)、溶解性有机碳(DOC)等是影响水体溶存N_(2)O浓度的主要因素,同时近红外(NIR)等卫星波段与水体溶存N_(2)O浓度变化趋势显著相关。当自变量包括T,NIR等7个因素时,模型预测效果最佳。在3种模型中,BP神经网络模型验证结果R^(2)为0.64,具有最高预测精度。[结论]GF-1卫星数据以及水质参数与水体溶存N_(2)O浓度存在复杂的相关性关系,且BP神经网络能够实现利用GF-1卫星数据较高精度地反演水体溶存N_(2)O浓度。

塿土土壤剖面中N_2O浓度的时间和空间变异

用土壤探头法对土玉米 -小麦轮作体系下不同剖面层次 N2 O浓度变化进行了 2 a的田间原位监测。结果表明 :土土壤剖面中 N2 O浓度具有较大的时间变异 ,表现为土壤 N2 O浓度在一年的不同时期变化较大 ,以温度高、水分充足的 7～ 8月份为最高 ,温度较低的冬季最低 ;全年中土壤剖面中各层 N2 O浓度在降水或者灌溉后均有一个峰值。从空间上来看 ,土壤不同剖面层次的 N2 O浓度的变化以 60 cm土层最高 ,表层 1 0 cm最低 ,浓度在剖面中的变化顺序为 1 0 cm<30 cm<1 5 0 cm<90 cm<60 cm。 2 a的研究结果相比 ,降水量较高的 1 999年土壤剖面各层的 N2 O浓度较高。 2 a试验期间对照和施肥处理各土壤层次的变异系数分别为 7.1 %～ 2 9.4%和 1 0 .8%～ 5 0 .9% ,其中 1 999年变异系数分别为 2 0 .2 %～ 2 9.4%和 32 .1 1 %～5 0 .9% ,2 0 0 0年分别为 7.1 4%～ 1 8.4%和 1 0 .8%～ 2 5 .9%。从变异系数上来看 ,1 999年高于 2 0 0 0年 ;施肥处理高于对照 ;N2 O浓度较高的下层土壤高于 1 0 cm表层土壤。两个处理 N2 O出现的时间和剖面变化趋势相同 ,但施肥处理各时期、各土层的浓度均高于对照。这些结果充分说明土土壤存在明显的反硝化N2 O气态损失 ,施肥显著地增加了其产生量 ,深层土壤 N2 O的产生是土 N2

碱性锌镍合金电镀中NiSO_4·6H_2O浓度对镀层的影响

过去,就碱性锌镍合金电镀液中镍离子含量对镀层镍含量、形貌及耐蚀性的影响研究不够。考察了镀液中NiSO4.6H2O浓度对碱性锌镍合金镀层质量的影响,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪和塔菲尔曲线分析了镀层的镍含量、形貌和性能。结果表明:锌镍合金镀层中镍含量随镀液中NiSO4.6H2O浓度的增加而增大,当NiSO4.6H2O低于8 g/L时,镀层镍含量低,晶粒粗大,不光亮;高于8 g/L时镀层镍含量较高,晶粒粗大、出现瘤状物,镀层会出现开裂现象;浓度为8 g/L时效果最好,镀层镍含量为12.56%,镀层平整、致密、光亮,具有良好的耐蚀性能。

基于O_2和CO浓度综合划定采空区“三带”

采用束管监测方法,在采空区后溜子处布置探测点,测定指标气体,详细分析了大佛寺40106工作面采空区O2和CO的实际分布情况,指出了采用O2和CO浓度综合划定采空区"三带"的方法,并基于此提出了采用MIN～MAX优化的方式对采空区"三带"进行了划分,并推导计算出了工作面的极限推进速度,有效指导了大佛寺煤矿40106工作面的防灭火工作.

水碳联合管理对稻田浅层土壤N_(2)O浓度剖面分布规律的影响

为揭示不同水碳管理对稻田土壤N_(2)O浓度产生的影响,将控制灌溉技术与秸秆还田、有机肥施用相结合,采用微电极技术,观测不同水碳管理模式下稻田土壤N_(2)O浓度剖面分布特征。结果表明,施肥后1~6 d内,控灌稻田土壤不同深度N_(2)O浓度小于常灌稻田,施肥后第8天开始,控灌稻田土壤不同深度N_(2)O浓度均显著大于常灌稻田(p<0.05),且2种碳管理模式下规律基本一致;秸秆还田和有机肥施用对控灌稻田土壤浅层(0~1 cm)N_(2)O浓度无显著影响,但在较深处(1~3 cm),秸秆还田N_(2)O浓度显著大于施用有机肥(p<0.05),2种碳管理模式对常灌稻田N_(2)O浓度的影响无明显规律;控灌模式配施有机肥N_(2)O浓度小于其他模式,施加分蘖肥后,CM(控灌+有机肥管理)处理N_(2)O浓度均值较CS(控灌+秸秆还田管理)、FM(常灌+有机肥管理)处理分别小35.1%和24.8%,差异显著(p<0.05),CM处理略小于FS(常灌+秸秆还田管理)处理,施加穗肥后,CM处理N_(2)O浓度均值较CS、FS、FM处理分别小45.5%、33.7%和18.8%,差异显著(p<0.05)。

H_(2)O浓度对填充床式反应器降解SF_(6)影响的实验研究

SF_(6)的强温室效应对全球气候的潜在影响已经引起了人们的高度担忧,对SF_(6)进行降解是处理SF_(6)的一种有效手段。文中基于填充床式反应器(PBR),针对系统中H_(2)O浓度对降解SF_(6)的影响进行了研究,并从降解效率与产物两个角度进行了分析。研究结果表明H_(2)O能够在PBR中产生大量的OH与H自由基,这些活性自由基能够与SF_(6)的初级分解产物进行次级反应从而促进其分解,提高了其降解率。实验发现,当SF_(6)体积分数为2%时,最有利于促进SF_(6)降解的水汽浓度为1%,其降解率达到95.69%。同时,H_(2)O的分解需要吸收环境中的自由电子,从而对PBR中的细丝放电存在抑制作用。H_(2)O浓度也对SF_(6)降解产物的体积分数与选择性存在较大影响,H_(2)O浓度的增加会使得最终生成物SO_(2)的体积分数增加,SOF_(4)体积分数降低;文中的研究增加了人们对于SF_(6)降解机理的理解,也为之后的工业应用作了铺垫。

N_2O浓度测量存在偏差的分析与改进

通过化工生产中的实例说明,导致仪表测量值出现偏差的原因并非都是仪表自身故障。处理这类问题时,要在实际应用过程中拓宽思路,综合分析,才能找到最佳的方案。

极端降水条件下土壤中O_(2)浓度对CO_(2)和N_(2)O浓度变化的调控作用

在干旱和半干旱区,降水是农田土壤温室气体排放的重要驱动因素,但极端降水条件下温室气体(CO_(2)、N_(2)O)浓度、排放特征及其与土壤O_(2)动态变化的关系尚不清楚。针对3种土壤管理措施(不施肥、施氮肥、秸秆还田),模拟极端降水(单次100 mm)条件下,高频率监测3种管理措施土壤O_(2)、CO_(2)和N_(2)O浓度及其地表CO_(2)、N_(2)O通量。与对照(单次10 mm)相比,极端降水条件下不施肥、施氮肥、秸秆还田3种处理N_(2)O累积排放量分别增加310%、440%和190%;CO_(2)累积排放量分别增加27%、1%和−11%;地表CO_(2)、N_(2)O通量与土壤CO_(2)、N_(2)O浓度动态变化基本一致,并存在显著正相关关系(P<0.05)。极端降水后土壤中O_(2)浓度呈现先降低后升高的趋势,而CO_(2)、N_(2)O浓度变化则呈相反趋势;土壤中CO_(2)、N_(2)O浓度与O_(2)浓度均呈显著负相关关系(P<0.05);但随着O_(2)浓度的降低,CO_(2)呈生长曲线型增长,而N_(2)O呈指数型增长。极端降水条件下土壤中O_(2)、CO_(2)和N_(2)O浓度变化达到峰值的时间较早。极端降水在促进土壤O_(2)浓度消耗的同时,也促进了土壤温室气体的产生与排放。本研究结果为明确雨养区农田土壤温室气体的排放机制提供了理论支撑。

硅胶管气样原位采集技术研究土壤N_2O浓度及通量变化

箱法被广泛用于监测土壤N2O排放通量,但在原位采集高浓度土壤N2O、全天候监测N2O通量变化、动态研究土壤剖面N2O的行为等方面存在弊端。本研究通过室内模拟硅胶管对N2O的通透性,探索硅胶管用于原位采集土壤气样的理论可行性。田间试验设施用铵态氮肥(NH4+)、施用硝态氮肥(NO3-)及施用硝态氮肥加葡萄糖(NO3-+C)等3个处理,同时安置硅胶管和采样箱,验证硅胶管法在原位采集高浓度土壤N2O气样、监测土壤N2O浓度以及排放通量的实际效果,并与箱法进行比较。结果表明,硅胶管内外的N2O气体经2.9 h达到95%的平衡,完全能满足大田采样要求;用硅胶管法原位采集高浓度土壤N2O气样的效果显著优于箱法采样。其浓度变化表现出明显的时间规律,浓度梯度法计算的N2O排放通量与箱法测定结果呈显著正相关,但数值偏低;偏低的程度取决于采样位置和土壤中N2O产生位置的匹配程度。建议采用埋于土壤表层的硅胶管计算地面N2O排放通量,或在不同土层埋入硅胶管研究土壤剖面N2O行为的时空变异。

生物炭施用对节水灌溉稻田土壤N2O浓度剖面分布的影响

为了揭示生物炭施用对节水灌溉稻田土壤N2O产生及排放的影响,本研究基于田间试验及微电极技术,分析了节水灌溉稻田土壤N2O浓度剖面分布对生物炭施用的响应。研究结果表明,在施肥后大部分时段,各处理稻田土壤N2O浓度自表层至下层呈现降低-增加-降低的趋势,在施肥后初期或后期会有所不同。蘖肥施用后中量生物炭施用(20 t/hm2)减少了节水灌溉稻田土壤剖面N2O浓度,穗肥施用后则相反。高量生物炭施用(40 t/hm2)增加了施肥后部分时段土壤剖面N2O浓度。淹水灌溉稻田土壤不同深度N2O浓度均显著高于控制灌溉稻田土壤。控制灌溉稻田N2O排放增加主要与节水灌溉的无水层管理促进了土壤中产生的N2O排放有关。研究结果可为更加全面评价节水灌溉稻田的环境效应,实现稻田水土资源的可持续利用提供科学依据。

综放工作面上隅角低氧及CO异常治理技术研究

为了解决采用注氮防灭火技术防治综放工作面采空区遗煤自燃时导致的工作面上隅角CO浓度异常和O_(2)浓度偏低的问题,研制了注氮管路自动控制系统,分析了注氮流量与工作面回风隅角CO浓度、O_(2)浓度之间的关系,通过实时监测工作面上隅角的CO及O_(2)浓度,反馈调节注入该工作面的氮气流量。研究表明,采空区注氮量的大小能够影响工作面上隅角气体浓度,通过自动管控系统调整注氮管路流量,能够实现对工作面上隅角O_(2)浓度和CO浓度的有效调节,可作为处理综放开采工作面上隅角CO及O_(2)浓度异常的一种高效的自动化措施。

湘潭O3浓度变化与气象要素影响分析及预报

利用2017—2021年湘潭O_(3)逐小时监测数据和气象数据,分析了湘潭O_(3)浓度变化、浓度超标状况及与气象要素之间的关系。结果表明:2017—2021年,湘潭O_(3)浓度分布呈北高南低趋势,但区域特征不十分明显。季节变化特征从高到低依次为夏季>秋季>春季>冬季。O_(3)浓度超标出现在4—11月,盛夏和秋季是O_(3)超标的主要时段,一般在10:00~21:00出现浓度超标,其中,12:00~17:00持续较高的超标率;湘潭O_(3)浓度超标日共分为6种天气形势,均压场型最多,占47.9%。通过对相关性较高的O_(3)影响因子进行多重线性回归,建立春、夏、秋、冬O_(3)浓度回归预报方程,利用2022年实况数据对方程预报结果进行检验,均有较好的预报效果。

纳米ZnO墨水的溶剂及浓度优化及其在钙钛矿太阳能电池中的应用

纳米金属Zn O作为界面缓冲材料能够有效提高基于有机金属卤化物-甲基碘化铵的钙钛矿(PVSK)太阳能电池的水氧稳定性,是溶液制备高稳定性钙钛矿太阳能电池的一个关键技术。而在器件的制备过程中,Zn O分散溶剂的渗透可能导致下层钙钛矿薄膜的结构物性发生变化,从而对器件性能造成显著的影响。为解决该问题,本文详细分析了不同极性有机溶剂对Zn O分散性的影响,研究了不同溶剂对PVSK/PCBM薄膜的吸收光谱和晶体结构的影响,最终获得了甲醇-正丁醇混合溶剂的体积比为1∶1、Zn O质量浓度为10 mg·m L-1的优化分散体系,为进一步开展全溶液法制备钙钛矿太阳能电池提供了重要指导。

小型养殖塘水体中CH_(4)、CO_(2)和N_(2)O浓度的时空变化特征及影响因素

养殖塘作为重要的温室气体排放源,水体中温室气体浓度的变化不仅是准确量化温室气体排放量的基础,还是明确其影响因素的重要依据.基于顶空平衡-气相色谱仪法对长三角一处典型的小型养殖塘水体中CH_④、CO_②和N_②O浓度的时空变化特征以及影响因素进行了分析.结果表明,除春季外,在水温影响下,CH_④和N_②O浓度在午间或午后出现高值;受水温和水生植物光合作用影响,CO_②浓度的高值出现在晨间光合作用较弱的时候.养殖塘水体中CH_④和CO_②浓度呈现秋季最高、冬季最低的季节变化特征,c(CH_④)在秋季和冬季的均值分别为176.34 nmol·L_(-1)和32.75 nmol·L_(-1),主要受气温、水温和溶解氧(DO)影响;c(CO_②)秋季和冬季的均值分别为134.37μmol·L_(-1)和23.10μmol·L_(-1),主要受水生植物光合作用和pH影响;c(N_②O)在夏季最高,冬季最低,均值分别为97.05 nmol·L_(-1)和19.41 nmol·L_(-1),主要受气温和水温影响.在空间上,垂直方向上,夏季养殖塘c(CH_④)随水深的加深而降低,表层与底层、中间层的浓度差值为71.28 nmol·L_(-1)和42.80 nmol·L_(-1),秋季随水深的加深而升高,底层与表层的浓度差值为163.94 nmol·L_(-1).c(CO_②)在夏季和秋季都表现为随着水深的加深而升高,其底层与表层的浓度差值分别为18.69μmol·L_(-1)和29.90μmol·L_(-1).N_②O浓度在垂直方向上无明显变化规律.水平方向上,夏季饲料及春季鸡粪投放的区域会出现CH_④、CO_②和N_②O浓度的高值,春季和夏季CH_④浓度约为其他区域的1.34~1.98倍和1.95~2.42倍,春季N_②O浓度和夏季CO_②浓度约为其他区域的1.13~1.26倍和1.39~1.74倍.

大气中O_3浓度变化对水稻影响的试验研究

本文利用 OTC- 1型开顶式气室对水稻进行了不同 O3浓度处理 ,试验研究了不同 O3浓度对水稻生长发育、生理过程和产品品质的影响。结果表明 :当大气中 O3浓度增加时 ,水稻的气孔阻力增加、光合作用速率下降、蒸腾速率也下降。水稻的生物量减少 ,产量下降 。

成都市O3浓度的时间变化特征及相关因子分析

为深入认知成都市O_3浓度的时间变化规律及其影响因子,基于2013年1月1日—12月31日市区站点O_3、NO、NO_2、NO_x的逐时监测资料以及成都市气象站的气象数据逐时观测资料,据此对O3的季变化、日变化、"周末效应"、"节假日效应"进行了讨论,并对其浓度影响因子进行分析。结果表明:成都市O_3浓度季变化呈现明显夏高冬低的特征,浓度最大值出现在8月。O_3浓度日变化为单峰型,夏季峰值出现在15:00,冬季峰值出现在16:00。市区存在"周末效应",即周末O_3浓度总体比工作日高;"节假日效应"则表现出复杂多变性,受气象条件以及人为活动等多种随机因素的影响。O_3日平均浓度与NO、NO_2、NO_x、相对湿度呈明显负相关,与温度、风速呈明显正相关。

O_3浓度升高对油松光合作用的影响

采用开顶箱(OTC)设施试验方法,研究分析了O3浓度升高处理对沈阳市主要绿化树种油松光合生理特性的影响。结果表明,与对照相比,高浓度O3处理下油松叶片净光合速率随着处理时间的延长显著降低(P<0.01);类胡萝卜素含量变化复杂,处理初期显著降低(P<0.05),随后迅速升高,随着处理时间延长与对照无显著差异。chla与chl(a+b)含量变化相似,表现为先升高后降低的趋势,而chlb含量则显著低于对照(P<0.05);可溶性糖含量无显著变化,淀粉积累在处理初期受到明显的抑制作用,随着处理时间的延长无显著变化;可溶性蛋白含量均低于对照,并随着处理时间的延长下降幅度增大。叶片中MDA含量显著增加,并且随着处理时间的延长差异变大;类胡萝卜素含量的变化与MDA含量的显著增加引起了光合作用的下降,导致了可溶性蛋白和淀粉含量的下降。

FACE条件下O_3浓度增高对小麦产量和籽粒充实的影响

【目的】探讨近地层大气O3浓度增高对小麦生产的影响。【方法】2007—2009年度应用FACE研究平台,以O3自然浓度(A-O3)为对照,设计O3浓度增高50%(E-O3)进行对比试验,采用烟农19、扬麦16、嘉兴002、扬麦15和扬辐麦2号等5个品种为对象,研究大气O3浓度增高50%对不同基因型小麦品种籽粒产量及其构成因素的影响。【结果】O3浓度增高显著降低小麦籽粒产量,降幅为10.10%—34.51%,平均为19.74%,品种、年度间存在显著或极显著差异。O3浓度增高条件下千粒重降低17.88%(10.16%—29.47%);每穗粒数下降3.47%(-1.53%—11.90%),但穗数平均较对照增加0.95%(-14.58%—23.74%),处理、品种和年度间存在显著或极显著差异。O3浓度增高50%使籽粒长、宽、厚和籽粒体积分别减小0—4.16%、7.95%—20.24%、2.66%—11.00%和8.5%—31.5%;皱缩指数增大0.23%—36.66%,籽粒灌浆速率降低,籽粒充实度变化为-21.40%—3.76%,最终导致粒重降低。【结论】FACE条件下O3浓度增高使籽粒灌浆物质来源不足,籽粒库容变小,充实度降低,粒重变小,最终导致小麦籽粒产量下降。

CO2和O3浓度升高对春小麦活性氧代谢及抗氧化酶活性的影响

【目的】揭示CO2和O3浓度升高及其复合作用对植物活性氧(ROS)代谢及抗氧化酶活性的影响机理。【方法】以春小麦(Triticum aestivum L.)为试材,利用开顶式气室(OTCs)研究CO2和O3浓度升高及其复合作用下,春小麦叶片膜脂过氧化程度,活性氧产生速率、含量及抗氧化酶活性的变化。【结果】在整个生育期内,与对照相比,高浓度CO2[(550±20)μmol·mol-1]处理下,春小麦叶片相对电导率、MDA含量减小,产生速率、H2O2含量下降,SOD、CAT、POD和APX活性增强;而在O3浓度为(80±10)nmol·mol-1的条件下,春小麦叶片相对电导率、MDA含量增大,产生速率、H2O2含量升高,SOD、CAT、POD和APX活性总体上有所减弱;CO2和O3浓度升高复合[(550±20)μmol·mol-1+(80±10)nmol·mol-1]处理下,春小麦叶片MDA含量、产生速率和SOD活性总体上低于对照,而相对电导率、H2O2含量以及CAT、POD和APX活性总体上增加。【结论】CO2浓度升高抑制了春小麦叶片活性氧的代谢速率,提高了抗氧化酶的活性,对春小麦表现为保护效应,而O3浓度升高促进了春小麦叶片活性氧的代谢速率,降低了抗氧化酶的活性,对春小麦表现为伤害效应。在CO2和O3浓度升高复合处理下,CO2浓度升高在一定程度上缓解了O3浓度升高对春小麦的伤害效应,而O3浓度升高亦在一定程度上削弱了CO2浓度升高对春小麦的保护效应。

CO2和O3浓度升高及其复合作用对玉米(Zea mays L．)活性氧代谢及抗氧化酶活性的影响

为了揭示CO2和O3浓度升高及其复合作用对植物活性氧(ROS)代谢及抗氧化酶活性的影响机理,以玉米(Zea maysL.)为研究材料,利用开顶式气室(OTCs)研究了CO2和O3浓度升高及其复合作用下,玉米叶片活性氧产生速率、含量,膜脂过氧化程度,抗氧化酶活性,净光合速率及玉米籽粒产量的变化。结果表明,在整个生育期内,与对照相比,高浓度CO2((550±20)μmo.lmol-1)处理下,玉米叶片净光合速率升高,O2-.产生速率、H2O2含量下降,MDA含量、相对电导率减小,SOD、CAT、POD活性增强,玉米百粒重和穗粒数增加;而在O3浓度为(80±10)nmo.lmol-1的条件下,玉米叶片净光合速率下降,O-2.产生速率、H2O2含量升高,MDA含量、相对电导率增大,SOD、CAT、POD活性减弱,玉米百粒重和穗粒数降低;CO2和O3浓度升高复合((550±20)μmo.lmol-1+(80±10)nmo.lmol-1)处理下,玉米叶片的净光合速率、H2O2含量、SOD活性先升高后降低,MDA含量、相对电导率、CAT活性增加,POD活性减弱,而O-2.产生速率几乎不变化,且玉米的百粒重和穗粒数略低于对照。以上结果说明,CO2浓度升高抑制了玉米叶片活性氧的代谢速率,提高了抗氧化酶的活性,从而增强了光合作用,使玉米籽粒产量增加,对玉米表现为保护效应,而O3浓度升高促进了玉米叶片活性氧的代谢速率,降低了抗氧化酶的活性,抑制了光合作用,使玉米籽粒产量下降,对玉米表现为伤害效应。在CO2和O3浓度升高复合处理下,CO2浓度升高在一定程度上缓解了O3浓度升高对玉米的伤害效应,而O3浓度升高亦在一定程度上削弱了CO2浓度升高对玉米的保护效应。