生物兼容水基磁流体的制备和性质

用天冬氨酸和谷氨酸化学吸附在纳米四氧化三铁粒子表面，制备得到强生物亲合性的水基磁流体。这种磁流体在磁性药物载体、磁共振造影剂和磁高热治疗肿瘤等领域有良好的应用前景。用体系的电导和旋光度参数表征了两种氨基酸化学吸附在磁粒子表面的过程，研究了酸度、氧化钠浓度、天冬氨酸和谷氨酸的吸附等因素对磁流体的磁性和稳定性的影响。磁测量表明，该磁流体对空气较敏感，60天后饱和磁化强度衰减17％；若保存在磨口瓶中，60天后饱和磁化强度基本不变，可应用于生物医药中。     

1988-2016年洞庭湖大型底栖动物群落变化及驱动因素分析

洞庭湖是我国第二大淡水湖泊,其水文条件对湖泊湿地生态系统健康的维系发挥着不可替代的作用.近年来,水环境恶化日益威胁湖区水生态系统健康.然而,有关底栖动物水生态健康评价的研究仍然停留在物种群落结构方面,缺乏底栖动物群落功能对水污染响应的研究,尤其在较长时间尺度上.因而,本研究分析了19882016年近30 a来洞庭湖的水质和底栖动物群落数据,探寻底栖动物群落功能对水环境恶化的响应规律.结果表明,洞庭湖水体总氮浓度是威胁底栖动物物种和功能群落变动的主要因素.此外,不断恶化的水环境驱动底栖动物物种和功能群落结构改变,表现为敏感水生昆虫的比例下降,寡毛类、小型软体动物比例的上升,并伴随着体长为1.00~1.99 cm、背扁型、侧扁型、不移动等功能性状类别比例的下降.同时,水环境恶化降低物种丰富度、功能丰富度和劳氏二次熵多样性.基于距离的冗余分析结果显示,水体氮营养盐、重金属离子和有机污染物共同驱动底栖动物物种群落结构的变异,而营养盐类与无/有机污染物决定着其功能群落结构的变异.鉴于洞庭湖水质不断恶化的状况,本研究建议采取一系列措施,包括合理管控湖区周边废水直排入湖、取缔湖区内的非法采砂以及调控枯水季洞庭湖水位等.生物监测和评价方面,建议将底栖动物物种和功能群落一并纳入评价体系,且优先选用物种丰富度、功能丰富度和劳氏二次熵指数评估换水周期较短的大型浅水湖泊水质变化对底栖动物物种和功能多样性的影响.     

多级循环泵注水力压裂模拟实验研究

超深储层地层起裂压力较高,水力压裂受现场泵注设备的限制严重,文中重点研究了大尺度水力压裂物模实验水泥样品尺寸（762 mm×762 mm×914 mm）在循环和常规两种泵注条件下的起裂扩展和声发射规律。实验结果显示,（1）相对于普通泵注,采用循环泵注方式进行水力压裂可以有效降低起裂压力,类似于单轴和三轴循环加载岩石力学行为,都是由于循环加载引起疲劳损伤;（2）对于螺旋射孔完井方式,水力压裂裂缝只从最薄弱射孔处起裂,一旦起裂后其他射孔孔眼很难再开启,水力压裂现场应合理选择分段距离和簇间距,实现储层改造效率最优化;（3）循环泵注水力压裂存在Kaiser效应（当加载应力到前次加载最高应力值时出现的声发射信息）。因孔隙流体扩散到岩石并导致孔隙压力的局部上升,破坏模式仍然可以由摩尔圆表示。研究成果对循环泵注条件的裂缝扩展规律研究以及发展新型压裂改造技术具有重要意义。     

基于声波监测技术的长庆砂岩裂缝扩展实验

针对在全三维水力压裂物理模拟实验中,水力裂缝实时扩展形态无法准确描述的问题,利用被动声波监测技术,研究水力裂缝在超大型(762cm×762cm×914cm)天然砂岩岩样中的扩展机理.结果表明:水力压裂裂缝呈经典的径向形态扩展,与实际裂缝形态一致;实验条件下,径向裂缝延伸净压力受断裂韧性的控制,与通常现场裂缝延伸净压力受流体黏性控制有很大区别.为与现场裂缝扩展进行相似对比,建议物模实验参数设计应适当提高液体黏度及排量,同时降低岩样断裂韧性.声波监测技术在超大尺寸水力压裂实验中的应用,可为现场水力压裂裂缝微地震监测技术应用提供指导.