The influence of Stokes drift on oil spills: Sanchi oil spill case

Spilled oil floats and travels across the water’s surface under the influence of wind, currents, and wave action. Wave-induced Stokes drift is an important physical process that can affect surface water particles but that is currently absent from oil spill analyses. In this study, two methods are applied to determine the velocity of Stokes drift, the first calculates velocity from the wind-related formula based upon a one-dimensional frequency spectrum, while the second determines velocity directly from the wave model that was based on a two-dimensional spectrum. The experimental results of numerous models indicated that: (1) oil simulations that include the influence of Stokes drift are more accurate than that those do not; (2) for medium and long-term simulations longer than two days or more, Stokes drift is a significant factor that should not be ignored, and its magnitude can reach about 2% of the wind speed; (3) the velocity of Stokes drift is related to the wind but is not linear. Therefore, Stokes drift cannot simply be replaced or substituted by simply increasing the wind drift factor, which can cause errors in oil spill projections; (4) the Stokes drift velocity obtained from the two-dimensional wave spectrum makes the oil spill simulation more accurate.     

大陆岛入海沉积物通量的估算研究

大陆岛入海沉积物通量（Q_s）信息对于精确解译大陆架沉积记录的研究是个重要补充。针对如何估算大陆岛Q_s的科学问题,本文以中国东南部海域的8 227个大陆岛为例,提出了一种基于邻近大陆中小型河流Q_s的经验公式计算大陆岛Q_s的解决方案。该方案在实施时需设置两个假定,即大陆岛的Q_s法则遵循邻近大陆中小河流的Q_s法则和可将1个大陆岛当作1个河流流域计算其Q_s。结果表明：（1）经验公式计算的大陆岛Q_s为其最小估计值;如考虑大陆岛流域的具体情况,实际的Q_s值会稍微增加,但其增幅不超过n^0.13（n为流域数量）;（2）经验公式能获取大陆岛Q_s的大致数量级信息;大陆岛的总面积为4 418.49 km²,对应Q_s的数量级为10⁶ t/a,与邻近大陆中型河流入海通量的数量级相当;（3）在大河河口湾充填阶段完成以前,大陆岛沉积物是内陆架泥质沉积体的主要物源之一。因此,大陆岛入海沉积物会对大陆架沉积体系的形成和演化造成一定程度的影响,需引起研究人员的高度重视。     

湛江湾三维温盐特征季节变化观测分析

利用2017年1−12月的现场观测数据,分析了湛江湾温盐的三维空间结构及季节变化特征。结果表明：(1) 2017年湛江湾各站位年平均温度为23～27℃、盐度为19～27、位势密度为11～17 kg/m³、浮性频率(N²)为7×10⁻⁵～5×10⁻³ s⁻²。浮性频率的垂向结构及水平分布与温度分布类似,而位势密度则与盐度的变化趋势几乎一致;(2)温度季节变化明显,夏季最高,秋季次之,冬季最低,冬夏温差最大达15℃,而盐度季节变化则不大。相较于季节引起的变化,涨落潮对温度以及盐度影响较小。温度跃层夏季最强,10 m处温度最大梯度可达到0.7℃/m,春秋季温跃层抬升至5 m附近,冬季水体上下混合均匀。夏季和秋季存在明显的盐跃层,盐度梯度最大可达到1.1 m⁻¹。跃层上下温盐的季节变化规律一致;(3)水平分布上,从湾顶区、湾颈区、大堤区、浅滩区到湾口区,温度递减,盐度递增,湾顶区和湾口区平均温度差为2.3℃,盐度差为2.7。温盐图分析显示,不同季节水体呈现为不同的温盐条带,湾口区基本为低温、高盐水体,而湾顶区基本为高温、低盐水体,其他区域水体介于上述两者之间。     

Fluid—Structure Interaction of Two-Phase Flow Passing Through 90° Pipe Bend Under Slug Pattern Conditions

China Ocean Engineering - Numerical simulations of evolution characteristics of slug flow across a 90° pipe bend have been carried out to study the fluid—structure interaction response...     

南极菲尔德斯半岛潮间带沉积物细菌的多样性及分离菌产酶测定

摘要:南极菲尔德斯半岛具有多种不同特征的生态地理微环境,如长城科考站、企鹅岛、生物湾与黄金湾流域、半岛南部、碧玉滩等。这些区域因水文地质、动植物分布、人类活动程度等不同而具有明显的生态地理差异。本研究从这些微环境海岸潮间带采集了7份代表性沉积物样品,采用16S rRNA基因高通量测序方法,对其细菌类群的多样性以及环境理化因子的影响进行了比较分析;同时采用常规可培养鉴定方法,对样品的分离菌株产酶状况进行了初步测定。结果表明：整体上看,所有样品的细菌类群主要分布在45门、104纲、442属当中,表现出比较高的多样性。其中,优势菌门Proteobacteria主要分布在半岛南部、碧玉滩和生物湾潮间带沉积物物中,优势菌门Bacteroidetes主要分布在企鹅岛两侧和黄金湾潮间带沉积物,长城站潮间带沉积物的优势门为Firmicutes。相似生态微环境的潮间带沉积物具有不同的优势菌门和纲;而不同生态微环境潮间带沉积物却具相同的优势菌门和纲。有机氮（TON）、NH4+-N、NO3--N、PO43--P、NO2--N含量与企鹅岛两侧、生物湾、黄金湾潮间带沉积物的菌群多样性具有相关性,其中TON对生物湾样品的影响最大,而有机碳（TOC）对所有样品的影响较小。分离菌株的产酶实验表明：在企鹅岛、生物湾、黄金湾等动物频繁出没的潮间带样品中,蕴藏着一批产淀粉酶、酪蛋白酶、脂肪酶、七叶苷酶、过氧化氢酶能力较强菌株,这为今后进一步的应用开发提供了宝贵的低温产酶菌株来源。 关键词: 菲尔德斯半岛; 潮间带沉积物; 细菌类群多样性; 产酶菌株     

清洗频率对固定床生物滤器水处理性能的影响

本实验基于一种新型的具有自洁功能的固定床生物滤器, 研究了不同的清洗频率: 0.5次/d (S1)、1次/d(S2)和2次/d(S3)对生物滤器的硝化性能、截污能力和硝酸盐氮积累的影响。研究表明: 清洗频率对生物滤器去除氨氮(NH₄⁺-N)没有显著影响(P > 0.05); 在第6~9 d对生物滤器内亚硝酸盐氮(NO₂^–-N)的浓度有显著影响(P < 0.05), 第11 d后均无显著影响(P > 0.05); 在整个实验过程中, S3处理组与S1、S2处理组相比总固体悬浮物(TSS)去除分别提高53.52%和19.01%, 化学需氧量(COD_Mn)去除分别提高57.94%和27.01%, 差异性显著(P < 0.05); 在硝酸盐氮(NO₃^–-N)积累方面, S3处理组积累最少, 在整个实验过程期间与S1、S2处理组相比分别降低16.04%和23.01%, 差异性显著(P < 0.05)。总体来说, 高清洗频率对生物滤器的硝化性能无显著影响, 但能使生物滤器截留的TSS快速排出系统, 从而减少系统内的水处理负荷和硝酸盐氮积累, 有利于系统的长期稳定运行。     

海蜇dmrta2基因的克隆及其在横裂生殖中的表达分析

Dmrt基因家族在后生动物性别决定与分化以及组织和器官的形成等发育过程中发挥着重要作用。为探究dmrt家族基因在海蜇(Rhopilema esculentum)横裂生殖中的功能,本研究以海蜇转录组测序获得的dmrta2基因片段为基础,通过RACE技术获得了海蜇dmrta2基因的cDNA全长,并分析了其在横裂生殖不同时期的表达模式。结果显示海蜇dmrta2基因cDNA全长为1 804 bp,开放阅读框为1 011 bp,所编码蛋白质含336个氨基酸,分子质量为37.25 kDa,理论等电点为9.11。预测海蜇dmrta2编码蛋白为亲水性蛋白质,无跨膜区域,不含信号肽。在33至79位氨基酸之间具有dmrt基因家族保守的DM结构域,与珊瑚、果蝇等物种的同源基因相应区域高度一致。系统进化分析显示,海蜇DMRTA2与鹿角珊瑚DMRTA2和DMRT3以及海葵DMRTA2的亲缘关系最近。原位杂交显示dmrta2基因在海蜇横裂生殖后期主要表达于感觉缘叶原基位置,在初生碟状体中表达于感觉棍位置。研究结果表明,dmrta2基因参与海蜇横裂生殖过程,可能主要与感觉棍神经系统的分化发育相关,研究为进一步解析海蜇等钵水母横裂生殖的分子调控机制提供了基础数据。     

大菱鲆CD55负调控补体激活及其广谱细菌结合能力

CD55蛋白在哺乳动物中是一种补体调控因子,但其在鱼类中的功能未知。本研究探索了大菱鲆(Scophthalmus maximus) CD55(SmCD55)蛋白的功能。结果表明,SmCD55蛋白由344个氨基酸残基构成,含有一个N端信号肽和3个补体调控蛋白(CCP)功能域。SmCD55基因在大菱鲆多种组织中均有表达,其中,在肌肉中表达量最低,在脑组织的表达量最高。通过原核表达获得了重组的SmCD55(rSmCD55)蛋白,发现rSmCD55蛋白能够抑制大菱鲆血清的溶血活性和杀菌活性,表明其负调控补体系统的激活。此外,本研究还发现rSmCD55蛋白可以结合包括重要水产病原菌迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)、荧光假单胞杆菌(Pseudomonas fluorescens)、鳗弧菌(Vibrio anguilla­rum)、哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)和海豚链球菌(Strep­tococcus iniae)在内的多种细菌,其中与哈维氏弧菌的结合能力最强。以上这些研究结果丰富了鱼类补体系统的理论知识,加深了对鱼类补体激活调控的了解。     

基于网络药理学与分子对接探讨“卷柏-猕猴桃根”治疗肺结节的物质基础及作用机制

目的：通过网络药理学方法和分子对接技术,寻找“卷柏-猕猴桃根”药对的主要活性成分,探讨其在肺结节治疗中的作用机制。方法：在TCMSP网站中检索草药卷柏和猕猴桃根,获得两药所含化合物。经过ADME筛选与文献检索,确定药对主要活性化合物。利用PubChem、ChEMBL寻找该药对化合物的预测靶点。利用GeneCard、DisGeNET寻找肺结节的相关基因。利用Venny 2.1在线工具进行韦恩分析,寻找药对与肺结节共有的基因靶点。在OmicShare tools中进行基因本体（GO）功能、京都基因与基因组百科全书（KEGG）通路富集分析。在KEGG ORTHOLOGY数据库中进行基因靶点KO映射。利用分子对接技术验证化合物与预测靶点的对接能力,并进行筛选。在Cytoscape 3.7.1软件中,构建对接成功的“药物-关键化合物-关键靶点-关键通路”网络。结果：本研究共获得9种关键化合物、21个关键靶点。卷柏和猕猴桃根的关键化合物为苏铁黄酮、穗花杉双黄酮、秦皮素、儿茶素、芹菜素、表儿茶素、芦荟大黄素、香草酸、原儿茶酸。关键靶点为磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸3-激酶催化亚单位δ（PIK3CD）、磷酸二酯酶4D（PDE4D）、热休克蛋白90α家族A类成员1（HSP90AA1）、醛酮还原酶家族1成员B10（AKR1B10）、囊性纤维化跨膜转导调节因子（CFTR）、原癌基因酪氨酸蛋白激酶（ROS1）、髓样细胞白血病蛋白1（MCL1）等,关键作用通路为磷脂酰肌醇-3-激酶-蛋白激酶B（PI3K-Akt）信号通路、叉头框蛋白O（FoxO）信号通路、凋亡（Apoptosis）、环磷酸腺苷（cAMP）信号通路等。结论：“卷柏-猕猴桃根”的多种活性化合物通过作用于多通路的靶点蛋白而发挥治疗肺结节的作用。     

黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼群落结构及多样性的年间变化

为了解黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼的群落结构动态,分别于2014年、2015年、2017年和2018年的6月利用大型浮游生物网对黄河口及邻近海域进行4个航次的表层水平拖网调查。根据鱼卵、仔稚鱼的种类组成、数量分布等群落结构特征,运用生物多样性指数、聚类分析和皮尔逊相关性矩阵分析等方法对该海域鱼卵、仔稚鱼的资源分布进行了综合研究。结果表明,4年调查共采获鱼卵3 829粒,仔稚鱼234尾,隶属于7目14科15属。鱼卵的主要优势种为鳀（Engraulis japonicus）和短吻红舌鳎（Cynoglossus joyeri）,仔稚鱼的主要优势种为斑鰶（Konosirus punctatus）和虾虎鱼科未定种Gobiidae sp.。生物多样性各指数均以2015年最高,2018年最低。利用R语言对鱼卵、仔稚鱼年间种类组成相似性进行聚类,将4个调查年份划分为3组,各分组之间主要的分歧种均为鳀。生物多样性各指数与环境因子之间皮尔逊相关性分析表明,盐度与鱼卵、仔稚鱼生物多样性的关系较为密切。分析认为,黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼群落分布和多样性的年间变化特征体现了鱼类对环境变异的响应。