典型人工纳米材料对水生生物的毒性效应

纳米技术是近年来迅速发展起来的前沿科技领域,人工纳米材料(Manufactured nanomaterials,简称MNMs)具有尺寸小、表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点,因而其具有独特的三大效应:表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等,使得其强度、韧性、比热、催化能力、导电率、扩散率、磁化率、光学、电磁波吸收性能等方面均优于普通材料。因而其被广泛的应用于材料、生命、环境、能源和国家安全领域。然而,随着其日益增加的产量和广泛应用,MNMs不可避免地在其整个生命周期过程(生产、贮存、运输、消费、处置或回收再生产)中被泄露到环境中。这些具有特殊物理化学性质的MNMs进入环境后,是否会导致特殊的毒性作用,从而给生态系统带来难以预料的影响,其潜在的环境效应和健康风险日益受到研究者的关注。MNMs可以有多种途径进入海洋,本文为了探究MNMs进入海洋生态系统后,会对水生生物造成什么样的毒性影响,主要通过典型人工纳米的生物毒性,人工纳米材料的放大和积累与人工纳米材料与其他污染物共存的影响这3个方面重点论述了典型人工纳米材料对水生生物的毒性效应。     

基于LSTM-RNN的海水表面温度模型研究

针对数值模式和统计学习方法在海表面温度(SST)建模中的不足,将长短时记忆循环神经网络(LSTM-RNN)应用于SST的建模。使用研究海区24 a月平均的SST和太阳辐射、风场、蒸发降水等物理参数,通过LSTM-RNN构建西太平洋研究海区SST时间序列变化模型,用于预报研究海区下个月SST。建立了两个模型model1和model2,model1仅使用SST数据作为model2的对照,model2使用SST和其他物理参数。结果表明:model2在验证数据中的MAE为0. 15℃,RMSE为0. 19℃,相关性系数为0. 978,和model1相比总体准确性提升31%,表明LSTM-RNN应用于SST建模是可行的; LSTM-RNN可以建立其他物理参数与SST的关系,从而显著提升海水表面温度模型的准确性。     

基于几何形态测量学的4种金线鱼矢耳石识别研究

利用2007年9月至2010年9月采自北部湾海域的24尾红棘金线鱼(Nemipterus nemurus)、32尾金线鱼(N.virgatus)、36尾深水金线鱼(N.bathybius)和35尾日本金线鱼(N.japonicus)性成熟后的矢耳石样本,运用几何形态测量学方法研究了4种鱼类矢耳石形态识别问题。耳石经图像处理后提取地标点坐标值,进行相对扭曲主成分分析,通过判别分析区分4种金线鱼的耳石,利用薄板样条分析和网格变形分析耳石形态变异。结果表明:在相对扭曲主成分分析中,第1、2、3主成分分别解释了总变异的30.78%、28.44%和11.75%,可以将四种金线鱼耳石区分开来。其中Ⅰ型地标点6、10、11,Ⅱ型地标点2,Ⅲ型地标点7,贡献作用较大,解释了主要形态变异。相对扭曲主成分的逐步判别分析中,四种鱼的平均判别成功率达91.3%;交互验证结果显示,四种鱼的平均判别成功率达89.8%,表明几何形态测量学分析可以作为鱼种耳石识别的有效方法之一,在耳石形态学与鱼种判别研究中具有重要应用价值。     

基于水下自主航行器（AUV）的神狐峡谷谷底块体搬运沉积特征及其对深水峡谷物质输运过程的指示

海底峡谷是陆源物质向深海运移的重要通道。对于远离陆地的海底峡谷,通常认为浊流是物质搬运的主要营力。受限于探测精度和复杂作业环境影响,使用常规地球物理资料对深水海底峡谷尤其是对谷底沉积体的形态和结构特征的刻画不够精细。基于水下自主航行器（AUV, Autonomous Underwater Vehicle）采集的高分辨率多波束、旁扫声呐和浅地层剖面资料,对神狐峡谷群中的一条峡谷的谷底表面及部分浅部地层的沉积特征进行了分析。结果表明,峡谷谷底浅部地层并不像它平滑的表面那么简单,而是由大量内部杂乱弱反射、厚度在8.4 m及以下的块体搬运沉积体组成。峡谷中下游块体搬运沉积体大都沿峡谷走向整体呈条带状展布,不是直接来源于相邻的峡谷脊部。研究认为在特定沉积环境下（例如高海平面时期）,陆坡限定性峡谷谷底的块体搬运沉积过程的重复进行是峡谷谷底物质输运的重要途径,与浊流共同雕刻了峡谷的地形地貌。基于AUV的地球物理探测技术将是研究海底浅表层沉积过程和保障海底工程施工的重要手段。     

小型台式EDXRF现场快速测定深海沉积物中稀土元素

为了提高海上现场调查中沉积物稀土元素质量分数测定的准确度,采用小型台式能量色散X射线荧光光谱仪(EDXRF)对一个航次取得的3类(远洋黏土、硅质软泥和钙质软泥)75个印度洋深海沉积物中稀土元素Nd和Y的质量分数进行现场测定。与实验室电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定结果进行对比与相关性分析,建立现场测定深海沉积物中Nd和Y质量分数与15种稀土元素总质量分数的相关关系方程,以及沉积物中Nd与轻稀土总量、Y与重稀土总量的转换关系,3种类型深海沉积物稀土元素间相关关系基本可用同一线性关系表征,3种关系的相关系数都在0.96以上。采用太平洋和印度洋不同类型深海沉积物样品进行验证,通过转换关系估算出的轻、重稀土质量分数和总稀土量与实验室ICP-MS测定值基本吻合,相对偏差小于20%。结果表明,在大洋调查中小型台式EDXRF可应用于样品现场稀土元素质量分数的测定,这为调查现场及时了解大洋深海沉积物中稀土资源分布情况提供了一种重要可行测试手段。     

波斯湾海域古生界胡夫组沉积特征与成藏规律

波斯湾海域古生界蕴藏着巨大的天然气资源。从区域构造演化出发,对该区古生界胡夫组的沉积特征进行分析,建立了“大型缓斜坡碳酸盐岩台地”沉积模式,提出了该区古生界“源-相-势”复合控藏的成藏规律,并指明了下一步勘探方向。研究表明,波斯湾海域胡夫组主要发育台地与台地边缘相区,从波斯湾西北部向东南部依次发育局限—蒸发碳酸盐岩台地、开阔碳酸盐岩台地、台地边缘浅滩—生物礁,纵向上主要为灰岩、白云岩和膏盐的互层沉积。开阔碳酸盐岩台地、台地边缘浅滩—生物礁为有利储层发育相带。波斯湾海域志留系古赛巴段热页岩烃源灶分布及规模控制着胡夫组油气分布与资源规模。胡夫组沉积相带控制油气平面富集区,膏盐盖层控制油气藏纵向与平面分布。热页岩生烃灶周围的低势能古基底高与盐拱构造是古生界主要的油气聚集带,同时,储层物性、油气运移与保存条件是古生界油气成藏的关键。根据资料分析,波斯湾海域南海湾盐次盆胡夫组发育大量盐拱背斜圈闭,且志留系古赛巴段烃源岩与胡夫组圈闭叠合性好,成藏条件优越。该盐拱构造带预测资源量巨大,为波斯湾海域古生界有利勘探方向。     

海上X构造浅层亮点油气藏识别技术及应用

研究区目的层埋深较浅,地震剖面上存在多套强反射轴。由于钻井资料少,虽然已知油气层为强反射的亮点特征,但样本点少,缺少强反射与含油气性的统计关系,无法直观判定强反射的流体属性。研究区目的层地震资料分辨率好,保幅性好,具备开展识别亮点油气藏的条件。本文利用一系列技术手段对目的层段发育的地震强反射区进行了综合研究,例如正演模拟判定真假亮点、AVO地震属性识别亮点、道集检测验证亮点油气性等,总结了研究区目的层段亮点型油气层的响应特征,并进一步刻画了含气砂体的发育规模,最后提出了勘探方向。     

山区乡村房屋模型洪水冲击试验研究

洪水对山区乡村房屋冲击作用的试验研究成果,可为山区乡村房屋的抗洪设计和抗洪能力评价提供依据。试验主要研究到溃口不同距离处的乡村房屋所受的洪水冲击作用。采用3种开洞率模型进行试验,研究洪水在不同距离、不同开洞率的情况下对房屋结构的冲击荷载分布、冲击力大小以及冲击弯矩的影响,得出了荷载分布规律和冲击力、冲击弯矩的变化规律。研究结果表明,迎水面冲击荷载沿水平方向的变化无明显规律,沿竖直方向随着高度的增大而逐渐减小;冲击力随着房屋到溃口距离的增大而增大,而开洞率对其影响不明显;冲击弯矩、冲击作用力随着距离的增大而增大,随着开洞率的增大而减小。