Chemical forms of heavy metal contaminants in sediments of Miyun reservoir

The chemical forms, spatial distribution and sources of As, Hg, Cd, Pb and Zn in sediments of the Miyun reservoir were studied. The results of sequential extraction demonstrate that most of As, Pb and Zn were bound to the residual fraction, Hg was associated with the sulfide fraction while Cd was associated with the carbonate fraction and the residual fraction. On the vertical profiles the concentrations of the heavy metals in total and each fractions mostly decreased with increasing depths in sediments, suggesting that the heavy metals input from the upstream watershed increases yearly. Summation of the residual fraction, the sulfide fraction and the carbonate fraction accounts for 60.03%―85.60% of the total heavy metal contents in the sediments, which represent the geochemical background values of the elements and relate closely to soil erosion. Results of the main factor analysis show that most sediments of the reservoir come from the upstream soil erosion, the point source pollution and domestic waste. Moreover, the microbial activities taking place on the sediment-water interface are also one of the major factors to cause the increasing content of the organic matter fraction and the iron-manganese oxide fraction. Environmental change of the reservoir water could make the removability of the heavy metals increase, leading to the increase of their concentrations in pore water in sediments, and imperiling water quality of the reservoir.     

基于高通量测序的表层水体纤毛虫多样性评估方法比较与优化

基于扩增子的高通量测序技术广泛应用于微型生物多样性的研究, 不同的测序手段和数据分析流程, 影响着微型生物多样性与群落结构的分析结果。本研究以易于形态鉴定的砂壳纤毛虫作为研究对象, 比较DNA测序、RNA测序和形态学方法检获的多样性和物种组成等, 探究序列分析流程中关键步骤: 嵌合体处理、可操作分类单元分析方法选择、合并相似分类单元以及去除稀有类群等对多样性结果的影响。研究结果显示无论基于DNA还是RNA的分子手段与形态学方法检获的主要物种基本一致, 与DNA测序相比, RNA测序检获的物种数少, 但差异不显著。基于97%以上相似度聚类和单核苷酸变异所得群落结构相似, 无显著差异; 且所有分析方法都能在一定程度上反映出自然界中不同类群的相对丰度。相较于单核苷酸变异和其他相似度阈值, 99%相似度下聚类所得多样性更为接近形态学结果。去除嵌合体和稀有类群(去除阈值: DNA测序0.05%; RNA测序0.07%), 可明显改善分子多样性虚高的问题。本研究为纤毛虫等真核微生物的分子多样性研究提供了科学的数据分析流程, 对未来真核微生物多样性研究具有指导意义。     

Effect of the Initial Vortex Structure on Intensity Change During Eyewall Replacement Cycle of Tropical Cyclones: A Numerical Study

This study investigates the effect of the initial tropical cyclone (TC) vortex structure on the intensity change during the eyewall replacement cycle (ERC) of TCs based on two idealized simulations using the Weather Research and Forecasting (WRF) model. Results show that an initially smaller TC with weaker outer winds experienced a much more drastic intensity change during the ERC than an initially larger TC with stronger outer winds. It is found that an initially larger TC vortex with stronger outer winds favored the development of more active spiral rainbands outside the outer eyewall, which slowed down the contraction and intensification of the outer eyewall and thus prolonged the duration of the concentric eyewall and slow intensity evolution. In contrast, the initially smaller TC with weaker outer winds corresponded to higher inertial stability in the inner core and weaker inertial stability but stronger filamentation outside the outer eyewall. These led to stronger boundary layer inflow, stronger updraft and convection in the outer eyewall, and suppressed convective activity outside the outer eyewall. These resulted in the rapid weakening during the formation of the outer eyewall, followed by a rapid re-intensification of the TC during the ERC. Our study demonstrates that accurate in- itialization of the TC structure in numerical models is crucial for predicting changes in TC intensity during the ERC. Additionally, monitoring the activity of spiral rainbands outside the outer eyewall can help to improve short-term intensity forecasts for TCs experiencing ERCs.     

1996-2022年黄河三角洲行水河口岸线稳定性研究

黄河清八汊现行河口自改汊以来发生了巨大变化,监测其岸线变化,探讨其稳定程度对海岸带可持续发展以及海岸带韧性评估具有重要意义。本研究利用GPS、GIS、RS技术从1996—2022年黄河三角洲行水河口的220幅遥感影像中推断出年平均海岸线位置,同时根据行水河口摆动次数划分为5个阶段,并以此为基础对海岸线变迁及其稳定性进行定量分析。结果表明：行水河口岸线长期处于动态变化过程中,整体呈淤进状态,各岸段岸线时空变化特征不同,最大侵蚀（-73.89m/a）区出现在两丁坝之间,最大淤积（393.20m/a）区出现在河口区附近。研究区90%的岸线表现为较强淤积至严重淤积,稳定性指数由两丁坝之间（0.135）、2007年出汊前旧河口（0.068）、2007年出汊后新生河口（0.006）依次降低。入海水沙量、河口位置变迁以及沿岸输沙是影响岸线稳定性出现时空差异的主要原因。     

太湖表层沉积物多环芳烃的空间分布、来源及其风险

随着太湖流域社会与经济的发展,多环芳烃(PAHs)在各种环境介质中逐渐累积,污染日益严重,可能对太湖生态环境及周边人体健康构成威胁。为探究太湖沉积物PAHs的来源及生态风险,于2021年12月在太湖采集30个表层沉积物样品,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)检测样品中16种PAHs含量;利用受体模型和苯并[a]芘(BaP)毒性当量法进行来源解析及生态风险评估,并将各来源贡献与毒性当量浓度相结合,量化源风险。结果表明,太湖表层沉积物中16种PAHs总含量介于124~592 ng/g之间,平均值为294 ng/g,中值为279 ng/g;高环多环芳烃(HMW PAHs)为主要组分,占∑PAHs的67%。高含量区域位于竺山湾、梅梁湾、贡湖湾和西太湖,与国内外其他湖泊沉积物相比,太湖沉积物PAHs含量处于较低水平。源解析的结果表明,太湖表层沉积物中PAHs交通排放源贡献率为29.1%、煤炭燃烧源贡献率为26.7%、生物质燃烧源贡献率为28.7%、石油源贡献率为15.6%。生态风险评价结果表明,交通排放源、生物质燃烧源、煤炭燃烧源和石油源的BaP毒性当量含量(TEQ_BaP)均值分别为19.34、17.81、16.33和9.1 ng/g,均小于70 ng/g,几乎处于无风险水平。西太湖、贡湖湾和梅梁湾的部分区域ΣTEQ_BaP大于70 ng/g属于潜在风险区,具有一定潜在毒性。在后续的污染治理中应重点关注太湖西北部地区污染物的排放。本研究可为沉积物中PAHs污染的研究提供数据支撑,为地方政府精准、高效地管控PAHs污染提供理论依据。     

基于周仲瑛外感热病学术思想构建中医急诊诊治思路探析

目的：阐述周仲瑛教授外感热病学术思想对江苏中医急诊诊治思路的指导作用。方法：通过文献整理,归纳总结周教授外感热病学术思想;通过病案分析与数据挖掘的方法,分析周教授学术思想在中医急诊外感热病中的运用。结果：周教授创建的中医病机辨证理论是外感热病中医急诊辨治新体系的重要特征,主张审证求机,重视病机演变,提出截断逆转、祛邪外出两大治则。数据分析结果显示,江苏中医急诊学临床运用的外感热病诊治思路、方法与周教授的学术观点、学术理论相一致,学术思想一脉相承。结论：以周教授中医病机辨证理论为特征的外感热病中医急诊辨治新体系为临床诊治提供了纲领性指导,对中医急诊临床的学术影响举足轻重。     

塔里木盆地西部古岩盐地质地球化学特征与成钾条件分析

塔里木盆地是我国重要的成盐盆地,为我国最有远景的找古钾矿地区之一。本文通过多年野外实地调查和大量岩盐样品的化学分析,特别是岩盐中可以指示沉积阶段的Br×103/Cl系数等区域分布特征,联系前人研究资料,分别从构造环境、地层和岩相古地理、地球化学特征等方面进行了成钾条件分析。结果表明,莎车盆地西部喀什坳陷和库车盆地中部拜城坳陷宏观地质特征均有利于钾盐沉积;岩盐地球化学组成相对于正常海相沉积表现出明显的贫Br特征,属海陆交互相或海源陆相沉积。相比之下,莎车盆地的喀什次级坳陷是目前最有前景的找钾远景区。     

0～6 h定量降雪(雨)预报技术及其在温哥华冬奥会中的应用

利用中尺度数值预报模式与雷达回波外推技术相结合,围绕SNOWV10项目的科学目标,在自动判识降水相态(雨、雪或雨雪混合物)基础上,利用雷达反演降雪(雨)关系,建立短时(0～6 h)定量降雪(雨)预报方法,并集成到GRAPES-SWIFT临近预报系统,为温哥华冬奥会提供实时场馆预报产品.从2010年2月冬奥会使用情况看,所建立的定量降雪(雨)预报技术,一定程度满足高纬度冬季降雪(雨)临近预报预警的需求,但降水(雨或雪)预报量级偏小,针对场馆的降水预报起止时间节奏偏差较大,各时次预报一致性有待改进.     

黑麦草在净化富营养化水的人工湿地生态工程中的作用

在人工湿地生态工程中利用黑麦草(Lolium perenne L．)净化污水，得到了较好的效果。结果表明：利用黑麦草在冬春季节的生长，可使亚热带地区人工湿地常年运行，黑麦草在3—4月份对水体就有明显的净化作用。在春夏季节，特别在5月份黑麦草可以获得较高的生物量和N、P的积累量，因而净化贡献最大。从产草量方面考虑，延长黑麦草的生长期能获得较高的生物量；从植物体所含营养物质状况和饲用价值看，增加收割次数的黑麦草N、P含量高，饲用价值高；但从黑麦草对污水中N、P的吸收和积累量方面考虑，收割次数过高则不利于黑麦草对污水的净化及N、P的累积。从上述几方面综合考虑，在黑麦草整个生长期收割次数以2．3次为宜。     

日本虎斑猛水蚤在抑食金球藻中存活、发育和繁殖的实验研究

抑食金球藻(Aureococus anophagefferens)可以形成褐潮, 并对贝类、浮游动物等多种生物均能造成不利影响。为进一步探究抑食金球藻对浮游动物的影响, 本文以日本虎斑猛水蚤(Tigriopus japonicus)为实验生物, 研究抑食金球藻对日本虎斑猛水蚤摄食、存活、生长发育以及繁殖的影响。日本虎斑猛水蚤具有易于在实验室培养、生长周期短、雌雄异体等优点, 是海洋毒性污染物检测的模式生物。实验利用高效液相色谱分析方法, 在日本虎斑猛水蚤体内色素中检测到了抑食金球藻的特征色素19’-丁酰氧基岩藻黄素(But-fuco), 表明日本虎斑猛水蚤能够摄食抑食金球藻。当微藻生物量(相对碳含量)分别同为0.7 μg/mL和7.2 μg/mL时, 在抑食金球藻中无节幼体发育至桡足幼体及成体的存活率均高于以青岛大扁藻为饵料的对照组, 但无显著差异, 并且在前者中无节幼体的发育时间显著低于后者, 12 d内雌体的产卵次数与产卵量显著高于后者。结果表明, 日本虎斑猛水蚤在抑食金球藻中能进行正常的生命活动, 并且是首次报导的一种能够在抑食金球藻中正常摄食、生存、生长发育和繁殖的浮游动物。因此, 当褐潮发生时, 由于贝类幼体等生物会受到显著的不利影响, 日本虎斑猛水蚤等抗性较强的生物可能会成为优势种, 从而会影响浮游动物群落结构的组成, 进而可能会使整个海洋生态系统发生变化。本研究有助于全面了解褐潮对海洋生态系统的影响。