Assessment of impact of intensive livestock cultivation on water environment in mountain and hilly areas of South China

[摘要]选择南方山地丘陵区典型规模畜禽养殖集中地为研究区域, 通过对该研究区域周边地表水及地下水的 调查采样, 分析主要污染物时空变异及污染物形态之间的变化, 并对周边水环境进行初步评价。结果表明: 规模化畜禽养殖区域的浅层地下水和地表水已经受到严重污染; 养殖场的环保处理设施与养殖规模不配套 造成大量污染物进入地表水环境; 生物氧化塘的护堤和塘底未经防渗处理, 造成下游地下水污染; 养殖场排 放的污水经厌氧和好氧生物处理后富含有机质、氨氮、可溶态有机磷, 利于作物吸收和生长, 应尽量循环使 用。指出由于养殖污水变化较大, 为避免二次环境污染, 必须处理达标后结合配方施肥技术按需回用农田。[Abstract]By selecting a typical site of intensive livestock cultivation in a mountain area of South China as the study area, and investigating and sampling surface and groundwater in the study area, the spatial and temporal variat ions of the main pollutants and changes among pollutant forms were analyzed. The environmental effects of intensive livestock cultivation on surrounding water environments were evaluated. The results indicated that the shallow groundwater and surfacewater were heavily contaminated in the intensive livestock cultivation area. Large amounts of the pollutants entered the surface water, due to the fact that the wastewater treatment facility did not match the scale of livestock cult ivation. The lack of liner treatment of the bank and liner of the lagoon resulted in groundwater pollution. The effluent wastewater from the culturing farm after anaerobic and aerobic biologic treatment was full of organic matter, ammonia nitrogen, and dissolved organic phosphorus, which aided the growth of plants and should be recycled. Because of the significant change of the wastewater component, and in order to avoid secondary pollution, the wastewater should be recycled to land combined with precision fertilizer formula technology after treatment to bring it to the standard.福建省重大科技项目(2002H009)；福州大学人才基金项目(XRC-0611

饲喂不同浓度黄曲霉毒素B_1饲料对异育银鲫成鱼的生长和毒素积累的影响

以含不同浓度黄曲霉毒素B1(AFB1)的配合饲料饲喂异育银鲫(Carassius auratus gibelio)成鱼56d,研究异育银鲫成鱼[(122.3±0.7)g]生长、生理反应、肝脏组织学变化、卵巢发育以及鱼体各组织中的AFB1的毒素积累状况。实验分为5个实验组,不同实验组饲料中AFB1含量分别为0、5、20、50、500μg/kg饲料(实测值分别为2.59、4.12、12.39、46.23、454.07μg/kg饲料),每个处理3个平行。在整个实验过程中各实验组均未表现出外部形态和行为异常,各组存活率均达到100%。各实验组异育银鲫成鱼终末体重、摄食率(FR)、特定生长率(SGR)和饲料效率(FE)均无显著差异。饲料AFB1水平对异育银鲫血清总胆固醇(TC)含量、血清谷丙转氨酶(GPT)、谷草转氨酶(GOT)和碱性磷酸酶(AKP)活性均无显著影响。各毒素组血清超氧化物岐化酶(SOD)活性与对照无显著差异。各毒素组肝脏和卵巢均未见明显的组织学病理变化。肌肉和性腺中的AFB1积累量低于FDA食品安全限定标准(5μg/kg)。肝胰脏中的AFB1积累和饲料中的AFB1水平呈对数关系。饲喂AFB1≥50μg/kg饲料使异育银鲫成鱼肝脏AFB1积累超过安全限量标准。结果表明,异育银鲫成鱼至少可耐受AFB1含量达500μg/kg饲料(实测值:454.07μg/kg饲料)56d

Electric-field-induced selective catalysis of single-molecule reaction

随着单分子电学检测技术的迅速发展，分子电子学的研究不再局限于分子电子学器件的构筑及其电学性质的测量，而且扩展到单分子尺度化学反应过程的探索。然而目前相关的研究仍然局限于理论计算方面，在单分子尺度上实时监测和调控化学反应的活性和选择性是化学领域的长期目标和挑战。针对这一挑战，洪文晶教授课题组与程俊教授课题组合作，自主研发了精密科学仪器，将单个有机分子定向连接在两个末端尺寸为原子级的电极之间，解决了化学反应中分子取向控制的问题.理论计算结果证实了定向电场可以有效地稳定化学反应的过渡态，从而降低反应能垒。该研究工作在化学化工学院洪文晶教授、程俊教授、能源材料化学协同创新中心（iChEM）刘俊扬副研究员的共同指导下完成，由硕士研究生黄晓艳、iChEM博士研究生唐淳、博士研究生李洁琼以及兰州大学的陈力川博士作为共同第一作者，化学化工学院师佳副教授、陈招斌高级工程师、夏海平教授和田中群教授，萨本栋微纳研究院杨扬副教授、环境与生态学院白敏冬教授以及兰州大学张浩力教授参与了研究工作的讨论并给予指导，博士后乐家波、博士研究生郑珏婷、张佩（已毕业）、李瑞豪、李晓慧也参与了研究工作。Oriented external electric fields (OEEFs) offer a unique chance to tune catalytic selectivity by orienting the alignment of the electric field along the axis of the activated bond for a specific chemical reaction; however, they remain a key experimental challenge. Here, we experimentally and theoretically investigated the OEEF-induced selective catalysis in a two-step cascade reaction of the Diels-Alder addition followed by an aromatization process. Characterized by the mechanically controllable break junction (MCBJ) technique in the nanogap and confirmed by nuclear magnetic resonance (NMR) in bottles, OEEFs are found to selectively catalyze the aromatization reaction by one order of magnitude owing to the alignment of the electric field on the reaction axis. Meanwhile, the Diels-Alder reaction remained unchanged since its reaction axis is orthogonal to the electric fields. This orientation-selective catalytic effect of OEEFs reveals that chemical reactions can be selectively manipulated through the elegant alignment between the electric fields and the reaction axis.This work was supported by the National Key R&D Program of China (2017YFA0204902), the National Natural Science Foundation of China (21722305, 21703188, 21673195, 21621091, 51733004, 51525303, and 91745103), the China Postdoctoral Science Foundation (2017M622060), and the Young Thousand Talents Project of China. 该工作得到国家自然科学基金委（21722305、21703188、21673195、51733004、51525303、91745103），国家重点研发计划课题（2017YFA0204902），中国博士后面上基金（2017M622060）的资助，以及固体表面物理化学国家重点实验室、醇醚酯化工清洁生产国家工程实验室、能源材料化学协同创新中心的支持

中国物理海洋学研究70年：发展历程、学术成就概览

本文概略评述新中国成立70年来物理海洋学各分支研究领域的发展历程和若干学术成就。中国物理海洋学研究起步于海浪、潮汐、近海环流与水团,以及以风暴潮为主的海洋气象灾害的研究。随着国力的增强,研究领域不断拓展,涌现了大量具有广泛影响力的研究成果,其中包括:提出了被国际广泛采用的"普遍风浪谱"和"涌浪谱",发展了第三代海浪数值模式;提出了"准调和分析方法"和"潮汐潮流永久预报"等潮汐潮流的分析和预报方法;发现并命名了"棉兰老潜流",揭示了东海黑潮的多核结构及其多尺度变异机理等,系统描述了太平洋西边界流系;提出了印度尼西亚贯穿流的南海分支(或称南海贯穿流);不断完善了中国近海陆架环流系统,在南海环流、黑潮及其分支、台湾暖流、闽浙沿岸流、黄海冷水团环流、黄海暖流、渤海环流,以及陆架波方面均取得了深刻的认识;从大气桥和海洋桥两个方面对太平洋–印度洋–大西洋洋际相互作用进行了系统的总结;发展了浅海水团的研究方法,基本摸清了中国近海水团的分布和消长特征与机制,在大洋和极地水团分布及运动研究方面也做出了重要贡献;阐明了南海中尺度涡的宏观特征和生成机制,揭示了中尺度涡的三维结构,定量评估了其全球物质与能量输运能力;基本摸清了中国近海海洋锋的空间分布和季节变化特征,提出了地形、正压不稳定和斜压不稳定等锋面动力学机制;构建了"南海内波潜标观测网",实现了对内波生成–演变–消亡全过程机理的系统认识;发展了湍流的剪切不稳定理论,提出了海流"边缘不稳定"的概念,开发了海洋湍流模式,提出了湍流混合参数化的新方法等;在海洋内部混合机制和能量来源方面取得了新的认识,并阐述了混合对海洋深层环流、营养物质输运等过程的影响;研发了全球浪–潮–流耦合模式,推出一系列海洋与气候模式;发展了可同化主要海洋观测数据的海洋数据同化系统和用于ENSO预报的耦合同化系统;建立了达到国际水准的非地转(水槽/水池)和地转(旋转平台)物理模型实验平台;发展了ENSO预报的误差分析方法,建立了海洋和气候系统年代际变化的理论体系,揭示了中深层海洋对全球气候变化的响应;初步建成了中国近海海洋观测网;持续开展南北极调查研究;建立了台风、风暴潮、巨浪和海啸的业务化预报系统,为中国气象减灾提供保障;突破了国外的海洋技术封锁,研发了万米水深的深水水听器和海洋光学特性系列测量仪器;建立了溢油、危险化学品漂移扩散等预测模型,为伴随海洋资源开发所带来的风险事故的应急处理和预警预报提供科学支撑。文中引用的大量学术成果文献(每位第一作者优选不超过3篇)显示,经过70年的发展,中国物理海洋学研究培养了一支实力雄厚的科研队伍,这是最宝贵的成果。这支队伍必将成为中国物理海洋学研究攀登新高峰的主力军

激光诱导充压柱壳破坏模式与参数阈值分析

通过数值计算模拟了激光诱导充压柱壳的热力破坏效应,研究了典型结构的动态爆裂过程,获得的破坏模式与实验结果基本一致。给出了三类典型破坏模式及其对应的参数范围,探讨了各类破坏模式的形成机理,并分析了不同光斑尺寸、壳体厚度条件下热软化效应对破坏内压阈值的影响,以及预内压与破坏时间的关系。研究结果表明:光斑半径越大、热软化程度越高,柱壳的破坏内压阈值越低,且破坏内压阈值随着壳体厚度的减小呈线性下降;给定激光参数和壳体参数下破坏时间随预充内压增大而减小并呈二次函数关系。给出了一种通过热软化程度预估激光诱导充压柱壳破坏时间的方法

Multifunctionalized anion exchange membranes with flexible pendent ammonium cations for fuel cells

以含氟聚芳醚为聚合物主链,通过接枝具有三功能位点的2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(TDAP)和1-溴己铵离子液体(Br-6-QA),成功制备; 了一系列新型的具有密集柔性侧链的聚芳醚类阴离子交换膜DFHF-TQA-x.疏水含氟主链和密集柔性侧链功能基团的引入有效促进了膜内亲水离子区域的聚; 集,DFHF-TQA-x膜显示出良好的微相分离结构,且在较低离子交换容量和含水率的情况下能获得较高电导率.DFHF-TQA-0.75膜在80℃下; 达最高电导率76.1mS/cm,在60 ℃单电池测试电流密度为150mA/cm~2时达最大功率密度80.7 mW/cm~2,可适用于燃料电池.Synthesis of a series of novel fluorine-containing poly(arylene; ether)based AEMs with multifunctionalized flexible pendant ammonium; cations(DFHF-TQA-x)is reported.Hydroxyl-bearing 2,4,6-tri(dimethyl; aminomethyl)-phenol(TDAP)trifunctional moieties is grafted onto; fluorine-bearing poly(arylene ether)matrix,followed by functionalization; with bromine-bearing(u-bromoalkyl)trimethyl ammonium (Br-n -QA).The; incorporation of the multi-functionalized pendant ammonium cations; facilitates the aggregation of the ionic clusters leading to the; formation of hydrophilic/hydrophobic microphase separation.As a; result,an enhancement of OH-conductivity in low IEC and water uptake can; be achieved.Specially,the DFHF-TQA-0.75membrane achieves the; OH-conductivity of 76.1mS/cm at 80℃ and the fuel cell test exhibits a; peak power density of 80.7mW/cm~2 at the current density of 150 mA/cm~2; at 60℃,indicating the DFHF-TQA-x membranes good candidates for; application in fuel cells.国家自然科学基

西伯利亚鲟在高温下饥饿后的补偿生长

在高温(29±1)℃下将西伯利亚鲟幼鱼(21.61±0.03)g饥饿0(对照)、6、12和18d后恢复摄食3周,研究摄食、生长和鱼体组成的变化。结果表明,经过不同程度饥饿的鱼体重均显著低于对照组(P0.05),而饥饿18d(S18组)的鱼体重显著低于对照(P<0.05)。在恢复摄食1周后,饥饿6d组(S6组)特定生长率和摄食率均显著高于对照组(P<0.05),饥饿12d组(S12组)特定生长率和饲料效率显著

西伯利亚鲟在高温下饥饿后的补偿生长

在高温（29±1）℃下将西伯利亚鲟幼鱼（21.61±0.03）g饥饿0（对照）、6、12和18d后恢复摄食3周,研究摄食、生长和鱼体组成的变化。结果表明,经过不同程度饥饿的鱼体重均显著低于对照组（P〈0.05）,恢复摄食3周后,饥饿6d（S6组）和12d（S12组）的鱼体重与对照无显著差异（P〉0.05）,而饥饿18d（S18组）的鱼体重显著低于对照（P〈0.05）。在恢复摄食1周后,饥饿6d组（S6组）特定生长率和摄食率均显著高于对照组（P〈0.05）,饥饿12d组（S12组）特定生长率和饲料效率显著高于对照组（P〈0.05）,表明饥饿6d的西伯利亚鲟是通过提高摄食率来实现补偿生长,而饥饿12d的西伯利亚鲟是通过提高饲料效率来实现补偿生长。各饥饿组鱼体蛋白含量（占湿重）和干物质含量在整个实验过程中与对照组无显著差异（P〉0.05）。在饥饿过程中,鱼体脂肪含量和肝脏肝糖原含量下降的同时,各饥饿组的灰分含量上升,但仅S18组与对照差异显著（P〈0.05）。在恢复摄食1周后,饥饿组脂肪、肝糖原和灰分等体成分均恢复到正常水平（P〉0.05）。结果表明,西伯利亚鲟在高温下表现出完全补偿现象,且是通过同时提高摄食率和饲料效率来实现补偿生长的,因此在夏季高温时对鲟鱼进行一段时间适度的饥饿可以在不影响生长和体成分的前提下节约饲料成本,减少因过量投饵而引起的环境污染

含相变材料热防护结构一体化设计与试验

利用相变材料储热密度大、比热容高等优势,设计了一种含相变材料的新型一体化热防护结构(PCM-ITPS),并通过数值计算分析了其隔热特性。结果表明,在一体化热防护结构底板处铺设相变材料可吸收热短路效应导入的过量热载,改善结构的隔热性能。然后设计并制备PCM-ITPS试验件,通过隔热性能测试试验对结构隔热特性进行验证。在此基础上进行热应力分析验证其承载性能,并以结构参数为设计变量,隔热和承载性能要求为约束条件,实现了PCM-ITPS结构的轻量化设计,优化后PCM-ITPS方案相对传统ITPS方案减重23.35%。以上工作为促进热防护系统的设计-制造一体化进程提供必要的理论储备与技术支持

西伯利亚鲟在高温下饥饿后的补偿生长

在高温（29±1）℃下将西伯利亚鲟幼鱼（21.61±0.03）g饥饿0（对照）、6、12和18d后恢复摄食3周,研究摄食、生长和鱼体组成的变化。结果表明,经过不同程度饥饿的鱼体重均显著低于对照组（P〈0.05）,恢复摄食3周后,饥饿6d（S6组）和12d（S12组）的鱼体重与对照无显著差异（P〉0.05）,而饥饿18d（S18组）的鱼体重显著低于对照（P〈0.05）。在恢复摄食1周后,饥饿6d组（S6组）特定生长率和摄食率均显著高于对照组（P〈0.05）,饥饿12d组（S12组）特定生长率和饲料效率显著高于对照组（P〈0.05）,表明饥饿6d的西伯利亚鲟是通过提高摄食率来实现补偿生长,而饥饿12d的西伯利亚鲟是通过提高饲料效率来实现补偿生长。各饥饿组鱼体蛋白含量（占湿重）和干物质含量在整个实验过程中与对照组无显著差异（P〉0.05）。在饥饿过程中,鱼体脂肪含量和肝脏肝糖原含量下降的同时,各饥饿组的灰分含量上升,但仅S18组与对照差异显著（P〈0.05）。在恢复摄食1周后,饥饿组脂肪、肝糖原和灰分等体成分均恢复到正常水平（P〉0.05）。结果表明,西伯利亚鲟在高温下表现出完全补偿现象,且是通过同时提高摄食率和饲料效率来实现补偿生长的,因此在夏季高温时对鲟鱼进行一段时间适度的饥饿可以在不影响生长和体成分的前提下节约饲料成本,减少因过量投饵而引起的环境污染