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丘陵山区水库沉积物-水界面磷源汇转换机制

中国环境科学 2024年第4期44卷 2137-2147页

作者：谭立贤康得军刘成朱利钊申秋实陈开宁福州大学土木工程学院福建福州350000 中国科学院南京地理与湖泊所湖泊与环境国家重点实验室江苏南京210008 苏州科技大学江苏水处理技术与材料协同创新中心江苏苏州215009

以东南丘陵山区典型深水水库对河口水库为研究对象,开展了1a的原位调研,在主要水域内采集原位柱状沉积物样品,分析了沉积物磷的含量、赋存形态、间隙水剖面特征以及沉积物-水界面交换通量的时空变化特征.结果表明:对河口水库表层沉积物... 详细信息

以东南丘陵山区典型深水水库对河口水库为研究对象,开展了1a的原位调研,在主要水域内采集原位柱状沉积物样品,分析了沉积物磷的含量、赋存形态、间隙水剖面特征以及沉积物-水界面交换通量的时空变化特征.结果表明:对河口水库表层沉积物总磷(TP)含量变化范围为(470.8~1012.3)mg/kg,平均值达到(688.4±186.48)mg/kg,呈现从上游至下游逐渐增加的趋势,下游坝前区域磷污染最为严重;沉积物中各形态磷含量大小顺序依次为:铝结合态磷(352.61mg/kg)>铁结合态磷(Fe-P)(98.10mg/kg)>闭蓄态磷(88.77mg/kg)>钙结合态磷(72.42mg/kg)>有机磷(33.38mg/kg)>可交换态磷(1.64mg/kg).全库沉积物总体表现为磷的释放源,其中,秋季释放风险最高,冬季大部分区域沉积物从磷释放的源转变为汇;全年平均静态释放通量和扩散通量分别为(0.81±2.34)mg/(m^(2)·d)和(2.15±3.47)mg/(m^(2)·d),2种方法所得全年磷释放量分别为1.92和3.67t,秋季释放量最大.铁结合态磷(Fe-P)的转化可能是控制沉积物-水界面磷源-汇转换的重要原因,由氧分层导致的沉积物厌氧及铁结合态磷(Fe-P)溶解释放将增加下层水体磷浓度,并在水体逆温后增加水柱总体磷浓度.在秋季大量磷释放之后,应更加关注随后的逆温对整个水体磷浓度的影响.

关键词：内源磷负荷沉积物-水界面磷通量对河口水库深水水库

风浪扰动下南四湖南阳湖区底泥Hg的动态迁移规律模拟

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环境化学 2022年第4期41卷 1356-1366页

作者：李宝申秋实孙春意赫国胜刘阳山东省水土保持与环境保育重点实验室临沂大学资源环境学院临沂276005 湖泊与环境国家重点实验室中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008

风浪等动力扰动下底泥重金属的释放研究主要集中在含量变化上,而对其动态迁移过程,尤其是悬浮后的沉降过程则少有涉及.本文以重金属Hg污染较为严重的山东南四湖南阳湖区为研究对象,借助Y型旋浆式底泥再悬浮发生装置,通过常见风情条件下... 详细信息

风浪等动力扰动下底泥重金属的释放研究主要集中在含量变化上,而对其动态迁移过程,尤其是悬浮后的沉降过程则少有涉及.本文以重金属Hg污染较为严重的山东南四湖南阳湖区为研究对象,借助Y型旋浆式底泥再悬浮发生装置,通过常见风情条件下底泥原柱样再悬浮和沉降过程模拟,对不同风浪条件下典型重金属Hg在底泥-水界面的动态迁移过程进行了研究.结果表明,风浪扰动下,南阳湖水柱中Hg浓度呈增加趋势,夏季和冬季河口区Hg浓度分别由1.5μg·L^(-1)和0.5μg·L^(-1)左右增加到2.5μg·L^(-1)和1.0μg·L^(-1)左右,湖心区分别由0.1μg·L^(-1)和0.3μg·L^(-1)左右增加到0.12μg·L^(-1)和1.0μg·L^(-1)左右,风浪扰动增加了底泥Hg的释放风险,间隙水高浓度Hg向上覆水释放为其主要原因;风浪扰动停止后,水柱中Hg浓度总体呈波动性下降,但20 h很难降低到初始浓度;水柱中Hg浓度增量同风浪强度没有明显依赖关系,夏季和冬季河口区Hg的释放增量在小风(1.75 m·s^(-1))、中风(3.63 m·s^(-1))和大风(6.02 m·s^(-1))扰动下分别为3.36、0.95、0.50 mg·m^(-2)和0.97、0.81、0.61 mg·m^(-2),大风过程Hg增量反而较小,大风扰动导致更多悬浮颗粒物对Hg的吸附共沉淀起到关键作用;水柱中Hg浓度增量在季节上未显示一定规律,南阳湖冬季水面大量菹草覆盖,菹草的生长对扰动下底泥Hg的释放没有起到明显控制效果.

关键词：风浪扰动 Hg 动态迁移释放增量山东南四湖

坦桑尼亚土地利用变化生态环境效应的空间分异特征研究

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世界地理研究 2023年

作者：张家旗余成申秋实苏州科技大学地理科学与测绘工程学院中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室郑州轻工业大学社会发展研究中心

坦桑尼亚是“一带一路”倡议辐射非洲内陆的重要门户，面临着众多非洲国家所遭遇的生态环境恶化及气候变化威胁加剧等问题。基于全球30米空间分辨率地表覆盖数据集及多源社会经济与自然环境数据，综合运用生态环境质量指数、重心迁移分... 详细信息

坦桑尼亚是“一带一路”倡议辐射非洲内陆的重要门户，面临着众多非洲国家所遭遇的生态环境恶化及气候变化威胁加剧等问题。基于全球30米空间分辨率地表覆盖数据集及多源社会经济与自然环境数据，综合运用生态环境质量指数、重心迁移分析、热点分析、地理探测器等研究方法，分析了坦桑尼亚2000-2020年土地利用变化及其生态环境效应的空间分异特征。结果表明：①坦桑尼亚土地利用变化速度有所减缓，耕地和人造地表面积持续增加，林地和水体面积不断减少，耕地、林地、草地、灌木地四种地类的相互转化是土地利用变化的主要形式。②生态环境质量指数不断下降，以中央铁路线为界，呈现“南高北低”的分布特征，空间格局相对稳定，重心始终位于首都Dodoma市域范围内。③生态环境质量变化空间集聚特征显著，2000-2010年间冷点和热点区域分布范围和集聚面积较大，2010-2020年有所减小。耕地、林地和草地之间的相互转化是影响生态环境质量最主要的用地转换类型。④不同影响因素对不同区域生态环境质量的影响程度和显著性均有所差异。社会经济因素大于自然环境因素的影响，而自然环境因素之间的协同增强作用则大于社会经济因素，人口分布明显加强了各自然环境因素对生态环境质量的影响程度。

关键词：土地利用生态环境效应空间分异地理探测器坦桑尼亚 “一带一路”

风浪扰动下南四湖悬浮颗粒物分布与侵蚀深度模拟

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中国水土保持科学 2022年第2期20卷 7-14页

作者：李宝申秋实孙春意赫国胜刘阳山东省水土保持与环境保育重点实验室临沂大学资源环境学院山东临沂276005 湖泊与环境国家重点实验室中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008

风浪扰动下河湖底泥再悬浮和沉降过程中悬浮颗粒物的分布、沉积对区域水土保持与环境保育具有重要意义。以山东南四湖南阳湖区为研究对象,在风情统计的基础上,利用Y型旋浆式底泥再悬浮装置对底泥再悬浮和沉降过程进行模拟,并对底泥悬浮... 详细信息

风浪扰动下河湖底泥再悬浮和沉降过程中悬浮颗粒物的分布、沉积对区域水土保持与环境保育具有重要意义。以山东南四湖南阳湖区为研究对象,在风情统计的基础上,利用Y型旋浆式底泥再悬浮装置对底泥再悬浮和沉降过程进行模拟,并对底泥悬浮颗粒物的动态分布特征和物理侵蚀深度进行研究。结果表明:小风、中风和大风扰动条件下,夏季和冬季南阳湖湖心区最大悬浮物增量分别比河口区高35.8%、25.0%、47.1%和54.2%、74.1%、22.7%,大风作用下湖心区和河口区夏季比冬季最大悬浮物增量分别高62.2%和22.6%;沉降过程显示,最初沉降6 h内,不同风速下悬浮物量均下降85%以上,20 h后,水柱中悬浮物浓度与风浪前初始浓度趋于一致;南阳湖不同风浪扰动条件下表层底泥侵蚀深度在0.09~13.73 mm之间。风浪扰动下南阳湖底泥再悬浮规律在空间和季节上差异显著,这种差异主要是由表层底泥颗粒尺寸的不同和冬季湖面被菹草大面积覆盖所致;风浪扰动停止后,最初沉降6 h是水体透明度恢复的关键;常规风情下,南阳湖底泥很难出现分米级甚至厘米级的表层底泥侵蚀。

关键词：再悬浮过程沉降过程颗粒物分布侵蚀深度风浪扰动南四湖

典型丘陵山区水库沉积物-水界面磷的源-汇转换特征及机制

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中国环境科学 2023年

作者：谭立贤康得军刘成朱利钊申秋实陈开宁福州大学土木工程学院江苏水处理技术与材料协同创新中心苏州科技大学中国科学院南京地理与湖泊所湖泊与环境国家重点实验室

内源磷负荷的不断加剧已成为众多湖库富营养化整治过程中面临的主要难点之一。本文以东南丘陵山区典型深水水库对河口水库为研究对象，开展了一周年的原位调研，在主要水域内采集原位柱状沉积物样品，详细分析了沉积物磷的含量、赋存形... 详细信息

内源磷负荷的不断加剧已成为众多湖库富营养化整治过程中面临的主要难点之一。本文以东南丘陵山区典型深水水库对河口水库为研究对象，开展了一周年的原位调研，在主要水域内采集原位柱状沉积物样品，详细分析了沉积物磷的含量、赋存形态、间隙水剖面特征以及沉积物-水界面交换通量的时空变化特征。结果表明：对河口水库表层沉积物总磷(TP)含量变化范围为 (470.8～1012.3) mg/kg，平均值达到 (688.4±186.48) mg/kg，呈现从上游至下游逐渐增加的趋势，下游坝前区域磷污染最为严重；沉积物中各形态磷含量大小顺序依次为：铝结合态磷( Al-P， 352.61 mg/kg ) > 铁结合态磷 (Fe-P， 98.10 mg/kg ) > 闭蓄态磷( Res-P， 88.77 mg/kg ) > 钙结合态磷(Ca-P， 72.42 mg/kg ) > 有机磷(Org-P， 33.38 mg/kg ) > 可交换态磷(Ex-P， 1.64 mg/kg )。全库沉积物总体表现为磷的释放源，其中，秋季释放风险最高，冬季大部分区域沉积物从磷释放的源转变为汇；全年平均静态释放通量和扩散通量分别为0.81 ± 2.34 mg/(m2·d) 和2.15 ± 3.47 mg/(m2·d)，两种方法所得全年磷释放量分别为1.92和3.67 t，秋季释放量最大。Fe-P 的转化可能是控制沉积物-水界面磷源-汇转换的重要原因，由氧分层导致的沉积物厌氧及Fe-P 溶解释放将增加下层水体磷浓度，并在水体逆温后增加水柱总体磷浓度。在秋季大量磷释放之后，应更加关注随后的逆温对整个水体磷浓度的影响。

关键词：内源磷负荷沉积物-水界面磷通量对河口水库深水水库

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混合型FPGA开关盒优化设计方法及应用

固体电子学研究与进展 2009年第2期29卷 254-259页

作者：申秋实童家榕来金梅复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室上海201203

FPGA开关盒的设计主要关注于一种跨度互联线相互连接的研究。在这些开关盒中,不同跨度的互联线相互分隔和独立,在一定程度降低了互联的性能和利用率。提出了一种可以将不同跨度互联线通过可编程开关进行连接的混合型开关盒设计思想,提高... 详细信息

FPGA开关盒的设计主要关注于一种跨度互联线相互连接的研究。在这些开关盒中,不同跨度的互联线相互分隔和独立,在一定程度降低了互联的性能和利用率。提出了一种可以将不同跨度互联线通过可编程开关进行连接的混合型开关盒设计思想,提高10%互连结构的性能,而不会增加芯片面积以及功耗。此设计方法在复旦大学FDPFPGA芯片互联结构中得以应用。

关键词：现场可编程门阵列互联结构开关盒

嗜酸氧化硫硫杆菌产酸活性与低品位磷矿细菌浸出

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嗜酸氧化硫硫杆菌产酸活性与低品位磷矿细菌浸出

作者：申秋实武汉理工大学

学位级别：硕士

微生物湿法冶金——微生物浸出——技术具有节能减排，可处理复杂低品位难选矿物等优点，目前已经成为一种重要的选矿技术。嗜酸硫杆菌（Acidithiobacillus）以其良好的浸出能力在微生物浸出中得到广泛的研究和应用。嗜酸氧化硫硫杆菌（... 详细信息

微生物湿法冶金——微生物浸出——技术具有节能减排，可处理复杂低品位难选矿物等优点，目前已经成为一种重要的选矿技术。嗜酸硫杆菌（Acidithiobacillus）以其良好的浸出能力在微生物浸出中得到广泛的研究和应用。嗜酸氧化硫硫杆菌（Acidithiobacillus thiooxidans，简称At．t菌）即是其中一种重要的浸矿细菌，它能在生长代谢过程中氧化单质硫和硫化物中的硫元素而产生硫酸，在微生物浸出和煤炭微生物脱硫等方面发挥了重要的作用。本研究从广西某含硫温泉水中分离纯化出一株嗜酸氧化硫硫杆菌菌株，经富集培养后对其产酸活性进行了研究，并就其对复杂低品位磷矿矿样的浸出情况做了相应的研究。初步研究显示：当培养基初始pH在2.4附近时，嗜酸氧化硫硫杆菌表现出了良好的生长活性和产酸能力，在一个培养周期内其最低pH可降低至1.80甚至以下。同时该细菌对磷矿矿样也表现出了良好的浸出能力，浸出率可达23.13％。为了对嗜酸氧化硫硫杆菌产酸活性和浸出能力进行进一步探讨，本研究对该细菌进行了微波诱变、紫外线诱变及微波紫外线联合诱变。结果表明：在不同诱变剂及不同诱变时间的影响下，嗜酸氧化硫硫杆菌产酸活性及对磷矿的浸出能力都发生了显著的改变。微波诱变后，嗜酸氧化硫硫杆菌在培养过程中菌液pH比未经诱变时普遍偏低，这说明经微波诱变后其产酸活性增强。诱变后菌株对磷矿矿样的浸出能力也有显著的改变，其中经微波诱变10s后浸出效果最佳，比原菌株提高了41.55％。经紫外线诱变后，嗜酸氧化硫硫杆菌产酸活性及浸矿能力与原菌株相比也发生了变化，其中经紫外线诱变15min后所得菌株产酸活性改善明显，对磷矿矿样的浸出率提高显著，比原菌株浸出率提高了30.44％。微波诱变联合紫外线诱变后，嗜酸氧化硫硫杆菌产酸活性也发生了显著的变化，联合诱变后嗜酸氧化硫硫杆菌菌液pH普遍低于未诱变细菌菌液pH，这说明联合诱变后细菌产酸活性高于原菌株。联合诱变后嗜酸氧化硫硫杆菌菌株对磷矿矿样的浸出率有升有降，其中经微波诱变15s联合紫外线诱变15min后菌株的浸出效果提高最为显著，比原菌株提高了31.21％。

关键词：嗜酸氧化硫硫杆菌产酸活性浸出率微波诱变紫外线诱变

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嵌入IP核的FPGA互连结构设计

嵌入IP核的FPGA互连结构设计

作者：申秋实复旦大学

学位级别：硕士

FPGA独特的可重构计算技术不仅能够降低数字系统的开发风险与开发成本、缩短上市时间,而且通过动态编程、远程在线重构等技术可以有效地降低系统的维护升级成本,因此在通讯、多媒体、工业控制、数值计算等领域得到了广泛的应用。在FPGA... 详细信息

FPGA独特的可重构计算技术不仅能够降低数字系统的开发风险与开发成本、缩短上市时间,而且通过动态编程、远程在线重构等技术可以有效地降低系统的维护升级成本,因此在通讯、多媒体、工业控制、数值计算等领域得到了广泛的应用。在FPGA体系结构的研究开发中,由于可编程互连结构占据了将近80%的芯片面积和60%的信号延时,因此可编程互连结构的设计是FPGA结构设计的重中之重。随着各个专业领域对FPGA功能和性能要求的不断提高,FPGA中越来越多的嵌入针对不同应用的IP核。这些IP核协同FPGA中其他可编程结构可以应对诸多复杂应用。作为FPGA互联结构中的重要组成部分,IP互联结构实现了IP核与其他可编程结构的连接。本文围绕面向嵌入IP核的FPGA可编程互连资源的结构研究,针对不同类型的互连解决方案进行了细致的研究工作,设计并流片实现了新型FPGA互联结构。通过对FPGA延迟、面积等参数的分析,基于实验数据在理论上给出了一套FPGA互联结构设计的最优设计方法。本文还针对块状RAM和硬件乘法器这两种常用IP核进行了研究,设计了这两种IP核及其IP互联结构。本文采用SMIC 0.18um Logic 1P6M Salicide 1.8V/3.3V工艺,应用本文中的互联结构设计方法对自主开发的FPGA芯片(代号FDP250K)进行了版图实现,并在其改进型号FDP1000K中对IP互联结构进行了全新改进设计。

关键词：现场可编程门阵列可编程互连资源专用互连硬件乘法器块状随机存储单元

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FPGA通用开关盒层次化建模与优化

电子与信息学报 2008年第5期30卷 1239-1242页

作者：谈珺申秋实王伶俐童家榕复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室上海201203

国际上权威的通用布局布线工具(Versatile Place and Route tool,VPR)所支持的开关盒(Switch Box,SB)结构限定在Disjoint,Wilton和Universal3种类型,并且通道内同种类型的互连线必须相邻排列。针对这两个约束,该文提出了FPGA(Field Prog... 详细信息

国际上权威的通用布局布线工具(Versatile Place and Route tool,VPR)所支持的开关盒(Switch Box,SB)结构限定在Disjoint,Wilton和Universal3种类型,并且通道内同种类型的互连线必须相邻排列。针对这两个约束,该文提出了FPGA(Field Programmable Gate Array)层次化通用开关盒模型,可涵盖FPGA中的任意开关盒结构,并基于这种模型,提出了具有更高布通率的新型开关盒结构JSB(Joint Switch Box,JSB),与Disjoint,Wilton和Universal结构相比,布通率分别提高了10.1%,3.3%和4.6%;还通过优化分布FPGA中互连线,大幅度减小了电路延时,在相同工艺参数和相同开关盒的条件下,比VPR的布线时延关键路径平均缩短了10.4%。

关键词：通用布局布线工具开关盒模型布通率关键路径 FPGA