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生物加工过程 2020年第2期18卷 158-169,213页

作者：李清钞王嵘曾艳华蔡中华周进清华大学深圳国际研究生院广东深圳518055 深圳市蓝海绿洲科技有限公司广东深圳518055

海洋生物污损主要由微生物腐蚀(MIC)与生物淤积(MBF)造成。细菌的附着及生物被膜的形成在微观尺度为微生物腐蚀提供了环境条件,而生物淤积则从宏观层面加速了污损的进程。近年来,海洋生物污损在全球范围内造成了巨大的经济损失,各类抗... 详细信息

海洋生物污损主要由微生物腐蚀(MIC)与生物淤积(MBF)造成。细菌的附着及生物被膜的形成在微观尺度为微生物腐蚀提供了环境条件,而生物淤积则从宏观层面加速了污损的进程。近年来,海洋生物污损在全球范围内造成了巨大的经济损失,各类抗污损的方法也相继开发。微生物行为在污损的形成中扮演着重要角色,包括细菌在基质上的定殖,微生物被膜的产生,微生物结构的组装以及氧化还原性质的改变等。本文中,笔者聚焦海洋污损的微生物学机制,对生物污损的发生条件、影响因素、形成机制、群体感应调节特征进行了总结,并对防控方法进行了归纳,以期从生态学层面深入认识海洋污损的动力学过程,并为开发新型环保型防污材料提供借鉴思路。

关键词：海洋污损微生物腐蚀生物淤积群体感应防控方法

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石佛寺人工湿地不同水生植物的促淤效应研究

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沈阳农业大学学报 2019年第4期50卷 494-500页

作者：周林飞樊海川代玉旭沈阳农业大学水利学院

为探究淤积物与水生植物间的关系,制定适当的水生植物管理政策,通过在石佛寺水库人工湿地采集对比4种不同水生植物(荷花、蒲草、芦苇、混合植物)以及主河道区域的淤积物,分析各区域内淤积物密度及TOC(有机碳)含量,研究这4种水生植物对... 详细信息

为探究淤积物与水生植物间的关系,制定适当的水生植物管理政策,通过在石佛寺水库人工湿地采集对比4种不同水生植物(荷花、蒲草、芦苇、混合植物)以及主河道区域的淤积物,分析各区域内淤积物密度及TOC(有机碳)含量,研究这4种水生植物对淤积物总重量及淤积深度的影响。结果表明:目前湿地内淤积较为严重,平均淤积深度为0.824m各区域淤积物平均密度为1.106t·m^-3,水生植物的种植会使附近区域内淤积物密度明显降低。湿地淤积总量约为14699978t,其中生物有机质含量占1.31%,即淤积总量中有98.69%为非生物淤积,湿地内淤积物的主要是由外源的无机物质所形成的非生物淤积构成。但水生植物的促淤效应会使淤积物变得疏松,从而增加淤积物的深度。因水生植物的种植,湿地内淤积物深度增加0.261m,占湿地内平均淤积深度的31.7%。其中荷花区域内淤积物中TOC含量最高,促淤效应最为明显,使淤积深度增加约0.101m;芦苇与蒲草对淤积深度的影响较为接近,分别会使淤积深度增加0.067和0.063m;混合植物区域(包括沉水植物、根生浮叶植物和自由漂浮植物)内淤积物中TOC含量最少,促淤效应最差,但仍可以使湿地平均淤积深度增加0.030m。水生植物对于淤积深度影响的主要原因是死亡腐解后对淤积产生的疏松效应,应及时对植株残体收获利用。

关键词：石佛寺人工湿地水生植物有机碳生物淤积非生物淤积

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乌梁素海芦苇枯落物分解动态及营养元素释放研究

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安全与环境学报 2016年第5期16卷 364-370页

作者：魏江明王立新刘东伟刘华民清华王炜梁存柱内蒙古大学环境与资源学院呼和浩特010021 中美生态能源及可持续性科学内蒙古研究中心呼和浩特010021 内蒙古大学生命科学学院呼和浩特010021

乌梁素海是内蒙古高原干旱区最典型的浅水草型湖泊,湖滨带芦苇分布广袤,其收割方式是在冬季湖泊结冰后将冰面上芦苇收割,冰面下芦苇则留存在水中,而水下部分的分解是造成湖泊生物淤积的重要原因,且分解过程中营养元素的释放亦加剧了湖... 详细信息

乌梁素海是内蒙古高原干旱区最典型的浅水草型湖泊,湖滨带芦苇分布广袤,其收割方式是在冬季湖泊结冰后将冰面上芦苇收割,冰面下芦苇则留存在水中,而水下部分的分解是造成湖泊生物淤积的重要原因,且分解过程中营养元素的释放亦加剧了湖泊富营养化。通过分解袋法研究了湖泊水面下芦苇枯落物的分解动态及营养元素的释放过程,并探讨了芦苇枯落物分解的影响因素。结果表明:1)芦苇枯落物分解270 d后质量残留率为52.44%,分解速率常数为0.002 68 d^(-1),其分解50%需要0.83 a,分解95%需要3.19 a;2)芦苇枯落物分解过程中,N元素的分解状态呈现释放-分解-再释放的规律,P元素和C元素均处于持续释放的分解状态;3)芦苇枯落物分解期间,分解速率和营养元素含量动态受枯落物自身质量和环境因子共同影响,且环境因子(温度、溶解氧、pH值)与芦苇枯落物分解速率及元素释放动态相关性显著。研究表明,芦苇枯落物分解释放大量营养物质,对湖泊富营养化有一定的贡献,要进一步加强芦苇植物的收割以减轻植物腐烂分解对湖泊造成的二次污染,减少生物淤积作用。

关键词：环境科学技术基础学科枯落物分解 N元素 P元素生物淤积乌梁素海芦苇

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高压脉冲电场防治浮游动物淤积研究

高压脉冲电场防治浮游动物淤积研究

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作者：丁悦华中科技大学

学位级别：硕士

高压脉冲电场技术(Pulsed Electric Field,PEF)作为一种新型液体非热处理技术,具有环保、高效、节能等特点,可应用于防治南水北调中线干渠输水工程中固着生物淤积。但目前仍缺少高压脉冲电场对浮游动物影响规律的研究,在实际工程设计时... 详细信息

高压脉冲电场技术(Pulsed Electric Field,PEF)作为一种新型液体非热处理技术,具有环保、高效、节能等特点,可应用于防治南水北调中线干渠输水工程中固着生物淤积。但目前仍缺少高压脉冲电场对浮游动物影响规律的研究,在实际工程设计时缺少相关的基础理论支撑。本文构建了PEF防治浮游动物淤积试验平台并开展了PEF处理大型溞试验,分析了大型溞死亡率和死亡形态随电场强度、脉冲注入能量密度等参数的变化规律,得到了有效处理大型溞所需条件,为高压脉冲电场技术应用于防治浮游动物淤积提供指导。PEF防治浮游动物淤积平台基于脉冲形成网络(PFN)拓扑,串联晶闸管组件采取模块化驱动电路和保护单元设计,使用光纤分光进行多路同步触发,并联均压电阻R和阻容缓冲电路实现均压保护。平台PFN的特征阻抗为44.72Ω,处理室与PFN电路匹配系数为0.4时可以获得较为理想的电压脉冲输出。开展不同电场强度、脉冲宽度和脉冲处理次数条件下的大型溞电处理试验,将大型溞死亡形态划分为Ⅰ型～Ⅴ型破损程度逐渐加深的五个类别。其中,Ⅰ型和Ⅲ型为常见死亡形态,Ⅱ型作为过渡形态出现概率较低,Ⅴ型破坏最严重但出现概率极低。电场强度和能量注入密度是对大型溞作用效果两个重要影响因素,电场强度高于2 kV/cm且能量注入密度大于75 J/L时,试验大型溞的死亡率可达到85%以上。脉冲电场对大型溞产生有效作用的条件为,跨壳电势差Δψ≥15 V。

关键词：高压脉冲电场生物淤积脉冲形成网络大型溞致死条件

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基于MEMS的超滑表面研究

基于MEMS的超滑表面研究

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作者：安光明哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

超滑表面利用其基底上的微纳结构通过毛细作用将润滑油等液体锁定在孔隙中,孔隙中浸润的润滑油在基底形成一层动态油膜,油膜与不溶液体的液-液界面代替了固体与液体的固-液界面,从而大幅减少了滑动阻力。与传统具有类似低滚动角特性的... 详细信息

超滑表面利用其基底上的微纳结构通过毛细作用将润滑油等液体锁定在孔隙中,孔隙中浸润的润滑油在基底形成一层动态油膜,油膜与不溶液体的液-液界面代替了固体与液体的固-液界面,从而大幅减少了滑动阻力。与传统具有类似低滚动角特性的超疏水和超疏油表面相比,孔隙中填充润滑油比空气具有更好的压力稳定性,而且润滑油的毛细流动性使得超滑表面具有良好的自修复能力。目前超滑表面仍处于实验阶段,如何将超滑表面应用于生产生活中将成为研究的热点。本文总结分析了近年来超滑表面制备和应用进展,并且将其与介电润湿整合。采用光刻技术制备了实验需要的ITO电极,利用MicroWriter无掩膜光刻设备将ITO电极的表面加工为超滑表面和疏水表面,随后搭建实验台,对击穿电压进行了测试和比较。其次,针对生物淤积,本文根据具体的实验需求采用聚二甲基硅氧烷(PDMS)廉价制备超滑表面的方法。将聚苯乙烯微球粘附在胶带上作为模板,浇筑PDMS,脱模后的PDMS即为疏水表面,浸润润滑油后的疏水表面为超滑表面。选取易于淤积的大肠杆菌作为实验对象,用接种大肠杆菌的培养液浸泡超滑表面和疏水表面48小时,比较大肠杆菌在这两种表面的淤积情况。本课题涉及多学科交叉,文中分析总结得到的超滑表面制备理论以及实验中摸索出的工艺参数对于进一步研究超滑表面具有一定的借鉴意义。

关键词：超滑表面介电润湿无掩膜光刻生物淤积

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