黄土区人工与天然植被对凋落物量和土壤有机碳变化的影响

在黄土丘陵区选择从耕地、草地、灌木林到乔木林样地,不同样地内设立1m×1m(乔木10m×10m)的样方,分析样方内凋落物积累量、碳氮含量、土壤有机碳(SOC)和可溶性碳(DOC)含量变化。结果表明:天然草地、灌木林、乔木林凋落物积累量依次为5.3,12.1和32.4t.hm-2;但人工灌木林和乔木林的凋落物积累量分别为6.7和11.4t.hm-2,分别是天然灌木林和乔木林的1/2和1/3。随着植被的恢复,天然植被凋落物的C/N高于人工植被(刺槐林除外)。与耕地SOC(4.67g·kg-1)相比,天然灌木林地SOC提高5.9倍,人工灌木林地提高1.8倍;天然乔木林地提高8.0倍,而人工乔木林地仅提高4.0倍。凋落物积累量与0～20cm土层土壤有机碳存在显著线性相关关系(R2>0.83),但20cm以下线性相关关系不显著。凋落物积累量与0～10cm土壤可溶性碳含量存在显著线性相关关系(R2>0.893),与10～60cm土层线性相关关系不显著,与80～100cm土壤可溶性碳存在显著线性负相关关系。

喷灌均匀系数的三次样条两次插值计算方法

为提高喷灌水量分布均匀性评价的准确性,当雨量筒径向布置时,为考虑所有测点数据对插值点降水深的影响,采用径向和周向两次的三次样条插值计算出未知点的降水深,从而计算喷灌均匀系数。以美国雨鸟30PSH型喷头雨量筒间隔为1m和2m的喷洒试验数据,计算网格点取1m和0.25m,分别采用三次样条两次插值法和邻近四点距离线性插值法计算了克里斯琴森均匀系数。结果表明,均匀系数由高至低的顺序依次为采样间隔为2m的线性插值、采样间隔为2m的三次样条两次插值、采样间隔为1m的线性插值和采样间隔为1m的三次样条两次插值。采样间隔2m比1m计算出的均匀系数总体高3~4个百分点,三次样条两次插值法比邻近点距离线性插值法略低1个百分点,2种计算网格点间距下的均匀系数差值小于1个百分点。结果证明,采样间距、插值方法、计算网格间距对均匀系数的影响依次降低,三次样条两次插值法可以用来评价喷灌组合均匀系数。

金属酞菁对单加氧酶的模拟

合成Mn~(++)、Fe~(++)、Co~(++)、Cu~(++)、Zn~(++)过渡金属酞菁和Sn~(++)酞菁，并对它们作了红外、紫外和元素分析。用上述金属酞菁、抗坏血酸和分子氧构成了一种新的单加氧酶和化学模拟体系，发现都可以在常温、常压下使苯羟化成酚。其中以铁酞菁活性最高，反应八小时苯的克分子转化率可达0.7%左右，其余（包括铈酞菁）大约比铁体系活性低20倍，约为0.02%～0.04%。与典型的模拟单加氧酶Udenfriend试剂比较，在没有丙酮等有机介质的情况下具有更高的活性。考察了抗坏血酸浓度、P~H值。底物苯的加入量以及温度等对羟化反应起始吸氧速度、苯的转化率的影响。发现，羟化反应速度与加入反应的抗坏血酸浓度成反比；中性、微酸性介质（P~H=4.7）对羟化反应有利，温度以35℃为宜；在抗坏血酸浓度较低时，苯的转化率几乎与其成正比关系，在浓度大于1M/g时，苯转化率的提高就比较小了。考察了含氮的各种胺类及含氧的丙酮等配位对化学模拟体系中Fe~(++)活性的影响。发现Fe~(++)周围的N原子数与铁离子的比例按1：1、1：2、1：3、1：4增加时铁模拟体系的活性几乎成正比提高，但是这又不如铁酞菁体系的活性，说明含N大环配位体-酞菁对铁离子的活化更为优越。并利用量子化学的概念对此作了解释。发现以往作为分散剂而加入到体系中的丙酮也是一种可以活化Fe~(++)的配位体。根据实验事实以及反应液的电子光谱分析，对羟化反应机理作了探讨，提出Fe~(++)、抗坏血酸(AsH_2)与适当配位体在微酸性介质中(P~H=4.7)形成中间三元络合物是羟化反应的第一步，指出G.A.Hamilton等人提出的“Oxenoid”机理忽略了适当配位体的重要作用；指明了Udenfriend试剂中的CDTA以及本实验所用的各种胺和丙酮的作用实质。提出Fe~(++)、适当配位体在低浓度和高浓度的抗坏血酸溶液中形成五配位和六配位的中间三元络合物，二者处于化学平衡状态。因为只有五配位的中间三元络合物才有活性，园满地解释了在抗坏血酸浓度低时羟化反应速度反而高于高浓度的这一反常的实验现象。根据五配位中间三元络合物的模型，进一步指出在模拟体纱中抗坏血酸不仅仅起到了授氢体的作用，它与单加氧酸酶P-450辅基的轴向第五配位体-含硫的胱氨酸残基类似，在分子氧的还原断裂中起着非常重要的作用。根据实验中的一些现象，对中间双氧络合物的存在也提出了看法。

Fe/Cr氧化还原电池的铬负极和Cr(III)氧化过程的研究

氧化还原液流电池是近十几年来发展起来的一种大容量的贮能电池，目前研究比较成熟功率，容量较大的是盐酸体系Fe/Cr氧化还原电池。但是对于该体系的铬负极，仍然存在着氢气的伴随发生和铬盐溶液的时效陈化问题，此外，作为隔膜的离子交换膜也不能满足电池的性能要求。本文用循环伏安法、恒电流法、紫外可见分光光度法、交流阻抗法研究了铬负极的性质和溶液的时效陈化问题；探讨了三价铬离子的电化学还原过程；组装了试验型氯化铵体系的Fe/Cr氧化还原液流电池，测试了电池的性能；为降低隔膜的离子选择性的要求，对Cr(III)/Cr(VI)电对的氧化还原反应进行了探讨。讨论了三价铬离子在银离子存在下氧化成铬酸盐的反应机理。用循环伏安法研究了金、银、铜、石墨等电极材料对Cr(III)/Cr(rIII)电对氧化还原可逆性和析氢速度的影响。金电极能催化Cr(III)/Cr(II)电对的氧化还原反应，在溶液中含有Pb~(2+)离子时，具有较高的氢过电位。银、铜电极在电位扫描过程中不断地进行溶解和沉积，电极性能不稳定，而石墨电极上Cr(III)/Cr(II)电对的可连性较差。因此选择金作工作电极。研究了电解液中加入Pb、In、Tl的作用，结果表明，同时添加Pb-In、Pb-Tl比添加Pb、Tl等单一添加剂更能有效地提高氢过电位。电子探针分析表明，Pb、In、Tl在金基底上是均匀分布的。文献上尚未见到在这一电池体系中应用上述复合添加物的报导。在盐酸溶液中，存在着如下平衡：[Cr(H_2O)_4Cl_2] Cl·2H_2O <-> [Cr(H_2O)_5Cl]Cl_2·H_2O<->[Cr(H_2O)_6]Cl_3利用各级络合物的稳定常数计算了不同浓度的Cr(III)离子溶液中，上述三种络合物的浓度。以循环伏安曲线上Cr(III)的还原峰值电流i_p对Cr(H_2O)_4Cl_2~+和Cr(H_2O)_5Cl~+的浓度和作图，得到通过原点的直线。恒电流法研究发现，电位－时间曲线相继在-550mv·vs·scE和-660mv·vs·scE出现二个电位平阶，其电量比与Cr(H_2O)_4Cl_2~+、Cr(H_2O)_5Cl~2+的浓度比相当。据此认为参加电化学反应的活性离子是Cr(H_2O)_5Cl~(2+)和Cr(H_2O)_4Cl_2~+。利用循环伏安法比较了盐酸、氯化铵、醋酸、醋酸铵作电解液时Cr~(3+)离子的反应活性。盐酸体系中氢气的伴发生极为严重。醋酸、醋酸铵体系析氢电流较小、Cr~(3+)离子的反应活性也不高。相对来说，氯化铵体系对Cr(III)/Cr(II)电对的氧化还原反应有较高的活性，而且氢的析出电流也较小。紫外可见分光光度法对盐酸。氯化铵作电解液时铬络离子稳定性的研究表明，在溶液久置过程中，铬络离子在氯化铵体系中比在盐酸体系中稳定。循环伏安法的研究也符合这一结论。由于氯化铵体系的优点，组装了以氯化铵为电解液的铁铬单体电池。当充、放电电流密度为20mA/cm~2时，库仑效率达99％，瓦时效率在60％以上，电池的开路电压可达1.18V。与以盐酸为电解液的电池相比，具有电池开路电压高、放氢量小库仑效率高等优点。由于溶液的酸度低，也延缓了溶液对电池壳体及其附件的腐蚀。看来，它是一种很有希望的电解液体系。为了降低电池对离子交换膜的离子选择性要求，一种有效的方法是采用全铬电池体系，即正负极活性物质分别为Cr(III)/Cr(VI)和Cr(III)/Cr(II)。本文在Pt、石墨、钛电极上在硫酸溶液中对Cr(III)/Cr(VI)电对的氧化还原过程进行了探讨。循环伏安法表明，Cr(III)的氧化与氧的发生同时进行，加入Pb~(2+), Co~(2+)离子使Cr(III)离子的氧化电位负移。加入Ag~+时，在循环伏安曲线上出现Cr(III)离子的氧化峄。表明Ag~+对Cr(III)的氧化过程有较好的催化作用。在Cr(III)离子浓度0.1m时，峰值电位φ_P与扫描速度的对数logV呈线性关系，2ψ_p/2logv=100mv；峰值电流i_p与扫描速度v成正比。浓度在0.07M以下时，峰电位与扫描速度无关，峰电流与扫描速度平方根成正比，表现为扩散控制的过程。银离子存在下，Pt电极上Cr(III)离子的氧化过程的交流阻抗谱图呈现二个半圆，可以认为电极过程包括中间吸附物的生成。

锂蓄电池锂合金负极的研究

锂电池是一种比能量高、工作温度范围宽的性能优良的非水电池体系。但是以纯锂作锂二次电池的负极主要存在锂枝晶以及表面惰化问题， 近年来文献上报道了不少锂合金负极材料，以期改善电极性能，但是仍不能满足实际使用的要求。在工作研制了一种新型锂铝稀土合金负极材料。首先用熔盐电解法制备铝稀合金，随后电沉积锂形成锂-铝-稀土，电解质为1M高氯酸锂/碳酸丙烯酯溶液。实际上充有氩气、且恒温在25 ± 1 ℃的手套箱中进行。在0-950 mV和-500-700 mV两个电位范围内比较了纯度为99.9%Al和99%Al形成锂铝稀土合金电极的循环伏安曲线。在9-950 mV的电位范围内99.9%Al形成的锂铝-1%稀土合金电极（这里锂是欠电位沉积）比不加稀土的阳极峰电流提高约一倍，阳极峰面积增加50～60%。峰电位负移50 mV左右。在99%Al中添加稀土元素的影响比99.9%Al的要小一些，阳极峰电流只提高30%，峰电位负移15 mV，容量略有增加。在-500-700 mV范围的循环伏安曲线，锂的沉积属于非欠电位沉积。相当的锂沉积在电极表面。但其影响趋势与0-950 mV电位范围测取的循环伏安曲线基本一致。研究了一系列稀土添加量的影响，结果表明铝合金中的稀土含量在0.4～2%时，影响最明显，稀土含量为0.1%与5%时，循环伏安曲线与不含稀土的铝锂金相近。测取和锂铝和锂-铝-稀土合金电极的充放电曲线，添加稀土元素的影响趋势与循环伏安图的基本一致。在99.9%Al中添加1%稀土效果最好，充放电效率比不加稀土的提高30%。添加0.1%稀土的电极的充放电效率几乎不起作用。在99%Al中添加稀土元素对充放电效率的影响程度比99.9%Al的要低一些。测取了不同扫描速度下的锂-铝、锂-铝-稀土合金电极的循环伏安图。发现了一些有趣的现象，在0-950 mV的电位范围内，在大于5mV/Sec时，峰电流随扫描速度的增大而增大。而在1mV/Sec-5mV/Se时，峰电流基本不变，在电位为-500-700 mV电位范围，扫描速度为1mV/Sec-10mV/Sec的范围，在第三、四周随扫描速度的增加阳极峰电流反而降低。这可能是因为随着扫描速度增加，阳极极化电流增大，新沉积的锂来不及向铝中扩散，而与溶液（PC）及其中杂质反应生成惰化膜，以致影响了它的阳极溶解过程。研究了三种不同纯度的铝（99%、99.9%、99.999%）对循环伏安曲线的影响，并用发射光谱分析了铝中杂质大致含量，由于杂质组成比较复杂，加之三种纯度铝的循环伏安图差别不大，因此难以判断不同杂质的利和弊。99.9%Al和99.9%Al+1%Re的锂合金负极与正极聚苯胺组成模拟电池，并且进行了充放电实验，容量可达5.4-6.1C/cm~2。比较了99.9%Al和99.9%Al+0.4%Re、99.9%Al+1%Re的锂合金电极在电解质溶液中放置不同时间的交流阻抗复数平面图。随着放置时间的延长，半园直径增大，表明电极表面膜随放置时间不断生长，在铝合金中添加0.4%Re或1%Re，都使表面膜生长速度减慢，但是起始反应电阻比不加稀土元素的大。电极首先阳极充电10C/cm~2，随后分别在阴极极化，阳极极化条件下，测定的交流阻抗谱表明，添加稀土元素使锂-铝电极的反应电阻降低，电容增大。未经阻极预先充电的电极，在阴极低电流密度下，阻抗谱图由两个半园组成，随着阴极电流密度增大，半园逐渐缩小，并且低频区的小半园逐渐变小以致消失。X-射线的分析结果表明用电化学方法在电极上沉积锂，其表层形成Li-Al和Li_3Al_2，在电极表面存在Li_2CO_3和LiCl。在99.9%Al添加1%稀土元素，使电极表面的Li_2CO_3量增多。用X-射线光电子能谱分析表明，电极表面有锂、铝、氧、碳和氯元素，与X-射线的分析结果一致，锂-铝-稀土合金电极表面的碳酸根含量比未加稀土元素的多。用Ar~+刻蚀后，添加稀土后表层锂元素含量比未加稀土的高。用不同方法所得实验结果都表明了锂-铝合金添加稀土元素的有益影响，可能是由于稀土元素的异质成核作用，改变了合金的结构，使得Li的扩散变得容易。根据实验结果，认为电极表面膜由两层组成，靠近电极一侧的为某种中间体；具有惰化膜的性质，靠近溶液一侧的为多孔的碳酸锂膜，按照这一模型讨论了添加稀土元素的影响。

金在酸性硫脲中的电化学行为

传统的金的提取方法都使用氰化法，氰化法有许多缺点，而硫脲是金的良好络合剂，在工业上已经受到普遍重视，自60年代以来，对于它在提取黄金的应用方面已经作了许多研究，但它在应用过程中的高消耗问题一直没能得到解决。黄金的浸取实际上是一个电化学过程，因而我们认为必需用电化学方法对金在酸性硫脲体系中的电化学行为进行研究，以促进硫脲在工业上早日应用。本论文主要是用循环伏安法和旋转园盘电极研究温度，硫脲浓度为及SO_2、H_2S对金在酸性Tu中的电化学过程的影响。一.循环伏安法：用经过循环扫描处理的Au电极在0.1M的H_2SO_4介质中的溶液作循环伏安图，发现，第一次扫描在0.75V左右处有一氧化峰，还原时有0.12V处有一相应的还原峰，第二次正向扫描时，在0.43V左右有一氧化峰，而在0.75V左右的氧化峰消失并从0.75V开始氧化电流迅速增大，经过恒电位电解证明在0.43V左右氧化峰是金的阳极溶解峰，在0.12V处的还原峰是Au(Tu)_2~+的还原峰，而第一次在0.75V左右的氧化峰具体是什么反应不清楚，但它对电极起了活化作用，若扫描上限低于0.75V，那么，经过多次的循环扫描也不出现金的阳极溶解峰和还原峰。随Tu浓度增大和温度升高，Epa不变，Ipa线性增大，而当浓度大于0.1M时有偏差。扫描上限达到1.1v时，Au电极表面也不出现表面氧化物的还原峰。二.旋转园盘电极 以较慢的扫描速度（4mv/s）对旋转金盘电极作单扫描曲线。没有得到极限电流，而得到一个电流峰，该阳极溶解峰电位随温度升高正移，随Tu浓度的增大负移，随转速的增大略有负移。1/i～1/w~(1/2)呈良好的线性关系，但在不同的电位下直线互不平行。显然，这种Au电极的轻微的钝化现象和Tu在Au电极表面上的反应特性有关。在同一电位下，通过变化Tu浓度而求得的表观反应级数是1.1～1.7之间。而变化温度求得的表观活化能随Tu浓度增大和电位升高而增大，这种反常现象是由于电极反应是一个与Tu在Au的表面上吸附有关的表面反应。随Tu浓度的增 大和电位变正均导致Au(tu)_(ad)~+的增多而使电极表面上充满着Au(tu)_(ad)~+，其结果是可以发生电化学反应的物质减少了。同时Tu的吸附也变得困难了，就导致了表观活化能的增加。并由此导出电极反应的机理是：Au＋Tu－－－－Au(tu)_(ad) （1） Au(tu)_(ad)－－－－ Au(tu)_(ad)~++e （2） Au(tu)_(ad)~++Tu－－－－Au~(tu)_2~+ （3） 这里步骤＜3＞是反应的控制步骤，而＜1＞和＜2＞处于准平衡状态。三.SO_2和H_2S对Tu溶金的影响 SO_2和H_2S对Tu溶Au有影响，SO_2在Au电极上的吸附能催化硫脲的溶金过程，而H_2S对硫脲的溶金过程起阻碍作用。四.金在硫脲衍生物中的电化学行为 丙烯基硫脲，氨基硫脲和二苯基硫脲是Tu的衍生物，丙烯基硫脲和Tu相似，能溶解金，但其电位比Tu体系稍正、氨基硫脲在Au电极上被氧化，它络合金的能力很差，而二苯基硫脲本身非常稳定，难和金发生作用。五.及化电阻法 用极化电阻法测定含有Fe~(3+)的Tu体系溶解金的极化阻力时发现，随Tu浓度和Fe~(3+)浓度的增加，极化阻力都减小了，但当Fe~(3+) 的浓度较大或刚开始加入Fe~(3+)时，金溶解的极化电阻随时间是降低的，一段时间后再随时间的延长而增大。

可溶性甲壳素制取及其稀溶液性质的研究

从螃蟹壳中提取出甲壳素，并进一步进行脱乙酰基反应，制得了脱乙酰度（D.D）在49－100％范围的阳离子聚电解质可溶性甲壳素－壳聚糖。首次通过壳聚糖乙酸溶液的超声波降解快速制得了各个脱乙酰度系列，不同分子量的壳聚糖样品。将不同系列的各个样品在0.2M CH_3COOH + 0.1M CH_3COONa溶液中进行粘度和光散射（L.S）的研究，订定出了不同D.D壳聚糖的Mark-Houwink方程（30±0.05℃）如下：69％：[η]=0.1036*10~(-3) M_w~(1.12) (ml/g) 84%: [η]=1.424*10~(-3) M_w~(0.96) (ml/g) 91%: [η]=11.27*10~(-3)M_w~(0.84) (ml/g) 100%: [η]=16.80*10~(-3)M_w~(0.81) (ml/g)同时，对壳聚糖的其它某些稀溶液性质，如分子尺寸，第二维利系数，扩散因子等进行了求算，并对结果进行了讨论。将胶体滴定法应用到聚电解质壳聚糖的脱乙酰度（D.D）分析上，取得了满意的结果，建立了完整的测试方法，推导出了计算公式：D.D=(N_(PVSK)*ΔV*M_壳)/(5*C)*100%式中：N_(PVSK)-PVSK的当量浓度M_壳－完全脱乙酰基的壳聚糖链节分子量：161.15ΔV－消耗掉PVSK的体积差ΔV=V_1-V_2（升）C－壳聚糖溶液的浓度(g/ml)实验表明，不同D.D值的壳聚糖有着不同的折光指数增量dn/dc，由此创立了一个根据测dn/dc值求壳聚糖脱乙酰度的新方法。在0.2M CH_3COOH/0.1M CH_3COONa中，436nm，25±0.05℃时的计算公式如下：y=9.397*0.943式中：x-dn/dc (ml/g) y-D.D (%)。

DETERMINATION OF THE X-CONDUCTION-SUBBAND ENERGIES IN TYPE-II GAAS/ALAS/GAAS QUANTUM-WELL BY DEEP-LEVEL TRANSIENT SPECTROSCOPY

Using deep level transient spectroscopy (DLTS) the X conduction-subband energy levels in an AlAs well sandwiched by double GaAs layers were determined. Calculation gives eight subbands in the well with well width of 50 Angstrom. Among them, five levels and the other three remainders are determined by using the large longitudinal electron effective mass m(1)(1.1m(0)) and transverse electron effective mass m(t)(0.19m(0)) at X valley, respectively. Two subbands with the height energies were hardly detectable and the other six ones with lower energies are active in the present DLTS study. Because these six subbands are close to each other, we divided them into three groups. Experimentally, we observed three signals induced from the three groups. A good agreement between the calculation and experiment was obtained. (C) 1995 American Institute of Physics.

森林土壤水分运动研究——以长白山北坡典型森林为例

土壤水是指由地面向下至地下水面以上土层中的水分，是地球上陆地植物赖以生存的水源。作为联系地表水与地下水的纽带，土壤水在水资源的形成、转化与消耗过程中具有重要作用，与农业、水文、环境等研究领域都有密切的关系。土壤水分运动是土壤物理学、农田生态学等学科的重要基础领域，国际生物圈计划(IGBP)、世界气候研究计划(WCRP)、国际水文计划(IHP)、联合国环境计划(UNEP)、全球水量与能量平衡计划(GEWEX)等都将其作为一项重要的研究内容。长白山北坡阔叶红松林和暗针叶林是中国东北东部最典型的森林生态系统，对于调解局地径流与气候、维系区域陆地生态平衡有着重要意义。本文以这两种森林土壤为研究对象，在有代表性的样地上分层取原状土，带回实验室测定各层土壤基本物理性质以及土壤水分运动参数，然后以土壤水分运动基本方程为依据，根据实际的土壤层结构建立一维垂向土壤水分运动模型，用以在室内模拟分析长白山北坡阔叶红松林和暗针叶林内的土壤水分运动过程。主要结论如下： （1）综合土壤容重和各项孔隙度的指标可以得出：暗针叶林地0~100cm整个土层的透水性、通气性和持水能力都是比较协调的，阔叶红松林地除了0~10cm土壤的透水性、通气性和持水能力比较协调以外，其余各层土壤均以毛管孔隙为主，通透性较差。从土壤毛管持水量与饱和含水量的比值以及1m深土层贮水能力的指标来看，这两种森林土壤的供水以及涵蓄水能力的差别较大。 （2）这两种森林类型的土壤在降雨历时和土壤初始含水量相同的情况下，降雨强度越大，初始入渗率越高，达到稳定入渗阶段的时间也越早；在降雨历时和降雨强度相同的情况下，当土壤初始含水量越高时，入渗率降低的速率就越快，趋于稳定入渗阶段的时间越短，稳渗率越低。 （3）当降雨历时和土壤初始含量相同的条件下，在降雨入渗过程中，降雨强度较大时，湿润锋运移速率是先增大后减小，在再分布过程中，降雨强度较大时湿润锋运移速率较小；当降雨历时和降雨强度相同的条件下，在降雨入渗过程中，相对于初始含水量较低的情况来说，初始含水量较高时湿润锋运移速率呈现出“慢-快-慢”的变化过程，在再分布过程中，初始含水量较高时湿润锋运移速率较小。 （4）对入渗条件下的土壤水分运动的数值模拟结果表明，模拟值与实验值之间的拟合效果较好，并且能较好地反映土壤水分运动的基本规律。

应用负载型纳米铁去除饮用水中砷的研究

砷是毒性最强的元素之一，水体中砷的污染己经引起人们广泛的关注。我国的新疆、内蒙、山西和台湾等省和地区地下水砷含量严重超标。全球共有5,000多万人遭受高砷饮用水的威胁，其中中国有1,500多万，是饮用水砷污染最严重的国家之一。WHO推荐饮用水砷的最高允许浓度从原来的50 µg•L-1已降至10 µg•L-1。更为严格的砷卫生标准的颁布，对作为饮用水源的地下水中的砷去除工艺提出了更高的要求。吸附法除砷比膜法、混凝法和离子交换法更安全、简便，是砷去除工艺中最有效的方法之一。 首先，本研究通过优化制备条件（包括炭种类的选择、炭的粒径大小、还原剂的浓度及滴定速率、反应温度、铁盐的种类及浓度、分散剂的比例及浓度），制备了负载型纳米铁。考虑到砷的去除效率、工程应用的可行性以及经济性，最优的制备条件如下：选用粒径为20~40目煤质炭，在室温、一定的分散剂比例及浓度，0.2 M KBH4滴速为20 d•min-1时所制备的Fe/炭为82.0 mg•g-1；纳米铁在活性炭孔内呈针状，其直径为30~500 nm，长度为1,000~2,000 nm。绝大多数的铁都负载到活性炭内部，这在处理水时铁不流失很重要。 其次，利用制备的负载型纳米铁作吸附载体，进行了饮用水中As(Ⅴ)的吸附去除实验。研究了该吸附剂对As(Ⅴ)的吸附等温线、动力学以及影响动力学的各种因素（包括As(Ⅴ)的不同初始浓度、吸附剂用量、pH值、共存离子和不同温度）、pH值、共存离子等环境条件对As(Ⅴ)去除的影响；以及吸附剂的再生及再生后的吸附效率等。研究发现在前12 h内吸附较快，72 h时达到了平衡。用Langmuir 吸附等温式估算出As(Ⅴ)的吸附量为12.0 mg•g-1。该吸附剂在pH 6.5， (25±2)℃， As(Ⅴ)初始浓度为2 mg•L-1，吸附剂用量为1.0 g•L-1时，As(Ⅴ)的去除率为75.2%；当把吸附剂的用量增加到1.5 g•L-1时，As(Ⅴ)的去除率可达99.9%以上。吸附剂可以用0.1M的NaOH浸泡12 h后即可再生，再生效率较高。常见的阴离子中PO43-、SiO32-对As(Ⅲ)的去除抑制较大，而SO42-、CO32-、C2O42-等离子对砷的去除影响较小。Fe2+对As(Ⅲ)的吸附抑制作用较大而其它阳离子影响不大。吸附剂可用0.1 M NaOH 有效再生，并且具有良好的机械性能。实验室初步实验数据表明，该吸附剂对饮用水除砷具有较好的应用前景。 第三，利用实验室制备的负载型纳米铁对饮用水中As(Ⅲ)的吸附去除也进行了研究。考察了吸附等温线、动力学以及影响动力学的各种因素、pH值、共存离子等环境条件对As(Ⅲ)去除的影响；以及吸附剂的再生及再生后的吸附效率等。研究发现，该吸附剂在pH 6.5， (25±2)℃， As(Ⅲ)初始浓度为2 mg•L-1，吸附剂用量为1.0 g•L-1时， 对As(Ⅲ)的去除率为99.8%；其吸附容量为1.996mg•g-1。吸附过程中部分As(Ⅲ)被氧化。与As(Ⅴ)的吸附相比，该吸附剂对As(Ⅲ)的效率比较高-而常见的其它除砷吸附剂如载铁纤维棉等，对As(Ⅴ)的效率比As(Ⅲ)高，为有效去除As(Ⅲ)，常常需要专门加上氧化这一过程。 最后，利用负载型纳米铁对饮用水中As(Ⅲ) 的氧化性能进行考察，发现该吸附剂不但能够有效吸附去除饮用水中的砷，而且还能把As(Ⅲ)有效地氧化为As(Ⅴ)。经过对吸附剂的构成组分分析发现，活性炭表面因富含多种官能团而对三价砷的氧化作用最大；其次是纳米铁也能把As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)。

典型污染海湾河口沉积物中砷的形态分布研究

锦州湾是我国较大的浅水海湾之一，该湾西南五里河沿岸汇集数家工厂排污直接人海， 形成该湾口处的最大污染源。其西南部潮滩地段已成为我国海域污染最严重的区域之一。 本文对葫芦岛3条河流、五里河口和锦州湾水体、沉积物中As的含量、分布、形态及行为进行了系统研究。结果表明，葫芦岛的连山河和五里河未受到明显的As污染，沉积物总As含量一般低于10 mg•kg-1，河水As含量一般低于10 μg•L-1，茨山河下游紧邻葫芦岛锌厂，受到了严重的As污染，沉积物As含量达75.2 mg•kg-1。五里河口区As污染非常严重，锌厂在该区排污口处沉积物As含量高达3176.1 mg•kg-1，超过国家沉积物As标准158倍。受锌厂排污的影响锦州湾As污染也很严重，沉积物中As最高含量达到569.5 mg•kg-1。沉积物和孔隙水As含量在剖面上具有相似的变化趋势，表明孔隙水As含量主要受沉积物As含量影响。锦州湾沉积物中As主要以可交换态存在，残渣态次之，盐酸提取态最少，表明锦州湾沉积物中As的活性很强，有大量的可交换态As随时会进入上覆水体，是重要的As释放源，沉积物中大量As的释放可能会对葫芦岛和锦州湾地区生态系统造成严重的威胁。 以盐度和酸碱度作为环境影响因子进行的释放模拟实验，结果显示：不同盐度条件下，沉积物中的As均在48h左右达到最大释放量。此时，盐度为0‰的水体中As的释放量最大，而其他两种盐度的水体中As的释放量较小且二者相差不大。另外，在室温条件下，随着pH值的升高，沉积物中As的释放量逐渐增加。 通过对不同形态的单一含砷矿物的As提取效果研究得出：对于分级提取方法中吸附态砷的最佳提取条件应为1M KH2PO4 (pH5) 24h, 无定型铁氧化物上结合的砷0.2M oxalic/oxalate (pH3)避光 6h, 硫化亚铁上结合的砷，0.2M oxalic/oxalate (pH3)避光 1h。

东北地区流域蓄水容量研究

确定损失量及损失过程，是分析降雨形成径流的重要课题。流域蓄水容量是当前水文学界进行降雨径流量预报时确定损失量所采用的一个重要参数。本文旨在探讨东北地区气候、地质、地貌、植被、土壤等要素与流域蓄水容量的关系，对流域蓄水容量进行植物截留、填洼、土壤蓄水容量的单项目研究，认识流域蓄水容量的分布规律，为流域水文模型在无资料地区的参数外延提供依据，实现模型区域化。这对提高现有模型暴雨径流预报精度具有一定的实用价值，对产流研究具有理论意义。结果表明：（1）从流域蓄水容量的分布来看，气候条件是第一位的因素，地质地貌次之。（2）就一固定流域的流域蓄水容量的大小而言，土壤最为重要，其次为填洼量，植被截留量最小。东北全区的森林林冠截留量约为5～10 mm，填洼量介于5～30 mm之间，土壤蓄水容量大致介于75～140 mm。流域蓄水容量的影响层次在表层1m左右，0～20～30cm 水分变化最为剧烈。流域最干旱时土壤含水量稍高于凋萎系数。流域蓄水容量的有效水分宽幅介于略高于凋萎系数的土壤含水量与田间持水量之间。（3）沼泽与湿地、冻土对流域蓄水容量的影响均偏小。人类活动对流域蓄水容量正、负效应并存。

氮离子束对小麦种子不同部位作用的突变效应(英文)

本文描述了荷能重离子束 (1 4氮 1 + 和 1 4氮 7+ )在作物改良上的应用。为了探索离子束轰击小麦种子不同部位(例如 :种皮 ,种胚和整粒种籽 ,包括胚乳、胚和种皮 )后的不同反应 ,采用了不同能量的氮离子。轰击不同部位是通过改变离子能量来实现的。在这个研究中 ,我们选择了三种能量以达到轰击不同部位的目的 ,它们是超低能区的110 ke V,低能区的 15 .7Me V/ u和中能区的 72 Me V/ u。根据 TRIM91程序计算 ,它们在种子内的射程依次为0 .4 4 μm,0 .6 1m m和 9.6 mm。所以 ,110 ke V的离子不能贯穿种皮 ,因为它的厚度 72 μm,只能极浅层注入种皮而不能触及胚细胞 (称这种情况为轰击部位 1) ,15 .7Me V/ u的离子能够贯穿种皮并注入胚内 (厚度约 1mm) ,但不能进入胚乳 (称这为轰击部位 2 ) ,72 Me V/ u的离子能从种子的胚部到顶部贯穿整个麦粒 (麦粒长约 7mm) (称这为轰击部位 3)。上述三种能量的氮离子辐照了三个品种 (定西 2 4、88- 12、82 - 5 79)的春小麦种子。而后进行了室内实验和大田培育 ,得到了 5 0 %出苗率时的剂量 D50 ,统计了上述三个轰击部位下根尖细胞中的微核率及染色体畸变率 ,大田中产生了一些新的变异 ,例如增产 (达百分之几十 ) ,早熟 (五天左右 ) ,矮杆 (低约 2 0 cm) ,抗 (条锈 )病 ,

高电荷态238Uq+在碳膜中电荷平衡时间的研究

离子通过物质过程中与靶原子发生碰撞，碰撞中大量电子被俘获和电离。当电子俘获截面与电离截面达到平衡时，出射离子的电荷态分布达到一个平衡的分布，这个分布与入射离子的核电荷数、速度、壳层结构以及靶材料的性质有关。研究离子通过物质后的电荷态分布和电荷平衡时间对于研究高电荷态离子穿越物质层时的电荷转换及平衡过程具有重要意义。 本文论述了能量为0.8 MeV/u 238Uq+离子通过不同厚度碳膜后的电荷态分布，并对铀离子在碳膜中的电荷平衡时间进行了研究。 实验中束流采用兰州重离子加速器国家重点实验室（HIRFL）首次加速出的能量为0.8 MeV/u 238U26+离子束。本实验是首次在兰州放射性次级束流线（RIBLL）实验终端进行，采用的实验方法新颖。为了研究不同初始电荷态的铀离子通过不同厚度碳膜后的电荷态分布，实验中采取让初级束流 238U26+通过0.1µm厚度碳膜后形成一个电荷态分布，通过调节二极磁铁的控制电流从中选择某一电荷态轰击碳靶，进行电荷态分布研究。 实验对0.8 MeV/u 238Uq+(q=26，29，34，39)通过不同厚度碳膜（5µg/cm2，15µg/cm2，26µg/cm2和225µg/cm2）后的电荷态分布进行了研究。结果发现：能量为0.8 MeV/u的铀离子通过5µg/cm2厚度碳膜后，出射铀离子的电荷态分布未达到平衡；同样铀离子通过15µg/cm2厚度碳膜后，出射铀离子的电荷态分布已达到平衡，平衡平均电荷态为33.72+；由此通过计算得到铀离子在碳膜中的电荷平衡时间为1/3×5.4fs<=t<=5.4fs

不同土地利用方式下沙地土壤水分空间变异规律

利用地统计学的方法 ,研究了科尔沁沙地甸子地不同土地利用方式草地和玉米地春季土壤含水量的空间变异规律。结果表明 ,草地表层、亚表层土壤含水量的变异函数均可很好地拟合成球状模型 ,具有明显的空间结构特征 ,其空间相关度分别为 0 979、0 999,变程分别为11 5 7m、19 4 1m ,分数维分别为 1 5 71、1 5 35 ,Moran’sI系数表现为在近距离内 (0 5～ 2 5m)为较强的正相关 (I=0 3～ 0 8) ,随着距离的增大 ,相关性变小 ,>5m后表现为较弱的负相关(I =0 2 )的变化趋势 ,克立格制图均表现出中央和四周高 ,西北角存在明显过渡带的空间分布格局 ,表层和亚表层具有很大的相似性。而耕地表层、亚表层土壤含水量变异函数分别拟合成线性和球状模型 ,其空间相关度分别为 0 344、0 914 ,变程分别为 7 6 7m、9 31m ,分数维分别为 1 92 8、1 6 81,Moran’sI系数分析和克立格制图表明表层、亚表层土壤含水量存在明显的差异。因此草地和耕地土壤含水量变异函数模型及参数、分数维、Moran’sI系数和克立格制图均存在明显的区别。同草地相比 ,玉米地土壤含水量空间格局特征表现为空间依赖性小 ,随机性大 ,空间自相关作用范围小 ,破碎化程度高。所以有必要采取退耕还草的措施来保护和恢复沙地生态系统的健康。