黄土沟壑区小流域土壤pH值的空间分布及条件模拟

土壤pH值是影响土壤养分有效性和化学物质在土壤中行为的主要因素,研究土壤pH值的空间分布特征对于土壤养分管理和土壤污染预测具有重要意义。该文用地统计学方法研究了环境因素复杂的黄土高原小流域土壤pH值空间分布特征。结果表明,黄土沟壑区小流域土壤pH值具有球形—指数套合模型的空间结构特征,其空间异质性主要来源于流域内土地利用和土壤侵蚀等随机因素。与有机质协同的Kriging法能较好地对土壤pH值进行估值,其估值范围小于实测数据,估值误差来源于复杂的环境因素。序贯高斯条件模拟的土壤pH值范围与实测数据接近,模拟的平均值低于实测数据,模拟误差来源于模拟过程中独特的Kriging算法及高斯特性。

黄土旱塬Hybrid-Maize模型适应性及春玉米生产潜力估算

通过对Hybrid-Maize玉米高产模型进行田间验证,应用该模型对黄土旱塬春玉米生产潜力进行初步估算。结果表明,Hybrid-Maize模型在黄土旱塬表现出较好模拟效果,总生物量、秸秆生物量和籽粒产量模拟值与实测值间具有极显著线性相关性,其决定系数分别为0.9469、0.8164和0.9650,回归系数分别为1.0198、0.9787和1.1844,接近于1。黄土旱塬区多年光温生产潜力和气候生产潜力因品种不同有所差别,对多年平均光温籽粒和总生物量生产潜力,紧凑型玉米品种分别为13.25和22.45t/hm2,平展型玉米品种分别为12.32和20.62t/hm2,年际变化小;对多年平均气候籽粒和总生物量生产潜力,紧凑型玉米品种分别为11.97和19.94t/hm2,平展型玉米品种分别为11.37和18.63t/hm2,年际波动大。在黄土旱塬区,玉米产量潜力挖掘的主要途径应集中在提高密度和水分限制条件下,Hybrid-Maize玉米模型在指导玉米高产栽培上具有较好应用。

稀土分离过程的平衡反应和动力学研究

本论文共分六章，论文首先综述了近年稀土溶剂萃取最新出现的一些萃取体系及萃取方法，然后用溶剂萃取法系统研究了新萃取剂 PT-2 萃取稀土(III)、Cyanex 923 和 Cyanex 925 萃取铈(IV)、钍和稀土(III)的性质，推导层流型恒界面池的理论基础并用恒界面池法研究 Cyanex 272、PT-2 萃取稀土动力学，用高效离心分配色层仪(HPCPC) PT-2、Cyanex 302 和 Cyanex 272-P507 混合体系分离稀土(III)的规律，本论文还在大量实验数据的基础上，提出从氟碳铈矿中提取稀土的具有创新性的绿色工艺流程。论文第一章综述了近年衡土溶剂萃取的研究成果，为探求优于应用于工业生产的萃取稀土(III)的 P507 体系以及萃取钇的环烷酸体系，人们合成大量的有机磷类、羧酸类、苯胲类萃取剂并研究了它们萃取稀土的性能，将现有的萃取剂进行优化组合得到许多稀土的协同萃取体系，还将结晶反萃、还原反萃等方法应用于稀土分离过程。第二章用两相滴定法在测定 PT-2 的 K_d、K_2 等基本常数基础上，研究了 PT-2 的正庚烷溶液在盐酸、硝酸介质中萃取 15 个稀土离子（除了 Pm 外）的分配规律及萃取机理，同硫酸体系、高氯酸体系萃取平衡进行了对比，得到一些在理论上和实际上很有价值的结果。首次发现高位阻的酸性膦酸类萃取剂 PT-2 萃取轻、重稀土(III)时存在不同的机理，在盐酸、硝酸和硫酸体系中， PT-2 萃取轻稀土(III)为阳离子交换机理， PT-2 萃取重稀土时，阳离子交换机理和溶剂缔合机理共存；高氯酸介质中，由于高氯酸根离子难以同稀土(III)形成络合物， PT-2 萃取稀土(III)的机理符合一般的酸性膦酸酯的萃取规律，为阳离子交换机理。第三章探求了多种纯化 Cyanex 923 和 Cyanex 925 的途径，得出了较为行之有效的纯化方法，系统地研究了 Cyanex 923 从硫酸和硝酸介质中萃取 Ce(IV)、Th、La 和 Gd的规律，确定了萃合物的组成，计算了 lgK、ΔG、ΔH、ΔS 等热力学常数。 Cyanex 923 对 Ce(IV)、 Th(IV)的萃取在高酸度时随酸度的增大而降低，而 Ce(IV)、 Th(IV)同时萃取时， Th(IV)的萃取受到 Ce(IV)的抑制。发现 Cyanex 923 是一种良好 Ce(IV)的萃取剂，可用于铈从稀土(III)、钍中的分离、富集，具有很好的应用前景。第四章在层流型恒界面池的传质过程理论研究基础上，研究了二 (2,4,4-三甲基戊基)膦酸(HBTMPP)、PT-2 萃取 Er(III)的动力学，测定了流体线性流速、有机相浓度、水相浓度和酸度、温度及界面面积等因素对萃取速率的影响，对萃取的控制模式作出判断，为 Cyanex 272、 PT-2 在稀土湿法冶金中的应用提供基础参数。推导出层流型恒界面池中扩散控制模式下的萃取过程善于传质量和扩散层厚度两个基本公式。PT-2 萃取 Er(III)的过程属于扩散控制模式，在不同参数（温度、线性流速、界面面积、两相组成等）条件下，以 ln[(1/β + 1)C_b~a/C_(b,0)~a - 1/β] 对时间 t 作图得到都为直线，这些参数的变化对萃取的控制模式没有影响。萃取速率随温度、线性流速、界面面积等的变化规律也表明，该萃取过程为一扩散控制模式。根据萃取速率随线性流速、界面面积和温度的影响推断 HBTMPP 萃取 Er(III)为扩散控制和化学反应共同作用的混合控制模式。利用稳态法推导出该萃取过程的初始速率方程，该速率方程能和实验结果较好吻合。第五章用 HPCPC 研究 PT-2、Cyanex 302 及 Cyanex 272-P507 体系分离重稀土元素，评估 HPCPC 的性能及萃取剂的萃取性能，考察了流动相的流速、 pH 及 HPCPC 的转速等对分离效率的影响，并对这些体系萃取重稀土(III)的机理进行了探讨。发现流速对 HPCPC 的分离效率有显著的影响，随流速的增大，理论板数降低，分离度减小；理论塔板数和分离度随转速的变化无明显的变化；在 D 值相同时， Vs/Vm 越小，理论塔板数 N 越大；pH 越高，D 越大，理论塔板数则越低；萃取剂的浓度越高，理论塔板数越低。用 HPCPC 梯度洗脱法在 Cyanex 302 体系中只经过一次运行可将轻、重稀土混合物 La(III)、Sm(III)、Dy(III)和 Tm(III)分离。第六章针对攀西稀土矿 冶炼工艺中存在由于稀土收率低、放射性钍未得到分离和利用、存在二个放射性废渣和放射性废水等问题，采用溶剂萃取法，从攀西矿氧化焙烧－硫酸浸出液中萃取分离钍和铈(IV)。研究了 N1923 从氟碳铈矿硫酸浸出液中萃取分离钍和铈(IV)的工艺，并在此基础上提出从攀西矿中萃取分离铈(IV)、钍和提取氯化稀土的流程 I。用 N1923 萃取铈(IV)、钍，稀硫酸为洗液，形成含四价铈及钍的有机相和含三价稀土元素的萃余液，实现铈、钍与三价稀土的萃取分离。由于用含过氧化氢的硫酸溶液反萃铈(IV)困难，用含过氧化氢的硝酸溶液反萃铈(IV)、钍，再以 Cyanex 923 萃取钍，实现钍和铈(III)的分离。还研究了用 S501 萃取萃取铈(IV)工艺，以稀硫酸为洗液，用含过氧化氢的硫酸溶液为反萃取液反萃铈(IV)。解决了萃取过程铈(IV)的还原性问题；探明了氟离子对萃取过程的影响以及在料液、洗液、反萃取液中加入硼酸的作用，在大量数据的基础上提出了工艺的各成分的组成。

Photoluminescence and photostimulated luminescence of BaFBr:Eu2+,Eu3+

In the photoluminescence (PL) of BaFBr:Eu2+,Eu3+, the emissions of Ea(2+), carrier electron-hole (e-h) recombination, and Eu3+ are observed, while in the photostimulated luminescence (PSL) only the emission of Eu2+ is exhibited. This disappearance of e-h recombination in PSL is considered to be caused by carrier migration during photo-stimulation. (C) 1997 American Institute of Physics.

从等效电路模型分析激光光源的啁啾特性

在已有的分布反馈激光器的电路模型中引入位相回路,从而使这种电路模型能够携带出射光的位相信息,进而反映激光器的啁啾特性.对修正后的模型进行仿真,结果与已报道的结果十分吻合.进一步将这种带位相回路的激光器模型与电吸收调制器的电路模型相结合,构成分布反馈激光器与电吸收调制器集成光源的等效电路模型.该模型同时考虑了激光器与调制器之间的电耦合.这种由于隔离电阻不够大而导致的电耦合将导致激光器激射波长发生漂移,即产生啁啾.通过对电路模型进行仿真,给出不同隔离电阻时的啁啾特性曲线,并对啁啾大小与隔离电阻的关系进行讨论.结果显示了集成光源相比于直接调制激光器在啁啾特性方面的显著改善.

半导体激光器光束特性的计算机模拟与实验研究

为建立一套快速、准确的测量系统以适用于半导体激光器中、大规模生产的测试要求，利用有限元差分数值模拟方法对半导体激光器光束的近、远场分布，发散角等作理论模拟，利用测量系统对其光束的近远场分布、发散角等进行测量。最后提出相应方案处理测量结果以减小误差。与一般测量光束参数的系统相比，该测量系统具有兼顾简单快速与准确的优点。

GaN基蓝光半导体激光器的发展

文章介绍了下一代光存储用半导体激光器--GaN蓝光激光器的发展状况．对衬底材料的发展现状、外延片的生长技术以及激光器的制作工艺都作了论述．阐明了GaN激光器的一些技术路线，如GaN同质生长衬底的发展，侧向外延生长技术的采用以及湿法腐蚀腔面等．另外还介绍了GaN半导体激光器数字多功能光盘(DVD)的实用化进程．

Mossbauer spectroscopy study of Fe-57 in R3Fe29-xTx (R=Y, Ce, Nd, Sm, Gd, Tb and Dy; T=V and Cr)

Fe-57 Mossbauer spectra for the Fe atoms in the R3Fe29-xTx (R=Y, Ce, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy; T=V, Cr) compounds were collected at 4.2 K. The analysis of Mossbauer spectra was based on the results of magnetization and neutron powder diffraction measurements. The average Fe magnetic moments at 4.2 K, deduced from our data, are in accord with magnetization measurements. The average hyperfine field of Tb3Fe29-xCrx (x=1.0, 1.5, 2.0, and 3.0) decreases with increasing Cr concentration, which is also in accordance with the variation of the average Fe magnetic moment in the Tb3Fe29-xCrx compounds.

Crystallographic and magnetic properties of hydride R3Fe29-xTxHy (R=Y, Ce, Nd, Sm, Gd, Tb and Dy; T=V and Cr)

The crystallographic and intrinsic magnetic properties of hydride R3Fe29-xTxHy (R=Y, Ce, Nd, Sm, Gd, Tb, and Dy; T=V and Cr) have been investigated. The lattice constants and the unit cell volume of R3Fe29-xTxHy decrease with increasing R atomic number from Nd to Dy, except for Ce, reflecting the lanthanide contraction. Regular anisotropic expansions, mainly along the a- and b-axis rather than along the c-axis, are observed for all the compounds upon hydrogenation. Hydrogenation leads to an increase in Curie temperature. First-order magnetization processes (FOMP) occur in magnetic fields of around 1.5 T and 4.0 T at 4.2 K for Nd3Fe24.5Cr4.5H5.0 and Tb(3)Fc(27.0)Cr(2.0)H(2.8), and around 1.4 T at room temperature for Gd3Fe28.0Cr1.0H4.2 Abnormal crystallographic and magnetic properties of Ce3Fe29-xTxHy suggest that the Ce ion is non-triply ionized.

基于融合模板的均值移动头部跟踪算法

针对被跟踪头部目标特征状态随时间变化而与参考模板不匹配的问题,提出一种基于融合参考模板的均值移动算法,即将被跟踪目标在不同状态下所呈现出的不同特征使用采样的方法进行融合,如将头部跟踪过程中正面的肤色信息和后面的发色信息进行融合,从而形成一个包含不同特征的参考模板.在跟踪过程中,使用该融合模板可以有效地克服由被跟踪目标特征变化导致跟踪失败而不能实现头部连续跟踪的问题.通过头部跟踪实验可以看出,该算法实现了复杂环境下的具有360°旋转的头部跟踪,并且在一定程度上提高了跟踪精度.

人工湿地塘床系统净化污水的机理研究

人工湿地处理污水实验场经过多年的运行已形成了较稳定的具有多 种生物种类的适合污水处理的生态系统，活水公园人工湿地塘床系统运行时间仅一年，初步显示了湿地生态系统的生物多样性特点。筛选出了菖蒲、芦苇、茭白、香蒲、水竹、马蹄莲、凤眼莲、浮萍、睡莲等适合本地人工湿地塘床系统种植的湿地植物。人工湿地塘床系统是由各种湿地单元与各种各样的高、低等生物和所处的开放式的环境共同构成了较为完整的具有净化污水功能的生态系统，因此，与生物滤池相比，把人工湿地塘床系统称为生态滤池显得更为合适。其出水具有生物安全性。实验结果表明，实验场对生活污水中的COD_(Cr)、BOD_5、TP的去除率在80％以上，对TN的去除率为60.60% ～ 86.4%，细菌总数的去除率为86.9% ～ 99.6%，总大肠菌群的去除率为94.6% ～ 99.7%，其出水水质能够满足二级污水处理的要求。活水公园对枯水期府河水中的COD_(Cr)、BOD_5、TN、TP的去除率在85％以上，总大肠菌群的去除率为99.97%，其净化效果能够满足污水深度处理的需要。湿地植物光合作用向水体供氧能力的试验研究结果表明，在几种光照控制条件静态试验和现场试验中，菖蒲、香蒲、茭白、水竹、凤眼莲等植物植株水面以上的茎、叶在光照条件下进行光合作用时并没有引起根层区水体内溶解氧浓度的升高（氧增），反出现下降（氧亏）。说明这些植物水上部分光合作用对水体DO没有贡献。浮萍光合作时引起氧增的作用较弱，仅维持低水平，试验期间9:00 ～ 15:00的氧增幅度在0.11 ～ 1.13mg/L之间，平均为0.44mg/L。芦苇在9:00 ～ 15:00光合作用时根层区水体氧增幅在-0.20 ～ 1.07mg/L之间，平均为0.30mg/L。上述这些植物植株的水面以下的根、根茎、茎、叶如果暴露在光照条件下时，会进行光合作用，产生的氧直接释放到水体并引起氧增的作用非常明显，试验期间9:00 ～ 15:00的氧增幅度在1.91 ～ 16.1mg/L之间。人工湿地处理污水系统植物床基质内各测点的上、下层COD_(Cr)值虽有一定的差别，但经过成对平均数比较分析发现这种差别并未形成明显的趋势。污水在植物床基质中流动时，随着迁移距离的延长，其中的COD_(Cr)的降解速率呈现先快后慢的趋势，根据动态变化规律，建立了COD_(Cr)在植物床基质层内沿程水平迁移降解动态变化模型：C_L = C_o exp(4.629 * 10~(-5)L~2-0.01567L，0 ≤ L ≤ 100。经验证，模型预测值与实际监测值呈非常显著相关（r ≥ 0.9946 > r_(0.0005(4))，r_(0.0005(4)) = 0.9741)。在人工湿地塘床系统运行监测过程中，发现处于光照下的水体中的pH呈周期性变化，与DO的变化规律相似，在试验期间，9:00 ～ 15:00的pH和DO都呈上升趋势，两者呈协同周期性变化。经相关性回归分析，pH的变化规律与DO呈非常显著相正关，植物床表层渍水区pH与DO的回归关系相关系数r = 0.9129 > r_(0.01(70))(r_(0.01(70)) = 0.302)，植物塘内的pH与DO的相关系数r = 0.8584 > r_(0.01(60))(r_(0.01(60)) = 0.325)，植物床基质层内的pH与DO之间的相关性较差。相关分析结果表明，DO变化幅度大的水体中，pH的变化幅度也就越大，两者之间的相关性也就越显著，这可能与水体中氧化还原电位和水生植物光合作用伴随的代谢活动有关。这种相关性和协同周期性变化具有一定的生态学意义，并会给净化污水的效果产生影响。

甲基对硫磷水解酶结构和功能的研究

本研究以本实验室分离的有机磷农药高效降解菌Pseudomonas sp．WBC-3为材料，通过X-射线晶体学研究确定了甲基对硫磷水解酶（MPH）的三维结构，并在结构基础上探讨了甲基对硫磷水解酶的结构与功能的关系。利用生物信息学手段对Pseudomonas sP.WBC-3中的甲基对硫磷水解酶基因进行分析，推测论H的结构基因的编码序列为398-1393 bp，蛋白大小为331个氨基酸，且具有一个由35个氨基酸组成的信号肤。同时发现，MPH是一个不同于具有相似生物学功能的有机磷水解酶（OPH）的蛋白质，而且在PDB库中尚无与MPH同源性较高的蛋白结构。晶体的生长依赖于高纯度的蛋白质的获得。在本研究中，我们采用阳离子交换树脂和凝胶过滤两步纯化获得了纯度达95％以上的MPH溶液，并采用等离子体质谱仪测定MPH为含锌的金属酶。采用悬滴蒸汽扩散法获得了PI和P43212两种晶型的晶体以及硒标记的MPH晶体。在获得单晶以后，最终利用尸43212晶型的晶体通过多波长反常散射法（MAD）解析了MPH的三维结构。MPH的晶体结构为同源二聚体，具有与OPH类似的二价金属离子组成的活性中心：其中一个单体含有两个锌离子，另一个单体含有一个锌离子和一个锅离子；每个单体的两个金属离子通过AsP 151、His 152、His 302、His 147、His 149、His 234和A印255与蛋白质相连，一个H2O分子桥连于两个金属离子，还有一个H2O分子只与一个金属离子配位。在MPH三维结构知识的基础上，利用分子生物学手段对MPH活性中心附近可能的底物结合氨基酸位点进行了研究。通过定点突变获得了针对Trp179，Phe 196和Phe 119三个位点的六个突变体W179F、W179A、F196W、F196A、FllgW和Fll9A，系统比较了突变体与野生酶的催化动力学特点。结果表明Trp 179，Phel％是MPH活性中心的底物结合部位的关键氨基酸。而Phe 119在与底物结合中的作用不明显。