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Background: The vast majority of BRCA1 missense sequence variants remain uncharacterised for their possible effect on protein expression and function, and therefore are unclassified in terms of their pathogenicity. BRCA1 plays diverse cellular roles and it is unlikely that any single functional assay will accurately reflect the total cellular implications of missense mutations in this gene. Objective: To elucidate the effect of two BRCA1 variants, 5236G>C (G1706A) and 5242C>A (A1708E) on BRCA1 function, and to survey the relative usefulness of several assays to direct the characterisation of other unclassified variants in BRCA genes. Methods and Results: Data from a range of bioinformatic, genetic, and histopathological analyses, and in vitro functional assays indicated that the 1708E variant was associated with the disruption of different cellular functions of BRCA1. In transient transfection experiments in T47D and 293T cells, the 1708E product was mislocalised to the cytoplasm and induced centrosome amplification in 293T cells. The 1708E variant also failed to transactivate transcription of reporter constructs in mammalian transcriptional transactivation assays. In contrast, the 1706A variant displayed a phenotype comparable to wildtype BRCA1 in these assays. Consistent with functional data, tumours from 1708E carriers showed typical BRCA1 pathology, while tumour material from 1706A carriers displayed few histopathological features associated with BRCA1 related tumours. Conclusions: A comprehensive range of genetic, bioinformatic, and functional analyses have been combined for the characterisation of BRCA1 unclassified sequence variants. Consistent with the functional analyses, the combined odds of causality calculated for the 1706A variant after multifactorial likelihood analysis (1:142) indicates a definitive classification of this variant as "benign". In contrast, functional assays of the 1708E variant indicate that it is pathogenic, possibly through subcellular mislocalisation. However, the combined odds of 262:1 in favour of causality of this variant does not meet the minimal ratio of 1000:1 for classification as pathogenic, and A1708E remains formally designated as unclassified. Our findings highlight the importance of comprehensive genetic information, together with detailed functional analysis for the definitive categorisation of unclassified sequence variants. This combination of analyses may have direct application to the characterisation of other unclassified variants in BRCA1 and BRCA2.

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忍冬(Lonicera japonica Thunb.)属忍冬科忍冬属,是一种重要的药用植物,其花蕾称为金银花(Flos Lonicerae),在我国已有1000多年的药用历史,具有清热解毒、凉散风热等功效。我们利用秋水仙素诱导二倍体“大毛花”品种茎尖选育出同源四倍体“九丰一号”品种,并在生产中发现花蕾产量显著提高,而药效成份含量是否发生变化了呢?四倍体忍冬表现出典型的器官巨大性,这些变化是否与其较强生态适应性之间存在联系呢?染色体加倍增强了忍冬的生态适应性,其生态修复功能如何呢?在本研究中,主要从以下几个方面进行了探讨:(1)染色体加倍对其叶片,茎、花蕾和花蕾产量及其药效成份等生物学性状的影响;(2)染色体加倍后植物对水分胁迫的响应;(3)染色体加倍后植物对热胁迫的响应;(4)除上述两个品种外,增加一个变异品种“红银花”,探讨3个忍冬品种对退化生态系统的修复功能。主要结果如下: 1. 通过测定根尖细胞染色体数目和使用流式细胞仪分析茎尖细胞DNA含量,表明四倍体忍冬(2n = 4x = 36)确实来自二倍体忍冬(2n = 2x = 18)的染色体加倍。四倍体忍冬气孔细胞大小显著大于二倍体,而气孔密度显著低于二倍体。四倍体忍冬没有光合“午休”,而二倍体存在明显的光合“午休”,这可能与其存在抗高温的叶片解剖结构特性有关。四倍体忍冬叶片较二倍体变大、变厚、变浓绿(较高叶绿素含量)。与二倍体相比,四倍体忍冬单位叶面积重量显著增高,表明其具有较强的生态适应性。四倍体忍冬单个花蕾的鲜重和干重均显著大于二倍体。连续3年的花蕾产量调查表明,四倍体显著高于二倍体。染色体加倍使其茎干粗壮、节间变短、新梢上着生花蕾数目增多及单个花蕾变大,这是其花蕾高产的生物学基础。对金银花的药效成份而言,染色体加倍不影响绿原酸的含量,但增加了木犀草苷的含量。结果表明,染色体加倍能增加金银花的产量和药效成份的含量,建议四倍体忍冬在药材生产中推广应用。 2. 水分胁迫显著降低二倍体和四倍体忍冬叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率。水分胁迫也降低电子传递速率、光系统II实际量子产量和光化学猝灭,而增加非光化学猝灭、总可溶性糖、脯氨酸和丙二醛的含量。四倍体忍冬对水分胁迫的响应表现为其叶片水势、气体交换、叶绿素荧光和有关代谢物含量的变化程度低于二倍体,并且复水后其恢复能力快于二倍体,表明染色体加倍增强了忍冬的抗旱能力。分析其主要原因,可能是由于四倍体植株总叶面积减少、单位叶面积重量增加、叶片表皮细胞和栅栏组织增大以及叶片表皮毛较浓密等形态解剖结构特性有关。结果表明,染色体加倍能增加忍冬植物的抗旱能力,而使其具有较强的生态适应性。 3. 二倍体和四倍体忍冬受48 ºC热胁迫处理6 h和恢复10 h,以及离体叶片45 ºC,50 ºC,55 ºC 水浴热胁迫3 min,应用叶绿素荧光成像系统研究了它们对热胁迫的响应。热胁迫显著降低了两个品种叶片的最大光化学效率、电子传递速率、光系统II实际量子产量和光化学猝灭,降低了四倍体的非光化学猝灭,而增加了二倍体的非光化学猝灭。热胁迫增加了两个品种叶片的总可溶性糖、脯氨酸和丙二醛的含量。四倍体受热胁迫的叶绿素荧光参数和有关代谢物的响应程度低于二倍体,以及其恢复程度快于二倍体,表明染色体加倍提高了抗热性。此外,叶绿素荧光成像的异质性也表明,四倍体的抗热能力大于二倍体。进一步的叶片解剖结构分析表明,四倍体叶片的表皮细胞变大、栅栏组织增厚、表皮毛较浓密等特点,是其抗热性强的主要原因。 4.根据以上的研究结果,通过四倍体忍冬生态修复功能的野外试验证明染色体加倍后其生态适应性变化。在本研究中,针对北京市门头沟区大面积不同类型的废弃地急需恢复植被和景观的问题,在恢复生态学理念的指导下,综合运用集成技术,将3个忍冬品种植物用于这些退化生态系统的恢复。在王平镇的公路下边坡(以碎石和矿渣为主)、煤矿、石灰窑和采石场4种类型废弃地建立生态修复的试验示范区。结果表明,在4个废弃地类型上引进的3个金银花品种,具有使示范区快速复绿、当年成景和群落快速形成的潜力,并具有对不同退化迹地的适应能力和恢复效果,其中四倍体忍冬效果更好些,这主要与其形态解剖结构和较强的生态适应性有关。

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虫(nematodes)是世界农业生产的一大障碍,每年给世界农业生产造成约1000亿美元的巨额损失,是世界各国一直关注的重点病害之一。线虫可以危害各种大田作物和各种温室植物,几乎所有的栽培植物都有线虫危害发生。随着人们环保意识的增强以及健康意识的觉醒,传统防治根结线虫的药物如溴甲烷等因对环境的破坏作用,或者由于高毒、使用不便、抗药性等原因而迅速退出历史舞台,研究环保高效防治线虫成为世界各国竞相发展的技术之一。本研究尝试通过物理方式防治蔬菜根结线虫,并调查了对土壤质量的影响,主要内容包括: 1. 设计制造了功率20 Kw,频率为915 MHz的大功率土壤微波处理机,并通过了田间试验; 2. 设计制造了每小时120 g臭氧产量的便携式臭氧土壤处理机,并通过了田间试验; 3. 采用4因素3水平正交法L9(34)在山东寿光蔬菜大棚进行了蔬菜根结线虫的防治试验,综合考察微波、臭氧、微波吸收剂、EM菌等不同处理水平对根结线虫和对土壤质量的影响,结果表明: 1) 大棚土壤经微波60 s照射能够显著降低甜瓜根结线虫数和根结指数(p < 0.05),盆栽试验只需处理10 s即可显著防治甜瓜根结线虫(p < 0.01);以120 g/h臭氧浓度处理5 s也能显著降低甜瓜根结线虫的数量(p < 0.05);田间施入5 g/m2的EM菌,能够显著降低甜瓜根结线虫的数量(p < 0.05);盆栽试验中微波吸收剂具有降低根结线虫数量的趋势,但是不同处理水平之间差异不显著,田间试验则具有增加根结线虫的趋势,不同处理水平之间也没有显著差异。 2) 微波不同处理水平之间对甜瓜单瓜重的影响没有显著差异;以120 g/h臭氧浓度处理甜瓜能够显著增加甜瓜单瓜重(p < 0.05);200 g/m2微波吸收剂能够显著提高甜瓜单瓜重(p < 0.05);以5 g/m2EM菌处理土壤则显著降低甜瓜单瓜重(p < 0.05)。 3) 微波、臭氧、微波吸收剂不同处理水平对甜瓜糖度的影响没有显著差异;以3 g/m2的EM菌处理甜瓜能够显著降低甜瓜的糖度。 4) 不同因素对甜瓜硬度的影响没有显著差异。 5) 微波处理60 s能够显著提高甜瓜的果型指数(p < 0.1),臭氧、微波吸收剂、EM菌等因素不同处理水平之间对果型指数影响差异不显著。 6) EM菌5 g/m2处理浓度能够显著降低甜瓜株高(p < 0.1),微波、臭氧、微波吸收剂不同处理水平之间对株高的影响没有显著差异。 7) EM菌5 g/m2处理浓度能够显著降低甜瓜根径(p < 0.1),微波、臭氧、微波吸收剂不同处理水平之间对根径的影响没有显著差异。 8) 微波处理60 s能够显著降低表层土壤(0-5 cm)的有机质含量(p < 0.01);以120 g/h的臭氧浓度处理,则可以显著提高10-15 cm土壤的有机质含量(p < 0.05),其它处理因素的不同水平对有机质的影响差异不显著。 9) 微波不同处理水平对土壤全氮的影响没有显著差异(p < 0.05);120 g/h臭氧处理浓度能够显著降低表层土壤(0-5 cm)的土壤全氮量(p < 0.1);100 g/m2微波吸收剂处理水平能够显著提高10-15 cm土壤全氮量(p < 0.05);EM菌3 g/m2的处理水平则显著降低5-10 cm土壤全氮量(p < 0.05)。 10) 微波、微波吸收剂、EM菌不同处理水平之间对土壤全磷没有显著影响;240 g/h臭氧浓度处理5 s能够显著降低10-15 cm土层的土壤全磷含量(p < 0.05)。 11) 微波、微波吸收剂对土壤全磷没有显著影响;臭氧处理具有降低土壤有效磷的趋势,EM菌处理则有提高土壤有效磷的趋势,但是 不同处理水平之间差异不显著(p > 0.05)。 12) 微波处理对土壤EC值没有显著影响;臭氧、微波吸收剂、EM菌处理具有降低土壤EC值的趋势,但是不同处理水平之间差异不显著(p > 0.05)。 13) 微波处理30 s能够显著降低表层土壤的pH值(p < 0.05),臭氧、微波吸收剂、EM菌处理具有提高土壤pH值的趋势,但是不同处理水平之间差异不显著。

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近些年来,有越来越多的人开始养殖水蛭,由于人们对这一行业缺乏了解,对一些致富小册子和小报里出现的大量有关水蛭养殖的诱人信息,如养水蛭投入少、易饲养、繁殖快(每只产卵3~4次,1000粒以上)、利润高(1亩水面可获利数万元)等等,不能分辨真伪,盲目引种后,致使一些急于致富的养殖户蒙受了很大损失。 为使读者对水蛭的饲养与繁殖能有全面、客观的认识,本刊特邀请中国科学院水生生物研究所研究员、我国著名蛭类动物专家杨潼撰写了“关于宽体金线蛭的饲养与繁殖”一文,该文客观科学地介绍了水蛭养殖的关键技术,现全文刊登如下,供

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利用Level Set方法,结合投影法求解了描述气泡/液滴运动的Navier-Stokes方程。对地面常重力场中不同大小的空气泡在高黏度糖浆溶液中的自由上升运动现象,数值模拟结果与实验观测结果符合甚好,表明该方法能够计算大密度比和黏度比$(>1000:1)$情况下的气液两相流动。而对等密度液滴的热毛细迁移现象的数值模拟结果同样能够与实验结果相一致,表明该方法同样适于研究具有Marangoni效应的两相流动现象,特别是在空间微重力环境中的气液两相传热现象中的局部流动与传热问题。

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兰州重离子加速器冷却储存环(HIREL-CSR)真空系统是一个超大型超高真空系统,系统全长约500米,系统由1000多个非标加工工件、真空获得设备、真空计和阀门构成,与各类磁铁、电子冷却、高频、高压静电偏转板等设备相连[1]。兰州重离子加速器冷却储存环的真空要求很高所以我们选用了国外性能比较优秀的泵配合先进的工艺。实现了全环平均真空度达到6X10-9Pa。HIRFL-CSR真空设备有离子泵,分子泵,钦升华泵,阀门,真空计,质谱计等。需要显示和控制的设备为离子泵,真空计,阀门和质谱计。分子泵只在粗抽时使用,钦升华泵为间歇升华,因此不需要监控。我们要对储存环上的每个真空计的读数进行监测,通过对真空计的监测,实现报警,真空系统的连锁和对真空设备采取自动保护措施。本文主要从各种真空设备(真空计、真空泵、阀门)控制等几个方面介绍HIRFL-CSR超高真空控制系统。

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We report a novel method termed matrix suppressed laser desorption/ionization to improve the analysis of low-mass molecules by MALDI-TOF mass spectrometry. In this method, the surfactant of cetrimonium bromide (CTAB) is added to the conventional matrix of alpha-cyano-4-hydroxycinnamic acid solution to prepare the MALDI samples. During the MALDI process, the presence of CTAB could substantially or even completely suppress the matrix-related ion background. As a result, very clean mass spectra can be routinely obtained in the low-mass range. In addition, the presence of CTAB can significantly improve the mass resolution of low-mass molecules. It is seen that high-quality spectra were routinely obtained at a matrix/CTAB ratio of 1000:1. This method has been successfully used to analyze a variety of low-mass molecules.

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研究了1000℃(1#)和450℃(2#)条件下烧结的PbTiO纳米晶,在外电场处理前后的表面光电特性.结果表明,外电场的处理对PbTiO3纳米晶表面光电特性的影响具有明显的尺寸效应:经外电场处理后1#PbTiO3纳米晶表面光优响应没有变化;2#PbTiO3纳米晶变化明显

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为了进一步完善裙带菜单倍体克隆(简称单克隆,以下同)育苗技术,实现该技术的产业化,本文对单克隆的快速扩增以及育苗条件进行了优化研究。获得如下结果:一、光对裙带菜排卵的干扰现象:一般附苗后4-5天雌雄配子即已形成。接近成熟的卵囊细胞翘起,长度达到50-55μm,直径为19-20μm,一到两天后即可排卵。精子囊略透明,颜色微绿。在11:13(L:D)的光周期下,排卵一般在黑暗开始后5分钟即已开始,5-15分钟后达到高峰。排卵的过程只有几秒钟。卵排出后停留在卵囊开口处,仍与卵囊牢固相连。虽然排卵过程只有几秒钟,一旦这个过程受到光的干扰,就会诱导卵脱离卵囊。实验证实,5-6μmol m~(-2)s~(-1)的微弱光强(显微镜下镜检的光强)即能引起95%的卵从卵囊脱落。根据我们的观察,一旦卵已排出并与卵囊相连,将不再受光的干扰而脱落。脱落的卵很快死亡分解。将配子已经形成但尚未释放的培养转移至连续光下以后,卵仍能排放,但排出的卵大部分脱落(75%),进一步说明了光对排卵的干扰作用。在育苗实践中,为了方便工作,育苗车间内在天黑后的2-3小时内仍有照明,而在第二天早晨取样观察,就会发现许多空的卵囊。我们的实验证实了这是由于排卵过程受到光的干扰引起的。因此,在育苗实践中,为了提高出苗率,在出苗期间,天黑后2-3小时内育苗车间内应避免照明,以降低光导卵的脱落。二、单克隆快速扩增以及育苗条件的优化:(一)、单克隆快速扩增的优化。实验结果表明:1、单克隆快速生长的适宜光照强度为80-120μmol m~(-2)s~(-1)。单克隆的培养密度宜控制在1-10g/L。接种密度以1g/L为宜。2、单克隆藻体内能贮藏氮,因此在单克隆快速扩增过程中,可采用间歇施肥法补充氮源。实验证明,培养液中氨态氮的适宜浓度为20μmol/L,可维持单克隆6天的生长之用(单克隆培养密度1-10g/L)。3、实验证明,在65天内,“老水”对单克隆的生长没有明显的抑制作用。而且,PES培养基除氮的其它成分也可满足单克隆65天的生长需求。4、单克隆快速生长的适宜温度为22 ℃。另外,单克隆密度与消光值之间存在着线形关系,可以通过测量消光值来计算单克隆的培养密度和鲜重,以代替称量法测鲜重。综上,可提出如下单克隆快速扩增的模式:温度为22 ℃;初始光强控制在80-120 μmol m~(-2)s~(-1);单克隆的接种密度为1g/L;PES培养基(除去氮的成分)可供单克隆65天的培养之用,在这65天内,每隔六天左右将初始氨态氮补充至20 μmol/L;单克隆的培养密度控制在1-10g/L;单克隆培养密度和鲜重可通过测量消光值计算得到。依以上模式,并及时进行扩养,单克隆的鲜重平均日增长率可达25%,以此增长率计算,10g单克隆经一个月培养后鲜重可达8070克,可培育苗帘2000多个,实现海面养殖1000多亩,达到了生产性育苗的要求。(二)、单克隆育苗条件的优化 根据实验结果,可采取如下的育苗优化措施:1、光对排卵有干扰作用。因此,在出苗期间,在天黑后2-3小时内,育苗车间内应避免照明,以降低光导的卵子脱落。2、1μmol/L磷(PO_4~(3-) -P)和70 μmolm/L氮(NH_4~+-N)有利于加速出苗。3、铁对配子体的发育有明显的促进作用。2.5μmolm/L的Fe(III)能使出苗时间提前1-2天,出苗率增加15%左右。4、单克隆育苗较适宜的温度为17 ℃。依以上条件,4-5天左右即可出苗,比一般出苗时间提前1-2天。出苗率也有所增加,例如在实验室条件下,出苗率由原来的50-60%增至80-90%,增加了30%左右。本项研究进一步完善了裙带菜单克隆育苗技术,将大大有利于该技术的进一步推广。

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利用多顶砧压机,以青藏高原北喜马拉雅构造带的天然斜长角闪岩为样品,在2.0GPa,800~1000℃条件下进行了两个系列的块状样品脱水部分熔融实验:(1)保持压力p=2.0GPa,加热时间t=12h不变,改变温度(800℃~1000℃)的实验;(2)保持压力p=2.0GPa,温度T=850℃不变,改变加热时间(12~200h)的实验.结果表明,2.0GPa,加热12h的条件下,随温度升高,斜长角闪岩中依次生成了石榴石、熔体和单斜辉石,熔体的成分呈英云闪长质-花岗闪长质-英云闪长质的演化趋势.2.0GPa,850℃条件下,随加热时间增加,斜长角闪岩中依次生成了石榴石、熔体和单斜辉石,熔体的成分由英云闪长质向花岗闪长质演化.当块状岩石样品中熔体体积百分比的含量达到5%时,熔体已经相互连通.温度大于850℃的条件下生成的熔体其粘度在104Pas量级,已经满足了在地质时间尺度上熔体分凝形成岩浆的粘度要求.因此,可以认为在增厚地壳的下部,斜长角闪岩的脱水部分熔融可以形成英云闪长质-花岗质岩浆.

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矿山开发造成的生态环境问题是一个世界性的问题,国内外许多学者对此表现出浓厚的兴趣。除矿山开发直接导致的植被破坏和耕地侵蚀等外,研究者更重视有害物质(特别是重金属)释放而导致的环境问题,特别是表生条件下矿山废弃物(矿山尾砂)的堆积,在一系列地球化学因素的作用下:如矿山尾砂的矿物成分 参考、堆积时间、厚度、气候条件及微生物(Rachel,2002)等发生风化作用,从而导致酸性矿山废水(AMD)的产生。蓄纳高浓度的重金属元素,其排放小仅对溪流、河流、湖泊水质及其沉积物产生负而影响,而且有降低土壤环境质量状况的威胁(Barbara Hohn,2005)。 贵州省赫章县是我国著名的土法炼锌集散地,地处贵州西北部,辖内煤炭资源丰富,境内的榨子厂、猫猫厂、天桥铅、锌矿(氧化矿)为“土法炼锌”提供了丰富的原料。其土法炼锌已有300多年的历史,至2000年,已有1000多个土法炼锌“马槽炉”的规模。炼锌中产生的黑色烟尘不仅使周围山坡寸草不生,山坡上、河道边到处倾倒着废渣,而且使许多早作地荒耕。本文试图以该地的土法炼锌为研究对象,探讨土法炼锌中产生的烟尘和废弃物对附近土壤和沉积物的环境影响。 1.1矿山开发中的生态环境影响 矿山的开采在很大程度上改变了矿山原有的环境。矿山开采耗费大量的土地资源,开采后破坏的土地,丧失原有的自然生态系统;废弃物堆置场是周围环境的严重污染源。矿山按其产品性质分类,有冶金矿山(黑色金属、有色金属、稀土元素、放射性元素等)和非金属矿山(煤矿、石料、陶土等);按其开采方式分类,有露天开采矿山和地下开采矿山。不同性质的矿山和不同的开采方式,其对生态环境破坏的过程和特征有很大差异。 矿山开采引起的生态破坏,主要由以下三个过程导致:(1)开采活动对土地的直接破坏,如露天开采会直接毁坏地表土层和植被,地下开采会导致地层塌陷,从而引起土地和植被的破坏:(2)矿山开采过程中的废弃物(如尾矿、矸石等) 需要大面积的堆置场地,从而导致大量占用土地和对堆置场原有生态系统的破坏;(3)矿山废弃物中的毒性成分,可通过径流和大气飘尘,影响周围的土地、水域和大气质量(Ivanova,2001)。 在生态系统层次上,上述三个过程对采矿地区生态的破坏具有三个特征:(1)景观破坏,主要指对地貌的影响;(2)环境质量退化,对所在地区土质、水质,甚至大气质量的影响;(3)生物多样性退化,对原有生物群落的摧毁,及对当地现有生物群落的严重破坏甚至摧毁。 通常,金属矿山引起的环境质量退化以及由此导致的生物多样性退化要比非金属矿山更严重;露天开采的矿山引起的景观破坏和生物多样性退化,要比地下开采的矿山更严重。矿山开发的生态环境影响突出表现在以下几下方面: 1土地的占用与破坏 矿山开采后,将会产出大量的废石、排土和尾砂,例如露天开采1吨矿石通常削离5-10 t覆盖的岩土,堆存它们将需占用大量的土地。据报道美国的明尼苏达州北部,由于大型露天磁铁矿近半世纪的大量开采,致使当地土壤质地退化,如不进行有效的治理将有沙漠化的危险(Othman,1996)。矿区的建设也将不可避免地改变地形、自然景观和植被状况等。土地破坏的后果是:水土流失加剧,淤塞污染水体,增加扬尘,严重影响生态环境。另外,尾矿坝、废石堆场设置不当或管理不严,会造成严重的滑坡或泥石流事故,使大面积的土地受到破坏,造成水体污染,危及人身和财产的安全。 2水体污染 矿山开采后的废石堆成尾矿库若不妥善处理,可能会成为地下水污染源。废矿堆、尾矿库长期处在氧化、风蚀、溶滤过程中,其中的有毒矿物成份或有害物质可以随水转入地下、地表水体和农田、土壤之中,造成地下、地表水体受到化学污染。 采矿工业用水远远小于选矿工业的用水量,但不论是采矿还是选矿,若不注意处理其废水,会造成严重的后果。据报道,由于采矿对水体的污染,使美国长达20600km的水域和449个天然和人工湖泊不再适于养鱼(Antonio Simonetti,2000);在国内也不乏其例,如攀枝花选矿厂(曾清如,1997)有部分尾矿废水排入金沙江,对其造成长期的严重污染。又如东鞍山矿(张宝贵,2002)由于外排废水中含有大量的细粒级悬浮物,使杨柳河的河水呈红色,不仅妨碍水生生物的生长,还影响农业灌溉,成为鞍山地区的一大公害。此外开采硫化矿床时,由于伴生的低品位黄铁矿,在自然堆放过程中,经风化、雨水浸蚀可产生有害酸性水。在我国冶金矿山中因酸性水污染造成的危害是十分严重的,如南山铁矿(许步信,1996)的酸性水波及周围1万hm2农田和渔业生产,多年来共赔偿农业损失费累计约百万元。此外,各金属矿山的外排水中浮悬药剂的污染、硝基苯的污染以及其它重金属的污染也屡见不鲜(Sastre,2002)。 井巷开掘、矿床排水疏干所形成的降压漏斗的水力影响半径有时可达数十公里,可能造成区域性水文环境的破坏,使农牧业缺水受损。另外,疏干碳酸盐围岩含水层之后,其岩溶和溶洞会成为地面塌陷下沉,地面设施被破坏的隐患;而当塌陷区或井巷地表贮水体存在水力的沟通时,则会酿成淹没矿井的重大事故;当岩层疏干影响的设计计划不周时,还可导致露天边坡、台阶的滑动和变形,从而出现相应的灾害后果(李小玉,2004) 3大气污染 在矿山生产中,氧化、风蚀作用可使废石堆场、尾矿库形成一个周期性的尘暴源。此外矿石破碎、筛分和选矿等工序也是主要尘源。矿山对大气的污染还包括公路运输过程中形成的大量扬尘。粉尘污染是冶金矿山生产过程中的一种主要污染类型。在我国,由于矿山粉尘污染而使矿区农牧业受害的情况较多。矿山开发引起的环境生态问题是全球性的问题,越来越受到科学界的关注,己成为环境地球化学研究的一个重要领域。随着对矿产资源需求的不断扩大,矿山废物的排放量大幅度增加,环境生态的恢复难度也在不断增大,因此,在科学界关注的同时,政府也要采取一定的措施来给予支持和提供方便(王文,2003)。 1.2矿区重金属污染研究 1.2.1重金属概念及环境化学行为 通常把密度大于5的金属称为重金属,如隔、铬、铜、镍、铅、锌等,砷虽然不属于金属,但由于对环境的影响与重金属类似,通常也称其为重金属。矿产开采过程中所引起的环境问题较多,特别是土壤的重金属污染(Ahmed,1998)。有害重金属通过各种途径进入土壤,不易随水淋溶,微生物难以降解,植物对其有明显的生物富集作用,影响农作物的品质和产量。土壤污染有较长的潜伏期,具有隐蔽性、不可逆性、普遍性、表聚性等特征(Isabelle,2001) 重金属是一类典型的环境污染物,在自然条件下,除了局部范围重金属含量较高之外,一般土壤中有害重金属含量都小于构成污染的临界值。由于受人类生产活动的影响,例如,农业增产措施如农药、化肥的不断使用,加之工业废水、废气、城市生活垃圾、污水及污泥与畜禽粪便等排入环境,都不断污染土壤,使重金属等在环境中的积累不断积聚。特别是最近几十年来,由于土壤环境中污染物含量不断提高,重金属污染问题已经引起学术界、政府和公众的广泛关注。 1.2.2环境中重金属的来源 重金属可以通过废水、废渣的排放,空气悬浮物的携带与运输,水体中的细微尾矿砂颗粒物的运移,食物链的传递等不同途径来引起环境的污染。污染源有以下几个方面: 工业污染源,尤其是基础工业,特别是采矿和冶炼业是向环境中释放重金属的主要污染源。如20世纪60年代,在日本的富山县神通川流域,由于铅锌冶炼厂排放的含锅废水污染水稻田,居民长期食用含偏稻米和饮用含锅水而造成锅中毒,锅进入人体后破坏人体的骨骼系统,使骨质变脆易折,也就是所谓的“骨痛病(Lorenzo,2000)。 生活污染源,主要是生活垃圾,其中含有的重金属能渗到土壤中,影响到地表水和地下水的质量,生活废水中的有机物可以吸收重金属,用这些水灌溉也可导致土壤污染。 农业污染源,主要来自厩肥、污泥、化肥、农药等,有害成分为其释放的重金属,污染物质主要集中于表层或耕层,它的分布比较广泛。污染物的种类和污染的轻重程度与土地的利用方式和耕作制度有关。 交通污染源,主要为含铅汽油的使用,使机动车排放的尾气污染大气。 自然污染源,土壤母质中的重金属本身含量高,还有火山喷发造成的土壤污染。 就矿区来说,以工业污染源为主,其它次之。 1.2.3环境中重金属的危害 尾矿、矿渣是采矿区土壤重金属的主要来源之一。当这些矿山固体垃圾从地下搬运到地表后,由于所处环境的改变,在自然条件下,极易发生风化作用(物理、化学和生物作用),使大量有毒有害的重金属元素释放出来进入到土壤和水体中,给采矿区及周围环境带来严重的污染。 在雨水等的作用下,地下水和地表水都会受到不同程度的重金属污染。目前世界上受高砷饮水危害的国家和地区包括孟加拉国、印度恒河流域、阿根廷、智利、墨西哥、泰国、美国和中国的台湾、内蒙、山西部分地区。孟加拉国受砷危害人口有35-77百万人,占该国总人口(125百万)的一大半,几十年来联合国投入了大量财力物力进行治理,但收效甚微(Kovalchuk,1996)。有300多年开采历史的我国湖南石门雄黄矿,发生了严重的砷污染,河水砷含量达0.5-14.5 mg•L-1,居民头发砷含量为0.972-2.459ug•L-1。以河水为饮用水源的居民的砷暴露水平达到甚至超过国内外重大慢性砷中毒案例的暴露水平。 有毒气体的排放无疑会直接污染大气。如1996年玻利维亚波托西的波尔科矿山的一座铅锌尾矿坝倒塌,致使大约235,000 t有毒尾矿泥浆(包括砷、氰化物、铅和锌等有害成分)排入皮科马约河的一条支流阿瓜卡斯蒂利亚河中,导致饮用该河水和食用该河水中鱼的3名儿童死亡,其毒性影响到800km的巴拉圭一阿根廷的查科(salomons,1995)。另外,巴西亚马逊河流域附近,约17000km,的大范围金矿开采过程中,汞作为重要提金试剂,易形成合金金齐汞,直接释放进入大气,且向大气的释放量远比向河流和土壤的释放量高,占总释放量的65%-83%( salomons,1995),对人体危害十分严重。西班牙某重金属冶炼厂尾砂坝的倒塌,使得随后的土地开发过程中大气可吸入颗粒中铜和锰的含量增加了17~36%和59一70%(Querol,2000)。 重金属在土壤中的聚集引起的危害更为严重。其进入土壤后,一方面可在植物体中累积,并通过食物链最终转移到人体内,危害人群健康,致畸致癌;另一方面,还可能导致地下水污染,超过一定限度就会危害生态系统,如上述所说的水体和大气的污染。由于重金属污染的范围广,持续时间长,又不易在生物物质循环和能量交换中分解,所以污染土壤的修复与治理迫在眉睫,也是科学界比较关注的问题之一。就世界范围来看,全世界每年平均排放汞115万t,锰1500万t,铜340万t,铅500万t,镍100万(Jane vacalet,1999)。据估计,我国仅重金属污染的耕地面积就达2000万ha,约占耕地总面积的115 ,每年因土壤污染而减产粮食1000万t;另外还有1200万t粮食重金属超标,二者的直接经济损失达200多亿元(陈同斌,1999)。在金属成矿区周围的自然扩散区域内,环境中一般含有较高浓度的重金属,加上开矿过程中的废矿水和尾矿砂,常造成严重的重金属污染问题。据报道,湖南省郴县东坡铅锌矿自然扩散晕区域内的环境污染是以铅、锌、镉、砷为主的多金属污染复合体,水体内的细微尾矿砂颗粒物是重金属的主要迁移载体,且该区域内作物中的铅、镉残留很高(曾清如,1994)。 土壤中重金属的超标同时也会使农作物和其它生物受到危害。杨居荣(1992)发现耐福的甜菜与胡萝卜在对营养元素的吸收上呈现两种不同的特征,即耐镐的甜菜往往对钙、镁、锌、铁元素的吸收量大,而胡萝卜则相反。土壤中锌/锅比例增大可显著地降低菠菜含镉量(宋菲,1996)。己有证据表明,铜矿的冶炼可以增加周围农业系统中的铜含量,使冶炼厂周围紫花首稽和柏树叶片中的铜含量明显增加。华南某矿区周围农田土壤中锌含量达690~4000 mg.kg-1;华北某污灌区土壤中锌含量超过1500 mg•kg-1,长期施用污泥的土壤中锌含量达370-470 mg•kg-1,受汞污染的面积达3.2 × 104 ha,每年生产汞米1.95×105吨。沈阳张士灌区和江西大余县等地区的粮食己经遭受严重的锡污染,其含镉量己经超过诱发“痛痛病”的标准。龙育堂等(1994)研究芝麻对稻田汞净化效果,结果表明:土壤含汞量在5-130 mg•kg-1,范围内,汞对芝麻产量和品质仍未造成显著影响;改种芝麻,土壤汞的年净化率高达41%,土壤的自净恢复年限比种植水稻缩短。食物链中重金属的高度富集最终将威胁到人类健康。

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基性岩类的(脱水)部分熔融实验是研究地球内部中酸性岩浆(熔体)形成的重要实验方法,自二十世纪70年代以来越来越受到地质学家的高度重视。华北北缘广泛分布的中生代埃达克质岩石的成因,十几年来引起国内外学者的激烈争论,至今仍没有定论。近年来的研究表明张家口地区同时出露的古老太古宙中基性下地壳岩石、中生代中酸性埃达克质岩浆岩以及汉诺坝基性麻粒岩包体等可能反映了源岩和熔融产物的综合信息,这为我们运用实验岩石学手段研究华北北缘埃达克质岩石成因提供了非常理想的条件。 本文在1.5-2.0GPa,800-1000℃条件下,对采自华北北缘的斜长角闪岩同时进行了块状与粉末状两种样品的部分熔融实验研究,利用电子探针对各实验产物进行了主量元素分析以及利用LA-ICP-MS对部分熔体进行了微量元素测试,进而比较了相同条件下块状和粉末状样品的熔融特征,并对比了实验获得的熔体与华北北缘中生代埃达克质岩石的地球化学特征,同时也将实验获得的残留体与汉诺坝基性麻粒岩包体进行了比较。获得以下主要认识: (1)相同的温度、压力和恒温时间条件下块状样品的熔融温度比粉末样品的更低。在1.5-2.0GPa,800℃时块状斜长角闪岩样品已经发生部分融融,而相同条件下粉末样品中没有观察到熔体,粉末样品的部分熔融发生在850℃左右。在850-1000℃温度范围内,相同条件下块状样品的熔体含量比粉末样品的熔体含量高出5-17vol.%,即相同条件下块状样品比粉末样品的熔融程度更高,说明块状样品更容易达到可以分凝形成岩浆的临界熔体分数(CMF),这可能暗示着自然界中的岩浆形成可能比以往通过粉末实验结果推测的更容易发生。此外,在较高的温度条件下(950-1000℃),块状样品与粉末样品的熔体在主量和微量元素上都具有大致相同的地球化学特征,可以认为二者在在岩石学应用上是等效的。 (2)1.5GPa下实验获得的熔体为花岗质-花岗闪长质熔体,850-1000℃熔体的主-微量元素的地球化学特征与华北北缘中生代埃达克质岩石的整体特征具有很好的相似性,并与实验原岩产地张家口地区的三个典型中酸性埃达克质岩体的地球化学特征类似。可以认为实验的斜长角闪岩在1.5GPa下部分熔融能够形成华北北缘中生代埃达克质岩石。2.0GPa下的实验熔体为花岗质-奥长花岗质成分,其主量和微量元素特征均与华北北缘埃达克质岩石存在较大的差别,说明该压力下不能够形成华北北缘埃达克质岩石。 (3)实验残留相主要组成为Hb+Cpx+Gt±Pl,相当于麻粒岩相或榴辉岩相的矿物组合。与汉诺坝基性麻粒岩包体的典型矿物组合Cpx+Opx+Pl存在较大差别,在化学成分上,残留相比麻粒岩包体也整体上富Fe、Al,而贫Mg、Ca。综合来看汉诺坝基性麻粒岩包体可能是多种源岩在相对低压的条件下经过多期部分熔融综合作用的结果,本次实验的原岩及条件难以完全解释其复杂的成因。 另外,针对实验熔体和华北北缘埃达克质岩石之间的一些差异,不排除可能同时存在其他与之类似的源岩,成分上具有相对富Mg、Ca而贫Fe、Al,以及不同程度的Th、U、Zr、Hf富集等特征,与斜长角闪岩一起部分熔融,共同形成中生代华北北缘的中酸性埃达克质岩石。

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贵州省兴仁县滥木厂铭矿床是世界上唯一的铭的独立矿床。多年来,由于对蛇矿产资源的开发,大量未及时提取和利用的含佗矿石堆积于地表,经过风化淋滤作用,进入当地的水源和土壤,并通过食物链进入人体。20世纪60-70年代,滥木厂地区有近1000名村民患有不同程度的铂中毒,轻者脱发、视力减退,重者失明、丧失劳动力,至今在该地区仍可见到铭中毒患者。该区成为世界上唯一爆发过大规模馆中毒的病发区。馆又是人体的非必需元素,体内任何含量的馆都会对人体造成危害。饮用水的安全标准中,铭的含量不得超过1μg/L。因此对表生条件下,含铂矿物的氧化溶解动力学以及反应性迁移的实验研究具有重要的现实意义。通过对滥木厂铭矿床中的主要含铭矿物(红铭矿)在酸性矿水条件下的氧化溶解过程、光照旧光照射和汞弧灯照射)对铭价态改变的影响,以及酸性矿水条件下铁对蛇吸附的实验研究,得到如下几点认识:1.红铭矿的氧化溶解动力学实验表明:红铂矿的氧化溶解速率受到温度、氧化剂中阴离子种类及氧化剂浓度的影响。随着温度的升高,红蛇矿的氧化速率增高;Cl-离子的存在更有助于红锭矿的氧化溶解,表现为氧化溶解速率的增高;随着氧化剂浓度的升高,红铭矿的氧化速率逐渐降低,这主要是由于高铁浓度下,红佗矿表面形成了一层厚约2nm的铁硫化合物的膜,减缓了红铭矿进一步溶解。红铭矿表面形态和成分的电镜分析表明,红铭矿表面具有较多的活性点,因此含铭矿石在初露地表时对环境的污染比较强烈,经过风化淋滤作用后,红铭矿表面的活性点减少,加之硫铁化合物膜的形成,阻止了其对环境的进一步污染。但这并不排除一旦环境介质改变,红铭矿表面氧化形成的膜被破坏,红铭矿的新鲜表面暴露出来,活性点增多,溶解性加强,继续对周围环境造成强烈的污染。从红蛇矿24小时溶解的总馆量来看,酸性矿水条件下红佗矿的氧化溶解是贵州省兴仁县滥木厂地区佗污染的一个重要来源。2.铭的光致氧化实验结果表明:无论日光还是汞弧灯照射,水溶液中的T1(I)均可被氧化成T1(III)。州值越低、光照强度越大,铭的光氧化速率越快,UVB区的紫外光对铭的光氧化起着主要作用,微生物作用在本实验条件下,相对于光氧化作用并不明显。3.铁对铭的吸附实验表明:铁的水合氧化物对水溶液中铭的吸附除受溶液的pH值和吸附剂的阴离子种类的影响外,主要与佗的价态有直接关系。铁的水合氧化物对Tl(I)具有一定的吸附能力,阴离子种类对T1(I)吸附的作用稍有差别,C1-离子存在时,铁对Tl(I)的吸附更强一些吸附率达到50%左右,而S叮一离子存在条件下,铁对Tl(I)的吸附率小于20%。碱性(pH=10左右)条件下,铁对T1(I)的吸附较中胜条件更明显一些。T1(III)由于自身的水解作用很强,在不同pH值和不同阴离子存在条件下,与Fe(III)均可发生共沉淀作用而被完全从水溶液中脱除。利用光照将Tl(I)氧化成Tl(III),再利用T1(III)易被沉淀或共沉淀吸附的特性,将Tl以Tl(OH)3,的形式吸附固定下来,降低了铭的活动性,进而可以减少铭对环境的影响,为锭污染的环境治理提供了重要的理论依据。

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Mechanisms underlying cognitive psychology and cerebral physiological of mental arithmetic with increasing are were studied by using behavioral methods and functional magnetic resonance imaging (fMRI). I. Studies on mechanism underlying cognitive psychology of mental arithmetic with increasing age These studies were accomplished in 172 normal subjects ranging from 20 to 79 years of age with above 12 years of education (Mean = 1.51, SD = 1.5). Five mental arithmetic tasks, "1000-1", "1000-3", "1000-7", "1000-13", "1000-17", were designed with a serial calculation in which subjects sequentially subtracted the same prime number (1, 3, 7, 13, 17) from another number 1000. The variables studied were mental arithmetic, age, working memory, and sensory-motor speed, and four studies were conducted: (1) Aging process of mental arithmetic with different difficulties, (2) mechanism of aging of mental arithmetic processing. (3) effects of working memory and sensory-motor speed on aging process of mental arithmetic, (4) model of cognitive aging of mental arithmetic, with statistical methods such as MANOVA, hierarchical multiple regression, stepwise regression analysis, structural equation modelling (SEM). The results were indicated as following: Study 1: There was an obvious interaction between age and mental arithmetic, in which reaction time (RT) increased with advancing age and more difficult mental arithmetic, and mental arithmetic efficiency (the ratio of accuracy to RT) deceased with advancing age and more difficult mental arithmetic; Mental arithmetic efficiency with different difficulties decreased in power function: Study 2: There were two mediators (latent variables) in aging process of mental arithmetic, and age had an effect on mental arithmetic with different difficulties through the two mediators; Study 3: There were obvious interactions between age and working memory, working memory and mental arithmetic; Working memory and sensory-motor speed had effects on aging process of mental arithmetic, in which the effect of working memory on aging process of mental arithmetic was about 30-50%, and the effect of sensory-motor speed on aging process of mental arithmetic was above 35%. Study 4: Age, working memory, and sensory-motor speed had effects on two latent variables (factor 1 and factor 2), then had effects on mental arithmetic with different difficulties through factor 1 which was relative to memory component, and factor 2 which relative to speed component and had an effect on factor 1 significantly. II. Functional magnetic resonance imaging study on metal arithmetic with increasing age This study was accomplished in 14 normal right-handed subjects ranging from 20 to 29 (7 subjects) and 60 to 69 (7 subjects) years of age by using functional magnetic resonance imaging apparatus, a superconductive Signa Horizon 1.5T MRI system. Two mental arithmetic tasks, "1000-3" and "1000-17", were designed with a serial calculation in which subjects sequentially subtracted the same prime number (3 or 17) from another number 1000 silently, and controlling task, "1000-0", in which subjects continually rehearsed number 1000 silently, was regarded as baseline, based on current "baseline-task" OFF-ON subtraction pattern. Original data collected by fMRI apparatus, were analyzed off-line in SUN SPARC working station by using current STIMULATE software. The analytical steps were composed of within-subject analysis, in which brain activated images about mental arithmetic with two difficulties were obtained by using t-test, and between-subject analysis, in which features of brain activation about mental arithmetic with two difficulties, the relationship between left and right hemisphere during mental arithmetic, and age differences of brain activation in young and elderly adults were examined by using non-parameter Wilcoxon test. The results were as following: