Polyelectrolyte complexes of chitosan and phosphotungstic acid as proton-conducting membranes for direct methanol fuel cells

Polyelectrolyte complexes (PECs) of chitosan and phosphotungstic acid have been prepared and evaluated as novel proton-conducting membranes for direct methanol fuel cells. Phosphotungstic acid can be fixed within PECs membranes through strong electrostatic interactions, which avoids the decrease of conductivity caused by the dissolving of phosphotungstic acid as previously reported. Scanning electron microscopy (SEM) shows that the PECs membranes are homogeneous and dense. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) demonstrates that hydrogen bonding is formed between chitosan and phosphotungstic acid. Thermogravimetric analysis (TGA) shows that the PECs membranes have good thermal stability up to 210 degrees C. The PECs membranes exhibit good swelling properties and low methanol permeability (P, 3.3 x 10(-7) cm(2) s(-1)). Proton conductivity (sigma) of the PECs membranes increases at elevated temperature, reaching the value of 0.024 S cm(-1) at 80 degrees C.

Determination of sulfadiazine and sulfamethoxazole by capillary electrophoresis with end-column electrochemical detection

Capillary electrophoresis (CE) with end-column electrochemical detection (EC) of sulfadiazine (SDZ) and sulfamethoxazole (SMZ) is described. Under the optimum conditions, SDZ and SMZ were separated satisfactorily, and a highly sensitive and stable response was obtained at a potential of 1.1 V versus Ag/AgCl. Optimized end-column detection provides detection limits as low as 0.1 mu M for both compounds, which corresponds to 0.024 and 0.021 fmol with peak efficiencies of 394000 and 335000 theoretical plates for SDZ arid SMZ, respectively. The calibration graph was linear over three orders of magnitude. The relative standard deviations (n = 12) of peak currents and migration times were 2.3 and 2.7%, and 0.8 and 1.3%, respectively, for the two compounds. The proposed method was applied to the analysis of tablets and human urine samples with satisfactory results.

电感耦合等离子体原子发射光谱测定混合稀土铜合金中稀土和非稀土元素

本文提出了用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP—AES)法直接测定混合稀土铜合金中13个非稀土和稀土元素。选用了合适的分析线对及ICP光源的工作参数。探讨了观察高度、功率、酸度、载气和基体量的变化对被测元素谱线强度的影响。不用化学分离,可一次同时测定La、Ce、pr、Nd、Sm、Sn、Zn、Fe、Al、Ni、Pb,Mg和Mn。测定范围(％):La_2O_3:0.096～6.4;CeO_2:0.24～16;Pr_6O_(11):0.0384～2.56;Nd_2O_3:0.096～6.4;Sn:0.096～3.2;Mg、Mn、Fe,Sm_2O_3:0.024～1.6;Zn:0.396～6.7;Pb:0.092～6.4;Ni:0.096～3.2;Al:0.0384～1.28。相对标准偏差±3.0～9.1％;回收率85～116％满足冶炼上的要求,得到了满意的结果。

Isolation and characterization of microsatellites in yellow perch (Perca flavescens)

A total of 45 microsatellite loci from yellow perch, Perca flavescens, were isolated and characterized. Among the 45 microsatellite loci, 32 had more than two alleles. A wild population of P. flavescens (n = 48) was used to examine the allele range of the microsatellite loci. Mendelian inheritance of alleles was confirmed by examining the amplified products in pair-mated families. The number of alleles for the 32 polymorphic loci varied from two to 16, and observed heterozygosity ranged between 0.024 (YP79) and 0.979 (YP60). Cross-species polymorphic amplification in four other Percidae species was successful for 22 loci.

四角蛤蜊Mactra veneriformis对镉和汞污染胁迫的生理响应

本论文基于对我国沿海重金属污染加剧以及滩涂贝类资源衰退现象的关注，围绕典型滩涂贝类四角蛤蜊生物化学、细胞生物学和免疫学特征开展研究，调查了渤海湾天津近岸海域四角蛤蜊体内重金属含量和分布规律，以及四角蛤蜊对沉积物重金属的富集能力。室内模拟研究了四角蛤蜊对重金属镉和汞的富集能力及同化机制（assimilation mechanism）差异性，四角蛤蜊各组织对镉和汞的解毒机理和负载能力，以及重金属胁迫对四角蛤蜊血细胞结构和功能的损伤效应。研究结果可望为探讨四角蛤蜊受重金属胁迫细胞水平上的响应机制，揭示重金属污染和贝类资源衰退的关系，建立快速可靠的重金属污染生物标志物指标体系，开展生态健康评估和生境修复等提供科学依据。主要研究结果如下： 1．查明了渤海湾天津近岸四角蛤蜊体内和表层沉积物中Cd、Pb、Cu、Zn、Mn、Cr和Ni七种重金属的含量和周年时空分布特征；表层沉积物中Cd具有较强的污染程度和潜在生态风险，四角蛤蜊对重金属元素Cd和Pb具有较高的富集能力，对环境重金属污染具有很好的指示作用。 2．查明了Cd对四角蛤蜊在24h，48h和96h的半致死浓度（LC50）分别为15.96mg/L、5.15mg/L和2.38mg/L，汞的24h，48h和96h LC50分别为3.71mg/L，0.61mg/L和0.21mg/L。镉和汞对四角蛤蜊的安全质量浓度分别为0.0238mg/L和0.0021mg/L。 3．四角蛤蜊软体部对Cd和Hg的富集能力有显著差异。暴露过程中，四角蛤蜊软体部Cd和Hg的增加量分别为0.12-7.7µg/g和0.002-0.024µg/g，富集率分别为0.3-6.2%和0.11-0.68%，吸收率常数分别为0.07-1.10和0.001-0.005。 4．四角蛤蜊受Cd和Hg胁迫后，外套膜、鳃和肝胰腺的金属硫蛋白（MT）含量均在暴露浓度和胁迫时间上都有极显著变化。组织内MT含量的大小关系为：肝胰腺＞鳃＞外套膜。肝胰腺可以作为双壳贝类MT重金属污染指示研究的目标组织。四角蛤蜊对Cd和Hg不同的解毒机制，导致组织中MT的表达含量和Cd胁迫显著相关，而与Hg胁迫无显著相关性。 5．四角蛤蜊肝胰腺和鳃中抗氧化系统酶、脂质过氧化产物、酸性磷酸酶（ACP）和碱性磷酸酶（ALP）在不同Cd胁迫浓度和暴露时间下有显著差异。与对照组相比，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPx）的活力和丙二醛（MDA）含量均随着暴露时间的增加而增加，达到一个峰值，然后减低。而ACP和ALP活力则表现出先被抑制，然后升高的变化趋势。肝胰腺中CAT和GPx活力高于鳃，鳃中SOD和MDA含量高于肝胰腺，这种差异与两种组织不同的解毒机理有关。 6．重金属胁迫能够造成四角蛤蜊血细胞超微结构的损伤、溶酶体膜稳定性改变、微核和总畸形核生成，各种损伤均表现出明显的浓度依赖效应。2μg/L Hg暴露14天后，血细胞溶酶体膜中性红保持时间（NRR）、微核生成率（MN）和总畸形核生成率（TNA）与对照组相比没有显著差异。相同暴露时间下，25 μg/L Hg处理组血细胞NRR值低于25 μg/L Cd处理组，而MN和TNA值则相反，说明Hg胁迫对四角蛤蜊血细胞溶酶体膜具有较强的损伤作用。研究发现，NRR、MN和TNA三种指标对于衡量重金属污染对四角蛤蜊血细胞的毒性效应有很好的协同检测作用，可望作为有效的生物标志物在环境监测技术中得以应用。

南黄海重金属的演变特征及控制因素

本文以南黄海1997～2006年10年表层海水和沉积物中重金属为主要研究对象，同时结合对生态环境信息的综合分析，系统探讨了海水和沉积物中重金属的生物地球化学特征、影响控制因素、演变趋势，并对海域生态风险进行了评估，获得了以下一系列新的结果和认识： 1．系统获得了南黄海海水和沉积物中重金属的地球化学分布模式，揭示了影响和控制其生物地球化学特征的因素 南黄海表层海水中重金属As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn的平均浓度分别为2.33、0.078、1.41、0.0036、0.37、6.21 μg/L，低于其它中国近海海水，而高于水交换较好的深海；表层海水重金属的分布模式（除Pb外）表现为在离岸较远的南黄海中部地区其含量较低，而近岸海区则普遍含量较高，区域分布呈现“高Cd-Cu-Hg-Zn区”，“高Pb-Cu-Zn区”以及“高Pb区”三个地球化学分区。 南黄海表层沉积物中重金属比邻近海域沉积物中的浓度低，南黄海重金属主要受沉积物粒度控制，即在细粒度高的南黄海中部区域重金属（除As外）的含量较高，粗粒度的近岸区则较低，区域分布呈现“高Cd-Cu-Pb-Zn区”，“高Hg低As-Cu-Zn区”以及“高As低Cd-Hg-Zn区”三个地球化学分区。 人类活动已经显著影响了南黄海海水中重金属的含量水平，重金属分布是径流、大气沉降、pH、盐度和重金属自身性质等各种影响因子耦合的结果。沉积物重金属的富集因子Pb>As>Hg>Cd>Zn>Cr>Cu，其中Pb和As主要来自人为污染排放，污染状况相对较重，Cr和Cu几乎没有受到人为污染的影响。沉积物的粒度是控制表层沉积物重金属分布的最主要因素，次要的因素包括沉积物有机质的含量、沉积速率以及重金属存在形态等。 2．首次获得了南黄海海水和沉积物中重金属的演变趋势 近10年来南黄海表层海水中，Zn呈上升趋势，As、Cd、Cu、Pb基本稳定变化不大，而Hg则呈略下降趋势。Zn的线性上升趋势明显，在近岸水域和中央水域中其浓度和公元年的统计关系分别为y=0.9524x+0.0034（R=0.97）和y=0.8622x+0.0299（R=0.95）（其中y为Zn的浓度，x为年度，取1997～2004）。近10年沉积物中重金属年际变化较小，浓度变化在多年均值的±（10%～30%）之间变动。As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn的均值变化范围分别为7.17±1.70、0.108±0.024、17.61±1.65、0.024±0.008、18.44±4.26、70.53±5.73 mg/kg，除了Hg随公元年呈较好的线性增加（y=0.0033x-6.50，R=0.75）外，其它重金属未显现出有明显的演变趋势。 近百年来，南黄海重金属的变化可分为3个阶段，20世纪60年代以前，20世纪60年代至90年代，及20世纪90年代至今。第一个阶段的60年可以看作是南黄海未明显受人类活动影响的一个时期，该段时期内明显的特征是重金属含量的变化受径流输入不均等多种因素影响，变化规律性不强；第二阶段是南黄海近岸工农业迅猛发展的阶段，由近岸传输到这一海域的重金属量增加，南黄海沉积物重金属浓度增加，沉积物质量有下降的趋势，这一阶段是人类活动影响南黄海最为明显的一个阶段；第三个阶段是20世纪90年代至今，南黄海沉积物重金属浓度呈降低趋势，与中韩两国减排及治污措施有关。近几年，南黄海沉积物的环境质量较20世纪末期有了较明显的改善。 3. 初步阐明了南黄海重金属的环境污染危害和潜在生态风险 采用潜在生态危害指数法和地积累指数等方法对南黄海沉积环境进行分析，结果表明，中等重金属污染程度海区占研究海区面积的38.7%，中等生态风险的区域则占了研究海区面积77.8%，但均未发现沉积物中的重金属与生物量的分布有明显的关系，总体表明，南黄海沉积物中的重金的污染状况及生态风险较低，南黄海沉积物质量良好。

Transfer of paralytic shellfish toxins via marine food chains: A simulated experiment

Objective To study the transfer of paralytic shellfish toxins (PST) using four simulated marine food chains: dinoflagellate Alexandrium tamarense -> Arterriia Artemia salina -> Mysid shrimp Neomysis awatschensis; A. tamarense-N. awatschensis: A. taniarense A. salina -> Perch Lateolabrax japonicus; and A. tamarense -> L. japonicus. Methods The ingestion of A. tamarense, a producer of PST, by L. japonicus, N. awatschensis, and A. salina was first confirmed by microscopic observation of A. tamarense cells in the intestine samples of the three different organisms, and by the analysis of Chl.a levels iii the samples. Toxin accumulation in L. japonicus and N. awatschensis directly from the feeding on A. tamarense or indirectly ibrough the vector of A. salina was then studied. The toxicity of samples was measured using the AOAC mouse bioassay method, and the toxin content and profile of A. tamarense were analyzed by the HPLC method. Results Both A. salina and N. awatschensis could ingest A. tamarense cells. However, the ingestion capability of A. salina exceeded that of N. awatschensis. After the exposure to the culture of A. tamarense (2 000 cells(.)mL(-1)) for 70 minutes, the content of ChLa in A. salina and N. awatschensis reached 0.87 and 0.024 mu g-mg(-1), respectively. Besides, A. tamarense cells existed in the intestines of L. japonicus, N. awatschensis and A. salina by microscopic observation. Therefore, the three organisms could ingest A. tamarense cells directly. A. salina could accumulate high content of PST, and the toxicity of A. salina in samples collected on days 1, 4, and 5 of the experiment was 2.18, 2.6, and 2.1 MU(.)g(-1), respectively. All extracts from the samples could lead to death of tested mice within 7 minutes, and the toxin content in arternia sample collected on the 1st day was estimated to be 1.65x10(-5) pg STX equa Vindividual. Toxin accumulation in L. japonicus and N. awatschensis directly from the feeding on A. tamarense or indirectly froin the vector of A. salina was also studied. The mice injected with extracts from L. japonicus and N. awatschensis samples that accumulated PST either directly or indirectly showed PST intoxication symptoms, indicating that low levels of PST existed in these samples. Conclusion Paralytic shellfish toxins can be transferred to L. japonicus, N. awatschensis, and A. salina from A. taniarense directly or indirectly via the food chains.

Different responses to selection in two stocks of the bay scallop, Argopecten irradians irradians Lamarck (1819)

Two different stocks (A and B) of the bay scallop Argopecten irradialls irradians (Lamarck, 1819) were used to test mass selection on growth. Stock A was a descending stock from the initial introduction from U.S.A. in 1982, which had been cultured in China for about 20 years. Stock B was the third generation from a recent introduction from U.S.A. in 1999. Truncation selection was conducted by selecting the largest 11% scallops in shell length from Stock A and the largest 12.7% scallops from Stock B as parents for the respective selected groups. Before the removal of parents for truncation selection, equal numbers of scallops were randomly chosen from Stock A and B to serve as parents for the control groups. Offspring from the four groups were reared under the same hatchery, nursery, and grow-out conditions. Values of response to selection and realized heritability at larvae, spat and grow-out stages for Stock B were all significantly (P < 0.001) higher than its counterpart for Stock A. For Stock A, no significant response to selection was observed (P > 0.05) at any stage, and the realized heritability for shell length was 0.015 +/- 0.024 for larvae, 0.040 +/- 0.027 for spat, and 0.080 +/- 0.009 for grow-out, respectively. For Stock B, however, significant (P < 0.05) response to selection was observed, and the realized heritability for shell length was 0.511 +/- 0.010 for larvae, 0.341 +/- 0.022 for spat, and 0.338 +/- 0.015 for grow-out. On average, responses to selection at the three stages for Stock B was 30 x, 7.1 x, and 3 x higher than its counterpart for Stock A, respectively. Accordingly, realized heritability at above stages for Stock B was 33 X, 7.5 x, and 3.2 X higher than its counterpart for Stock A, respectively. Differences in response to selection and realized heritability between the two stocks are presumably due to differences in genetic variability. As the 20th generation from the initial introduction consisted of only 26 scallops, Stock A is known to be highly inbred, while inbreeding in Stock B is negligible. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

红枫湖水体中活性汞和溶解气态汞的分布特征及其控制因素

基于二次金汞齐结合冷原子荧光测定法对红枫湖活性汞（RHg）和溶解气态汞（DGM）的时空分布特征及其控制因素进行了研究.红枫湖溶解气态汞含量（ρ（DGM））为0.024-0.110 ng/L,随着水深的增加ρ（DGM）降低,且夏季高,冬季低,这种分布特征表明光在原子态汞的形成中起着重要的作用.红枫湖ρ（DGM）除受光强影响外,还受到春季后五大量生长的藻类影响,但与溶解性有机碳含量（ρ（DOC））及温度的相关性不大.活性汞含量（ρ（RHg））为0.14-2.70 ng/L,其主要受Hg^2＋的光致还原过程,Hg^2＋的甲基化过程以及人为源的释放等因素的控制

凯氏蒸馏法和元素分析仪法测定沉积物中全氮含量的异同及其意义

氮循环是生物地球化学研究领域中最重要的课题之一，全氮含量的测定是农业、生物和环境等多领域研究中的常规测试项目。凯氏蒸馏法和元素分析仪法作为常规方法通用于上述领域的全氮含量测定，但两种方法在实际应用中的差异却常被忽视。通过对中国北方某盐湖沉积物序列近百个样品的全氮含量分析，对两种方法测定结果的异同进行了对比研究。凯氏蒸馏法的分析精密度高于元素分析仪法(前者标准偏差为0.007,后者为0.024)，但在样品硝态和亚硝态氮的含量较高时，凯氏蒸馏法所测结果显著低于元素分析仪法的测定结果，此时选择元素分析仪法进行全氮含量的测定更为可靠和准确；对硝态和亚硝态氮含量极低的样品，两种方法的测定结果无显著差异。研究表明，选择全氮含量的测定方法，必须对所测样品的无机氮含量有初步的了解。对于中国北方的多数盐湖和地表环境样品，由于其无机氮的含量较高，选择凯氏蒸馏法进行全氮含量的测定是不适当的。尽管如此，对所研究的湖泊沉积物剖面而言，两种方法的对比却可以提供有价值的气候和环境演变信息。随着沉积物剖面的由深到浅，两种方法的测定结果由一致变化到存在显著差异，表明了湖泊水体从早期的淡水向今天的盐湖演化的过程。因此，凯氏蒸馏法和元素分析仪法测定结果的差异可以作为一种独立的地球化学气候代用指标。

湖泊沉积物中全氮含量的测定及其环境意义

全氮含量是环境、生物和农业等多领域的常规测试项目.作为全氮含量测定的常规方法,凯氏蒸馏法和元素分析仪法在实际应用中的差异却常被忽视.通过对中国北方盐湖沉积物序列近百个样品的全氮含量分析,我们对两法测定结果的异同进行了对比研究.结果表明,凯氏法的精密度高于分析仪法(前者标准偏差为0.007,后者为0.024),凯氏法和分析仪法测定全氮含量的差异为硝态和亚硝态氮的含量,因此,选择全氮含量的测定方法,必须对所测样品的无机氮含量有初步的了解.对于中国北方的多数盐湖和地表环境样品,由于其无机氮的含量较高,选择凯氏蒸馏法进行全氮含量的测定是不适当的.尽管如此,对我们所研究的湖泊沉积物剖面而言,两种方法的对比却可以提供有价值的气候和环境演变信息.随着沉积物剖面的由深到浅,两种方法的测定结果由一致变化到存在显著差异,表明了湖泊水体从早期的淡水向今天的盐湖演化的过程.因此,凯氏法和元素分析法测定结果的差异可以作为一种独立的地球化学气候代用指标.

中旬红山矽卡岩铜矿稳定同位素特征及其对成矿过程的指示

红山铜矿床位于三江地区义敦岛弧南端的中甸弧，是在晚三叠世甘孜-理塘洋盆向西俯冲过程中形成的一个中型规模的矽卡岩矿床。通常，矽卡岩体就是铜矿体或铜矿化体，主要呈似层状、层状、脉状及透镜体状产于大理岩与角岩接触带或局部在角岩中，未见其与侵入岩直接接触。通过对不同成矿阶段所形成的石榴石、磁铁矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿、方解石等典型矿物以及大理岩的稳定同位素特征研究，发现矽卡岩的最主要组成矿物石榴石的δ^18OSMOW范围为6．2—8．3‰，反映了矽卡岩可能直接继承隐伏斑岩体的氧同位素组成。根据磁铁矿的氧同位素组成（5．5—7．1‰）所计算的磁铁矿化阶段成矿流体的δ^18OSMOW为13．1—14．7‰（400℃）或12．5—14．1％。（500℃），暗示有富集δ^18O的CO2溶入到成矿流体中。硫化物的δ^34SCDT范围4．45—6．20‰，说明矿床具有高度均一的硫源，并且在硫化物的结晶沉淀过程中，流体中硫同位素分馏很弱。由此推测主成矿期成矿流体的δ^34S∑S为5．6±0．6‰。矿床中的大理岩的δ^13CPDB为2．0—2．2‰，δ^18OSMOW为24．0—24．8‰，说明大理岩是由海相碳酸盐岩经重结晶作用而成。成矿晚期阶段形成的方解石脉的δ^13CPDB范围是-2．4—1．7‰，δ^18OSMOW范围是16．3—22．4‰，表明其C和O主要来源于大理岩。总之，我们推测红山矽卡岩很可能主要是由中酸性岩浆浅成侵位时局部同化碳酸盐围岩所形成的一种富含钙质成分的次生岩浆就位于碎屑岩与碳酸盐岩之间的构造薄弱带冷凝固结而成，矽卡岩型矿化与深部斑岩型矿化具有共同的成矿物质和成矿流体来源。

苔藓碳氮稳定同位素对环境条件和大气氮沉降的指示研究

苔藓植物由于具有特殊的形态结构和生物学性质而被广泛应用于环境变化和大气沉降的指示和监测，而稳定同位素（如13C、15N、34S）是辨识环境体系中物源走向以及研究植物和环境关系的可靠技术。本论文正是结合苔藓生物指示方法和稳定同位素示踪技术，开展了苔藓碳氮同位素指示环境条件和大气氮沉降的初步研究。通过不同环境条件下苔藓同位素的对比研究，揭示了苔藓碳氮同位素对环境因子和氮沉降变化的响应机制。进而应用石生苔藓碳氮元素含量和同位素，并结合光合色素含量等参数，对贵阳地区的大气氮沉降进行了详细研究，深化了苔藓同位素方法在环境监测和大气氮沉降研究中的应用，并为城市氮污染的防治提供了地球化学依据。获取了一些有意义的发现和创新点。 1. 不同生长条件下苔藓元素含量和同位素的变化及其意义 即使在同一地点，苔藓13C会由于水分条件和光照条件的差异而发生明显变化，而树冠对大气沉降物质的长期截留吸收会使下方苔藓氮硫含量偏低以及同位素偏负，其同位素效应还与树冠类型和树冠厚度有关。因此，应用苔藓元素含量和同位素指示区域环境和大气沉降时应尽量消除生境差异的影响，受生长条件影响或歪曲了的苔藓指示信息可能导致在解释环境变化和大气沉降时得出错误的结论，相对而言，开阔地的石生苔藓是较可靠的指示工具。利用同位素方法探讨苔藓记录信息的差异是本研究的创新点之一，目前国内外尚无相关的报道，这深化了苔藓碳氮同位素对环境条件和大气输入响应机制的认识，同时还为苔藓同位素研究大气沉降提供了采样指导。 2. 不同地区苔藓新老组织碳氮含量和同位素组成特征 贵阳市区苔藓碳含量高于贡嘎山地区，而13C明显偏负，表明城市苔藓受人为CO2排放的影响，而非污染区苔藓13C能够响应海拔和年均温度的差异。贵阳市区苔藓氮含量较高反映其氮沉降高于贡嘎山地区，明显偏负的15N值主要指示了城市废水氨释放的影响。不同地区苔藓新生组织的碳氮含量总体高于衰老组织，但同位素没有明显变化，反映了生理功能的衰退和部分元素向新生组织迁移会导致老组织碳氮含量降低，但不会明显改变其碳氮同位素记录，新组织氮含量较可靠地反映了氮沉降的水平（贵阳市约为30.18 kg/ha/yr，贡嘎山地区约为8.46 kg/ha/yr）。本研究扩展了苔藓同位素对不同地区环境因子和氮沉降差异的响应状况，并首次探讨了苔藓衰老对其碳氮含量和同位素记录的影响，为深入理解非维管植物衰老过程的碳氮同位素分馏奠定基础。 3. 贵阳地区大气氮沉降的空间分布 根据大气氮沉降和苔藓氮含量之间的定量关系（y=0.052x+0.7325），可以利用石生苔藓氮含量（0.85% ~ 2.97%）计算贵阳地区的大气氮沉降。贵阳地区的氮沉降（0.91 kg/ha/yr ~ 44.69 kg/ha/yr）总体已经超过最易受影响的陆地生态系统的氮沉降负荷值（5 kg/ha/yr ~ 10 kg/ha/yr），市区氮沉降平均值（29.21±6.17 kg/ha/yr）与前期监测值（30.18kg/ha/yr）基本一致，高于酸性针叶林和落叶林的氮沉降负荷值（15 kg/ha/yr ~ 20 kg/ha/yr）。而农村地区氮沉降平均值（14.31±5.11 kg/ha/yr）与贵州农村地区铵沉降的平均值（14.3 kg/ha/yr）吻合。本研究首次根据石生苔藓氮含量量化了氮沉降的水平和空间分布，对大气氮沉降生态环境影响的评价以及喀斯特地区脆弱生态系统的保护具有重要意义。 4. 贵阳地区大气氮沉降的主要来源和主要形态 贵阳地区石生苔藓15N值（-12.50‰ ~ -1.39‰）呈明显的双峰分布模式（-12‰ ~ -6‰和-5‰ ~ -2‰），表明该地区的氮沉降存在两个主要来源。市区明显偏负的苔藓15N值（平均-8.87±1.65‰，<5km; -8.59±2.28‰，5 km ~ 10km）主要反映城市废水和人畜排泄物NH3的影响，而往外到农村较高的苔藓15N值（平均-3.83±0.82‰ ~ -2.48±0.95‰，>15km）主要指示了农业NH3的贡献。根据市区苔藓和雨水15N值计算，市区氮沉降中铵态氮的贡献约占76%，硝态氮约为23%，贵阳地区的氮沉降以铵沉降为主。本研究首次发现了以铵沉降为主的城市地区苔藓15N值市区偏负、农村偏正的变化规律，这与氮沉降以硝态氮为主的城市苔藓15N变化（市区偏正、农村偏负）相反。此外，根据苔藓15N随大气沉降中铵态氮和硝态氮比值的变化规律，贵阳地区苔藓氮含量和15N的变化主要由两种不同铵源（城市铵和农业铵）的变化所控制，贵阳苔藓氮含量和15N的空间变化可以进一步作为铵沉降变化的证据。 5. 贵阳地区主要大气氮源（铵）的沉降机制与模式 贵阳市区往外石生苔藓氮含量随离市中心的距离呈指数降低（y=1.5e-0.13x+1.26），而15N值随距离对数升高（y=2.54Ln(x)-12.23），揭示了城市来源的铵沉降从市区往外随距离指数降低，其分布模式为点源模式，贵阳市区可被视为贵阳地区的一个点状氨源。而农村地区苔藓氮含量不随距离而变化、15N值不存在明显差异，反映了农业氨的面源分布模式。通过极限法计算苔藓氮含量和15N随距离变化的函数，氮沉降在离市中心17.2km以内以城市铵为主，以外以农业铵为主，城市铵的影响范围总体小于41km，城市铵随离市中心距离的变化关系为y=56.272e-0.116x-0.481。此外，贵阳市区往外不同方向的苔藓氮含量和15N随距离的变化梯度存在差异，表明城市铵向周边不同方向的传输具有非均一性，这主要与不同方向的地形条件、地表植被状况、风向、城市化程度等差异有关。本研究首次通过苔藓监测证实以铵沉降为主的城市，城市铵沉降的分布呈点源模式，并通过苔藓氮含量和15N的变化得出了城市铵的定量分布、沉降机制和影响因素。 6. 贵阳地区石生苔藓碳含量和13C值的变化及其意义 贵阳地区石生苔藓碳含量（34.47% ~ 52.76%）从市区到农村随距离指数降低（y=9.206e-0.042x+38.024），并与氮含量存在正相关关系，表明大气氮输入具有增加苔藓碳含量的作用。苔藓13C值（-30.69‰ ~ -26.96‰）从市区到农村随距离逐渐升高（y=0.674Ln(x)-30.03），反映了城市人为CO2的影响逐渐减小。此外，苔藓13C随碳氮含量增加而降低，碳氮同位素存在正相关关系，反映了石生苔藓光合作用与氮素吸收相互制约，市区较高的氮沉降或铵沉降增强了苔藓光合作用和碳代谢，使苔藓在固碳过程中发生更大的13C分馏。本研究首次发现了城市地区较高的氮沉降能够促进石生苔藓光合固碳能力，苔藓13C值能够指示城市人为CO2的影响以及氮沉降的生物效应。 7．其它创新之处 为深入认识城市地区氮沉降的变化及其生物响应，本研究还对石生苔藓光合色素含量进行了分析，首次探讨了石生苔藓光合生理参数和碳氮含量、碳氮同位素之间的关系。市区苔藓光合色素含量高于农村地区，叶绿素含量与碳氮含量存在正相关关系，表明光合色素分析可以反映环境胁迫状况、苔藓固碳能力和氮素营养状况。叶绿素含量与13C值呈负相关关系指示了氮沉降增强石生苔藓光合作用的机制。

季节性氧湖泊微量金属元素的界面地球化学行为

沉积物表层几厘米范围经常呈现某些微量金属元素富集的现象，过去常笼统地认为这是工业革命以来人为污染不断加剧的证据。但近来的研究却证明强烈的早期成岩作用可以在一定程度上造成微量金属元素在沉积物中的再迁移现象，使得其环境记录失真。因此沉积物中元素分布记录不能完全反映对流域输入的物质组成特征。另外，在一定条件下，沉积物中部分金属元素也可再次向上覆水体释放，造成“二次污染”问题，严重威胁到湖泊／水库的水质安全，成为埋藏在湖泊深处的一颗“定时炸弹”。各种地球化学过程在沉积物一水界面附近造成的重金属元素的源／汇效应因此日益受到人们的重视。近年来贵州红枫湖水质季节性恶化事件频繁出现，作为贵阳市饮用水源的阿哈湖水质也开始出现季节性恶化趋势。紧迫的环境问题及重要的科学意义促使我们系统开展了红枫湖、啊哈湖沉积物一水界面微量金属的地球化学行为研究。两湖都是黔中地区人工水库，具有岩溶湖泊的共性，也具有明显的区别。红枫湖湖水具有典型的岩溶水化学特征，湖水中度富营养化；而啊哈湖受矿山废水的影响，同时由于近年的人工石灰投放等原因，造成该湖湖水具有极硬水、硫酸盐型水特征，矿化度达到600tng／L。我们对上述两湖进行了详细研究，获得了如下的研究成果：1．硫酸盐还原细菌（SRB）及铁还原细菌（DIRB）的计数直观地指示了有机质早期成岩过程中各电子受体依次利用的分带性：即硫还原（锰还原）叶铁还原。孔隙水中硫酸根及溶解铁分布与SRB和D工RB的分布吻合。沉积物孔柱的模拟实验、各类还原性微生物计数及与孔隙水中铁锰、硫酸根分布的综合分析证实了微生物的作用是厌氧环境中各种还原反应的不可缺少的因素，界面附近氧含量的变化是引起水质恶化的基本外因。模拟实验的结果还解释了铁、锰、硫在季节性缺氧湖泊中的循环机理。2．微生物计数及生物大分子分析证实了上层沉积物（0-10厘米）是微生物活跃最为强烈的区域，易降解有机质在此区域被降解。红枫湖沉积物有机质降解持续的深度较深〔达到10cm），而啊哈湖沉积物有机质降解持续深度较浅，仅为4厘米，这主要是由于两湖都是季节性厌氧型湖泊，红枫湖在缺氧季节，有机质厌氧降解所需的电子受体迅速消耗，使得缺氧季节该湖有机质降解速率相对缓慢；啊哈湖受到大量煤矿废水注入，水体及沉积物中硫酸根、铁锰含量异常高，并在厌氧季节里为微生物厌氧呼吸提供充足的电子受体，因而易降解部分有机质在表层迅速被氧化，而且该湖沉积速率相对较慢，有机质有相对充裕的时间在上层被降解，避免了被掩埋的命运。3．啊哈湖沉积物孔隙水及界面水δ13CDIC及DIC浓度的分析，显示啊哈湖沉积物产甲烷过程很弱或不明显。这主要是受到硫酸盐还原作用的抑制。从δ34SSO42-SO42-相关关系及硫酸盐还原菌分布特征，可以在深度上划分为两种还原过程及硫同位素分馏过程：慢速还原阶段（6厘米以下），硫同位素分馏程度较大，最大分馏达13．71％。分馏因子约为1.024-1.026之间；快速还原阶段（0-6厘米），硫同位素具有明显分馏，最大达到38‰，这与快速还原过程硫同位素分馏较小的规律相反，主要原因是由于表层同时出现有还原态硫的氧化反应．产生较负的δ34S-so41，δ34S-SO42--SO42-的变化反映出混合过程。通过研究我们进一步还推断，采样点沉积物下部还有煤矿硫源的输入。4．两湖沉积物中铁、锰、硫的还原作用发生位置都具有季节性沿沉积深度上下迁移的特性，部分微量金属元素扩散通量因此发生季节性变化。受沉积物中铁锰含量的控制，红枫湖沉积物一水界面铁锰循环作用比啊哈湖弱。啊哈湖锰含量很高，导致界面附近锰的循环剧烈且远强于铁的循环，并在一定程度上引起部分微量金属在沉积物上层强烈富集。5．通过红枫湖后五沉积物剖面研究，我们发现各种微量元素由于其自身不同的地球化学性质差异，早期成岩过程对其在沉积物中的垂直分布特征的改造程度是不同的。①锰具有明显的向上富集趋势，铁在沉积物中的分布特征的后期改造作用就比较弱。②钻、镍分布的后期改造程度与铁相似，从总量来看再迁移程度比较弱。③铜、锌在早期成岩过程中逐渐向沉积物中上部富集，这主要是与铜锌强烈的亲硫性引起的。钥的表层富集现象最为明显，沉积后再迁移效应显著。由其含量在上层沉积物中的两重峰值，可以指示界面剧烈的锰循环及界面下硫酸盐还原作用对它的联合控制。6．与红枫湖相比，啊哈湖沉积物金属元素再迁移特征有很大的不同：①通过部分微量金属元素地球化学相态分析，各相态微量金属分布主要服从其总量分布特征。②沉积物稀土配分模式明确指示了啊哈湖成湖基底的位置，即沉积物－水界面下18-19厘米以下。③通过Ti、Zr、ΣREE＋Y等的分析也显示了成湖前原始基底的存在位置，同时它们在沉积物中的含量变化特征还反映了该湖扩容后陆源输入的减少。④在沉积深度上铁锰及部分微量金属元素出现明显的分离现象。⑤通过相关性分析，Fe与Cu，U、Mn与Pb，C0，Ni，Cd，Zn等都存在很好的相关性，表明它们之间具有相似的界面地球化学行为。Fe型元素与Mn型元素分布差异的原因可以简约的概括为：锰的界面循环极为强烈，导致再迁移程度很高；而铁的循环相对较弱，又容易受到上层硫酸盐还原作用的抑制，因此再迁移程度不高。此外，由岩溶地区湖泊较强的酸中和能力及近年来的人为石灰投放，沉淀PH不同导致微量金属元素间发生分离，引起下游大坝处金属元素的输入差异。因此，啊哈湖大坝附近沉积物中微量金属元素的分布特征应受到沉积后再迁移和受 pH控制的煤矿废水输送差异联合制约。

Range Segmentation Using Visibility Constraints

Visibility constraints can aid the segmentation of foreground objects observed with multiple range images. In our approach, points are defined as foreground if they can be determined to occlude some {em empty space} in the scene. We present an efficient algorithm to estimate foreground points in each range view using explicit epipolar search. In cases where the background pattern is stationary, we show how visibility constraints from other views can generate virtual background values at points with no valid depth in the primary view. We demonstrate the performance of both algorithms for detecting people in indoor office environments.