土壤是地球关键带的核心，为人类提供着重要的生态系统服务.在集成已有土壤生态系统服务评价方法的基础上，充分考虑土壤与地球关键带各介质的关联作用，提出了基于地球关键带科学的土壤生态系统服务评价方法.采用文献整理法、单因素评价模型以及GIS空间分析等方法，构建了基于地球关键带科学的土壤生态系统服务的评价指数系统，包括土壤质量指数（SQI）、植物指数（PI）、大气调节指数（ARI）、径流指数（RI）、地下水补给指数（GSI）以及文化美学指数（CAI），建立地球关键带系统中土壤支持、供给、调节和文化服务等多重服务功能的集成评估模型与方法.研究结果对于识别土壤功能失衡、系统提升土壤以及地球关键带生态服务功能具有一定的参考价值.
有机化合物在溶解性有机质（Dissolved Organic Matter,DOM）上的吸附行为显著影响其环境归趋和生物有效性.以标化的DOM紫外?可见光谱和有机化合物的正辛醇?水分配系数为特征，运用随机森林算法，建立有机碳标化分配系数（KOC）的预测模型.结果显示，随机森林模型在全部来源DOM上的预测精度显著高于目前普遍使用的线性自由能模型，但略低于两相体系模型.随机森林模型对土壤和泥炭来源的DOM吸附预测精度显著优于其他模型，说明随机森林模型具有很好的适用性.根据随机森林模型输出的特征重要性，发现模型学习到了表征DOM分子量大小、腐殖化程度以及苯环上取代基类型的光谱特征.通过特征选择，发现模型使用少数重要性较高的特征可以达到使用全谱的效果，即使在只选取两个波长时，预测精度依然显著优于线性自由能模型.由于DOM的紫外?可见光谱可原位实时分析，基于紫外?可见光谱和机器学习方法的预测模型未来可进行原位及高通量KOC时空规律解析，从而实现更准确更精细的风险评估与管理.
元素毒性一般取决于其赋存形态而非总量.但形态在样品采集、运输、测定等过程易发生变化，难以进行准确测定.梯度扩散薄膜技术（diffusive gradients in thin?films，DGT）作为一种广泛应用的被动采样技术，可用于原位测定元素形态.简要介绍适用于不同元素的形态测定的DGT技术及适用范围，总结了不同吸附胶的优缺点和在沉积物或土壤中的应用，并对DGT技术在形态测定研究方面的前景进行了总结与展望.
柠檬酸作为一种天然螯合剂，被认为可以通过改变污染物在土壤中的赋存形态改变其生物有效性进而影响污染物的植物吸收，改变污染物的环境风险.通过60 d温室盆栽实验探讨柠檬酸对镉、芘单一和复合污染土壤中两种污染物在金丝垂柳（Salix×aureo?pendulaCL 'J1011'）中的富集和生物效应的影响.结果表明：柠檬酸对土壤中单一和复合污染镉的形态以及土壤中芘的去除率均没有显著影响；柠檬酸抑制了柳树对单一镉污染的富集总量，对单一芘污染的富集没有影响，促进了镉-芘复合污染中镉的生物有效性但抑制芘的生物有效性；柠檬酸对不同污染状况下柳树的光合作用、矿质元素和生物量均产生影响.柠檬酸在本实验土壤中对镉-芘复合污染柳树修复能起良好的促进作用.
近年来，土壤微塑料污染日益严重，其生态效应亟须关注.以市售青皮蚕豆（Vicia faba）为受试植物，采用不同浓度（0，10，100，500 mg·kg-1），50~100 μm粒径大小的聚乙烯微塑料（polyethylene microplastics，PE?MPs）土培处理30 d.通过测定蚕豆生物量、叶片光合作用速率、叶绿素含量及荧光参数和蚕豆根部抗氧化酶的活性变化探讨PE?MPs对蚕豆幼苗的毒性效应.结果显示：PE?MPs在低浓度（10 mg·kg-1）时对蚕豆的生长、物质积累和光合效率具有促进作用，但高浓度（100和500 mg·kg-1）暴露下抑制效果显著（p<0.05）.与空白对照相比，各浓度组蚕豆根部的超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化物酶(peroxidase，POD)和过氧化氢酶(catalase，CAT)活性均有所增加，而丙二醛(malonic dialdehyde，MDA)含量变化不明显.土壤阳离子交换量（cation exchange capacity，CEC）及主要营养元素含量变化表明，PE?MPs对土壤吸附离子和其他营养元素的能力有一定改善.上述结果为研究微塑料对土壤生态系统的影响提供了基础数据和科学依据，对高等植物的潜在毒性效应和食品安全风险评估具有重要意义.
塑料制品的大量生产和广泛应用导致土壤的微塑料（粒径小于5 mm）污染日益严重.采用野外lysimeter系统开展了为期半年的实验，研究野外实际环境中聚乙烯微塑料对土壤理化性质、小麦生长和土壤微生物群落的影响.结果表明，147和782 mg·kg-1聚乙烯微塑料暴露对小麦秸秆和籽粒生物量、土壤微生物群落的多样性和结构组成均无显著改变，但是却显著影响土壤理化性质，包括降低土壤有机质、阳离子交换量、总磷和有效磷含量，增加土壤微团聚体比例，其中147 mg·kg-1聚乙烯微塑料显著降低土壤磷酸酶活性.相关性分析结果显示土壤养分指标与丰度微生物具有显著相关性，其中与土壤有效磷具有正相关关系的微生物占比最多，表明聚乙烯微塑料可能影响土壤中参与磷代谢的微生物，改变土壤磷酸酶活性，进而影响土壤中的磷循环.
纳米颗粒被广泛应用于社会生活的各个领域，其生物效应亟须研究.一旦纳米颗粒与生物体液接触，其表面会迅速吸附一层蛋白质分子（蛋白冠），从而使得纳米颗粒具有了新的生物学特性.不同于体外环境，含有蛋白冠的纳米颗粒才是它们在生物体内的真实状态.纳米颗粒的理化特性（例如粒径、形状、表面修饰等）可以影响蛋白冠的组成.与此同时，外界环境条件（例如培养基组成、培养时间、温度、pH等）也是影响蛋白冠组成的重要因素.蛋白冠的存在会影响纳米颗粒和生物体间的相互作用，改变纳米颗粒的生物吸收、生物分布以及生物毒性.尽管如此，不同蛋白质分子与纳米颗粒表面特异性结合的内在机制目前尚不清楚，同时生物体内蛋白冠?纳米颗粒复合体的动态变化研究手段还较少，这些都是未来需要解决的问题.
以生物炭为代表的人工碳材料广泛应用于环境污染的控制和修复，而其中产生的纳米级颗粒可能会迁移或携带污染物共迁移进入地下水环境而加剧污染风险.通过室内一维砂柱实验，研究离子强度（ionic strength，IS）、pH、流速和共存有机污染物（对乙酰氨基酚（acetaminophen，AP））对生物炭纳米颗粒在饱和多孔介质中运移和滞留行为的影响程度和机理.结果表明，纳米级生物炭颗粒在饱和多孔介质中的运移能力较强.生物炭和石英砂的电负性均随着IS的降低、pH的增加而增强，两者之间的静电斥力作用随之增大，造成生物炭在砂粒表面的附着减少从而促进了运移，降低了生物炭在饱和砂柱中的滞留量.流速的增加同样对生物炭的运移具有促进作用，这主要是由增强的水流剪切作用所致.此外，有机污染物AP的存在对生物炭颗粒的运移性具有抑制作用，其在石英砂介质中的滞留量随AP浓度的升高而增大.
为揭示平朔矿区地下水化学特征及成因，采集了区内浅层孔隙水、山西组砂岩裂隙水、煤系层间砂岩裂隙水和奥陶系灰岩裂隙水四个含水层共计31个地下水样，运用统计分析、Piper三线图、Gibbs图、离子组合比和主成分分析等方法深入探讨该区地下水水化学组分形成及影响因素.结果表明：研究区各含水层地下水总溶解固体（TDS，total dissolved solids）范围在211.84~1315.00 mg·L-1.四个含水层主要优势阴阳离子分别为
为研究盐度对重非水相液体（dense non?aqueous liquid，DNAPL）污染物在饱水单裂隙中运移分布以及溶出行为的影响，选取四氯乙烯（perchlorethylene，PCE）作为代表性DNAPL，通过改变流经裂隙介质中盐溶液浓度，测定不同盐度条件下PCE/水/裂隙介质三相体系中界面张力和接触角，并用光透法实时监测PCE在二维裂隙介质中运移分布的动态变化过程，同时用气相?顶空色谱分析法测定PCE溶出浓度，进一步对比分析不同情形下相应污染源区结构及PCE溶出浓度变化.结果表明：随着盐度增加，PCE/水/裂隙介质三相体系中界面张力增大，而接触角减小.盐度通过改变PCE/水/裂隙介质三相体系中界面张力和接触角，从而影响PCE在裂隙介质中的运移及分布，具体表现为在高盐度水流中PCE运移速率加快，分布面积增大.此外，盐度通过影响PCE污染源区面积从而影响PCE溶出浓度，且污染源区面积与溶出浓度表现出明显的正相关性，均先迅速增大而后趋于平稳；高流速水流条件会增大盐度的影响程度.
环境水体有毒有害污染物（文中简称：毒害污染物）的生物生理毒性、持久性和生物累积性对生态系统和人类健康存在风险，由于缺乏长时间序列监测资料，难以通过建模量化入河排污量与断面水质的响应关系.采用非建模还原率法，以太湖流域城市尾水河道白茆塘为对象，进行了毒害污染物的限排研究.2019年5月对白茆塘及其沿线重点排口进行半挥发性有机物、挥发性有机物及重金属检测，共检出50种特征污染物.参照中国水中优先控制污染物黑名单、中国2019年发布的《有毒有害水污染物名录（第一批）》、美国EPA（Environmental Protection Agency）水环境中129种优先控制污染物名单及基于人体健康和水生生物的国家推荐水质基准，甄别了12种需要控制的优先控制污染物，为As、1，1，2，2?四氯乙烷、1，2?二氯丙烷、一溴二氯甲烷、一氯二溴甲烷、三溴甲烷、双（2?氯乙基）醚、DBP（邻苯二甲酸二丁酯）、DEHP（邻苯二甲酸二辛酯）、芘、芴及荧蒽.采用还原率法确定毒害污染物的排放限值，来自沿线各排口的芘、芴和荧蒽限值为14.42~52.32 μg·L-1，排放量需削减1.91~2.04倍；污水处理厂的一溴二氯甲烷、一氯二溴甲烷和三溴甲烷限值为0.68~10.41 μg·L-1，排放量需削减1.30~9.26倍；来自印染、食品行业的DBP和DEHP限值为0.08~27.61 μg·L-1，排放量需削减1.91~316.40倍；这些排放限值远低于现行的排污限值标准.来自流域汇水范围的1，2?二氯丙烷、1，1，2，2?四氯乙烷和双（2?氯乙基）醚的源项具有不确定性.因此，应对优先控制污染物进行更为广泛的溯源，并提出安全的排放限值标准，以期为环境水体毒害污染物限值排放管理提供科学依据.
随着污水接管处理率的不断提高，污水处理厂中产生的剩余污泥量也持续增加.剩余污泥由于含水量高且脱水困难，其处理处置问题已成为目前污水处理中的一个重点和难点.近年来，电化学氧化预处理剩余污泥的方法由于具有反应条件简单、操作容易及反应高效低耗等特点受到关注.以RuO2/Ti为阳极，通过单因素试验得到电化学氧化处理污泥的最佳条件：电流密度40 mA·cm-2，极板间距为2 cm，起始pH为3，电解处理40 min.从污泥胞外聚合物（extracellular polymer substance，EPS）的含量与分布特征、污泥表面电荷量以及粒径分布变化情况分析得出，污泥经阳极氧化作用后，紧密结合层（TB?EPS，tightly bound?layer?EPS）中有机物通过污泥破解被释放到溶液层（S?EPS，soluble?layer?EPS）和松散层（LB?EPS，loosely bound?layer?EPS）中.污泥中被EPS束缚的水分得到有效地释放，改善了污泥的脱水性能.
于2016年10月至12月采集南京市某中学高一学生的家庭室内灰尘样品及学生头发、指甲样品，对其中的Cr，Cu，Mn，Ni，Pb五种重金属浓度进行测定，比较分析了室内灰尘、头发和指甲中五种重金属浓度水平，研究了室内灰尘暴露与青少年体内重金属累积的相关关系.结果表明，家庭室内灰尘中Cr，Cu，Mn，Ni和Pb的平均浓度分别为50.20，184.87，211.90，64.32，112.53 mg·kg-1，通过相关研究发现室内灰尘中五种重金属均有相似的来源.中学生头发中Cr，Cu，Mn，Ni，Pb的平均浓度分别为1.96，44.57，0.80，2.62，1.97 mg·kg-1，指甲中Cr，Cu，Mn，Ni，Pb的平均浓度分别为2.06，5.61，1.12，2.21，0.70 mg·kg-1.女生指甲中的Ni浓度显著（p<0.05，2.77 vs 1.34 mg·kg-1）高于男生.室内灰尘和头发以及室内灰尘和指甲的成对样品中，同一重金属并不存在显著的相关性.说明本研究中室内灰尘暴露可能并不是Cr，Cu，Mn，Ni，Pb五种重金属在青少年体内累积的主要来源.未来研究应评估饮食暴露、大气颗粒物吸收等途径对人体重金属累积的贡献.
近几年，受人为排放的挥发性有机物逐年增加和大气中PM2.5浓度逐年降低的影响，近地面的O3已成为影响我国夏季空气质量的首要污染物，全国很多地区每年5月至9月会出现O3污染超标的现象和O3大范围蔓延的趋势.利用2018年逐时的O3浓度分析场数据对我国中东部尤其是京津冀、长三角和珠三角地区O3浓度的时空变化趋势进行研究.结果表明，随着时间变化，月平均O3浓度在京津冀地区呈倒“V”型，在长三角和珠三角地区呈“M”型，这是因为O3生成与地表接受的短波辐射通量有较好的线性关系.在京津冀地区6月太阳辐射强度最大且云量较小，因此O3污染严重，O3超标天数接近一半；而长三角和珠三角地区在7月受雨季的影响，云量较大，因此O3月平均浓度相对较小，月平均浓度变化呈现出“M”型.而在一天内O3浓度在上午逐渐上升，午后达到最大且稍滞后于地表所受到的短波辐射通量的日变化.
在大数据量计算的雷达成像系统研究中，降低匹配函数的资源占用与功耗是重要的研究课题，而除法与平方根是匹配函数中计算的核心.提出一种在坐标旋转数字计算机（Coordinate Rotation Digital Computer，CORDIC）中利用附加函数计算平方根和除法的无乘法器且可靠的设计架构，消除了在不同硬件上计算平方根与除法的限制.在保证计算速度与精度的前提下，低资源占用与低功耗是该架构的显著特征.在Xilinx Virtex?6（XC6vlx240t）上完成16 bit精度电路的硬件仿真实验，该结构的最大时钟频率为201 MHz，实例电路在UMC 90 nm技术节点下以1 MHz的频率在ASIC上实现.与以往的类似工作相比，该结构减少了84.23%的Slice LUTs，节省77.02%的功耗，并在最大时钟频率上有所提升.同时，对提出的架构进行了误差分析，16 bit精度电路在平方根与除法计算中的平均绝对误差（Mean Absolute Error，MAE）分别为1.8×10-4和2.7×10-4.为进一步可视化误差，还进行了比特位误差（Bit Position Error）实验.
以非线性Lamb波混频技术为基础，对复合板中不同方向的微裂纹进行检测.采用数值模拟的方法，在三维复合板中通过提取和频分量，对Lamb波S0模态信号与微裂纹之间的非线性关系进行研究.利用有限元软件ABAQUS进行数值模拟，将微裂纹嵌入复合板模型的中心位置，并在板的四周加入混合人工吸收边界.在保持混频激励信号不变的情况下，改变复合板中微裂纹方向并对获得的时域信号进行傅里叶分析，之后利用和频边带和基频信号幅值，定义非线性参数β值并构造幅值比指向性图.仿真结果表明，随着板中裂纹方向的改变，Lamb波的散射方向也会发生改变，其传播路径满足反射定律，且前向散射信号的幅值比普遍大于后向散射的幅值比，与微裂纹方向垂直的接收信号幅值比最大.实验结果表明，该方法在误差允许的范围内成功实现了对任意微裂纹的方向识别.
人体中的金属植入物会导致X射线计算机断层扫描（Computed Tomography，CT）图像中存在金属伪影，使图像质量大幅降低，目前已有许多利用深度学习（Deep Learning，DL）的方法一次针对一帧CT图像来去除金属伪影（Metal Artifact Reduction，MAR），但患者经CT扫描后得到的大量连续CT切片图像会使计算成本和时间成本十分高昂.为了能同时处理连续的CT伪影图像，提出一种基于对抗式多任务学习的连续CT图像MAR方法（Adversarial Multi?Task Learning MAR，AMTL?MAR），可以充分利用连续CT图像的空间相关性和解剖组织相似性，并行地处理多张连续的伪影图像.利用共享编码器提取连续伪影图像的共享特征，同时使用多个解码器重建相应的无伪影图像，整个任务的目标函数由各个平权的MAR子任务的损失函数线性组合而成，可以提高整个任务的图像重建质量.实验结果表明，该方法可以并行地去除连续图像中的金属伪影，准确恢复原始图像的组织结构.与现有方法相比，提出的方法处理连续伪影图像的效率更高，处理一组伪影图像耗时小于0.02 s，有效提升了MAR方法实时处理伪影图像的速度.
在合理粒度原则下，针对基于混合信息表的模糊信息系统提出一种新的三支决策规则.首先，给出一个由模糊信息表和损失函数组成的混合信息表，并将每个对象的损失函数表示为一个区间.其次，将相似类的区间损失函数定义为相似类中所有对象的区间损失函数的聚合，进而提出一种基于合理粒度原则的新的聚合方法，使聚合后的区间损失函数的长度适中，在此基础上还提出一种新的三支决策规则.最后，通过案例说明了该方法的有效性.
脑?机接口是一种变革传统人机交互的技术，其中情绪脑?机接口是一类重要的脑?机交互，可望为情绪的调节、监测或评估提供定量方法，有潜在的重要应用价值，然而情绪相关的脑信号特征提取与识别尚未彻底解决，面临许多挑战.为了探索有效的情绪相关脑电（Electroencephalogram，EEG）特征提取和分类方法，采用国际情绪图片系统（International Affective Picture System，IAPS）提供的情绪图片诱发情绪，在情绪诱发期间采集13个被试的脑电EEG信号；采用独立成分分析（Independent Component Analysis，ICA）等方法预处理EEG后，分别采用在时域、频域同时具有较高分辨率的希尔伯特?黄变换（Hilbert?Huang Transform，HHT）和对不同状态反应敏感的自回归（Auto Regressive，AR）模型提取情绪相关的EEG特征；采用支持向量机（Support Vector Machine，SVM）对其可用的四种核函数进行选择，也利用K?近邻（K?Nearest Neighbor，KNN）对两类情绪进行识别.结果显示，采用HHT提取特征并利用高斯径向基函数（Radial Basis Function，RBF）核的SVM取得的平均、最高和最低分类精度分别为90.57%
通过共沉淀法制备了60%Co/Al2O3催化剂，通过H2还原、CS2硫化或PPh3磷化，得到了金属钴、Co9S8和磷化钴（Co2P和CoP）等物相，它们的加氢精制（hydrodesulfurization,HDS）活性顺序为：CoP/Al2O3>Co2P/Al2O3>Co9S8/Al2O3>Co（金属）/Al2O3，其中CoP和Co9S8物相稳定，在HDS反应中不变，且两者的HDS活性较高，而CoP的活性显著高于Co9S8.Co2P物相则在HDS反应中发生了变化，反应后的物相为CoP，Co2P，Co3S4，其活性不及CoP，但高于Co9S8/Al2O3.若将Co（金属）/Al2O3直接用于加氢精制反应，则有Co9S8物相（9 nm）生成，其粒径大于预先硫化生成的Co9S8/Al2O3（5 nm）催化剂，因此Co（金属）/Al2O3的HDS活性不及Co9S8/Al2O3.
通过将旋涂有锌粉的氧化铟锡（ITO）浸入盐酸乙醇的混合水溶液中腐蚀，成功制备均匀多孔ITO （PITO）玻璃.采用乙醇使腐蚀造孔反应变得可控且均匀，还揭示了锌粉将ITO还原为金属In和Sn的腐蚀机理.通过简单调节锌粉乙醇溶液的浓度和乙醇体积比，可在20~280 nm和49~213 μm-2范围内连续调节孔径大小和孔分布密度.引入的孔轻微地提升了ITO的透光率，并使其对双氧水的探测灵敏度提高至16.4倍.
