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微塑料在水处理工艺中的分离去除及研究进展

环境科学 2024年第10期45卷 6112-6128页

作者：柴怡然徐慧捷高柯玄杨禹侯立安北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室北京100875 中国人民解放军96911部队北京100011

以微塑料(MPs)的污染现状为出发点,综合分析了微塑料在我国主要水体中的分布,评价了水厂各处理单元和组合工艺对不同形态MPs的去除效率和机制,阐述了MPs颜色、尺寸、形状和材料与去除效果的关系.结果发现,水环境中的MPs丰度具有地域差异... 详细信息

以微塑料(MPs)的污染现状为出发点,综合分析了微塑料在我国主要水体中的分布,评价了水厂各处理单元和组合工艺对不同形态MPs的去除效率和机制,阐述了MPs颜色、尺寸、形状和材料与去除效果的关系.结果发现,水环境中的MPs丰度具有地域差异性,与人类活动密切相关.在我国水环境和水厂中纤维状和透明(白)色的微塑料占比最大,聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚苯乙烯(PS)是水环境中微塑料的主要成分.水厂的不同处理工艺对微塑料的去除差异显著,污水处理厂预处理和一级处理对MPs的去除率贡献最大,二级处理中二沉池的去除效果远好于生物处理过程,以膜为核心的三级处理对MPs的终端控制效果显著,而曝气及水动力学作用有可能增加微塑料的丰度.饮用水厂混凝-沉淀工艺对MPs的去除率贡献最大,其次是过滤和消毒工艺,预处理与后处理也会对MPs的去除有一定贡献.

关键词：微塑料(MPs) 水处理分布污水处理厂(WWTPs) 饮用水厂(DWTPs)

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一种受监督热图隧道衬砌线识别算法

工程科学与技术 2024年第4期56卷 78-87页

作者：宋恒张宜声耿天宝王东杰中国中铁四局集团有限公司管理与技术研究院安徽合肥230000

衬砌线识别作为隧道缺陷检测分析的关键步骤,长期面临检测数据解析困难问题,为突破传统解析方法的局限性,提高解析结果的准确性、鲁棒性,本文对CenterNet算法进行改进,提出了受监督热图算法的隧道衬砌线关键点识别算法。该算法主要分为... 详细信息

衬砌线识别作为隧道缺陷检测分析的关键步骤,长期面临检测数据解析困难问题,为突破传统解析方法的局限性,提高解析结果的准确性、鲁棒性,本文对CenterNet算法进行改进,提出了受监督热图算法的隧道衬砌线关键点识别算法。该算法主要分为关键点检测和曲线拟合两个阶段,包括网格分类任务、外围点监督、抗噪声扰动3种改进方法。双阶段共同训练时,在关键点检测阶段,首先,新增网格分类任务,依据分类结果监督热图拟合过程,以改进CenterNet算法对于密集关键点的热图拟合能力;其次,在训练的前10轮中额外输出一定数量外围点热图,通过外围点监督热图拟合,配合网络分类任务改进热图拟合能力。曲线拟合阶段微调训练时,对该阶段的输入加入抗噪声扰动,以缓解图像噪声干扰。为验证本文算法的改进效果,构建了隧道衬砌数据集,先验证单独使用网格分类任务、外围点监督、抗噪声扰动3种具体改进方法对衬砌线识别的影响;再通过消融实验,进一步展示3种改进方法的组合对算法识别结果的影响。实验结果表明:本文算法对比CenterNet和CornerNet算法识别效果提升明显,使用网格分类任务识别的曲线间距误差均降低约0.4个像素点;训练过程前10轮使用8~10个外围点监督模型学习,识别效果提升最大;抗噪声扰动强度σ为0.08时识别效果最佳,且抗噪声扰动强度不宜过大;此外,以上3种改进方法的任意组合均能有效提升识别效果。本文提出的受监督热图隧道雷达数据衬砌线识别算法可为工程建设领域探地雷达无损检测数据解译工作提供技术支撑。

关键词：探地雷达衬砌线检测网格分类任务外围点监督抗噪声扰动

锂离子电池硅氧碳基负极材料的制备及改性研究

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锂离子电池硅氧碳基负极材料的制备及改性研究

作者：李龙声广州大学

学位级别：硕士

锂离子电池（LIBs）是交通运输和便携式电子产品电气化的首选电源系统。在商用锂离子电池中,石墨是最常见的负极材料,然而,它的理论比容量(372 mAhg-1)是有限的。SiOC由于具有良好的热力学稳定性和较高的理论比容量,在众多负极材料之中... 详细信息

锂离子电池（LIBs）是交通运输和便携式电子产品电气化的首选电源系统。在商用锂离子电池中,石墨是最常见的负极材料,然而,它的理论比容量(372 mAhg-1)是有限的。SiOC由于具有良好的热力学稳定性和较高的理论比容量,在众多负极材料之中优势突出,但是其首次库伦效率（ICE）低、不可逆容量大和低电导率的问题阻碍了SiOC基材料的进一步应用。本文通过在SiOC基体中引入纳米Si@SiO2,大大提高了SiOC材料的ICE性能。研究了纳米Si@SiO2表面氧化层厚度和碳酸锂用量对复合材料性能的影响。此外,还详细讨论了SiOC材料的制备方法、实验条件及其微观形貌,其中各种原料和游离碳含量是主要影响因素。本文的主要研究内容如下:（1）以苯基三甲氧基硅烷为原料,通过微乳液法制备了具有球形微观形貌的SiOC前驱体,高温下热解生成无规则形貌的SiOC材料。通过控制碱性溶液的浓度得到表面氧化层厚度可控的Si@SiO2,可以减轻Si颗粒和SiOC前驱体之间的团聚现象,最终合成了一种具有缓冲体积变化的纳米结构Si@SiO2@SiOC（SSS）复合材料。结果表明采用0.1 mol L-1的Li OH制备出的SSS-0.1,其中大部分的SiOC都保持了热解前的球形形貌。该制备方法将SiOC材料的ICE从55.53%提升至SSS-0.1复合材料的68.52%。并且由SiOC作为Si@SiO2的基底,可以有效缓解Si@SiO2在充放电过程中的大体积膨胀。SSS-0.1电极在0.5 A g-1循环500圈后的比容量可达520.8 mAhg-1,对应的容量保持率是66.09%。（2）通过硅纳米颗粒和Li2CO3与SiOC的高温原位反应,首次构建了Si@SiOC@Li2Si2O5（SSL）复合材料。微观形貌表明,当掺入占前驱体质量为5%的Li2CO3时,球形硅纳米颗粒可均匀的分散嵌入于SiOC@Li2Si2O5基体中,同时纳米硅表面的氧化层转化为Li2Si2O5。掺入1%和2%的Li2CO3形成的Li2Si2O5不足以抵抗长循环下的体积膨胀,而10%的Li2CO3会致使复合材料形成多种硅酸锂,这大大降低了其可逆比容量。电化学测试结果可知:SSL-5%电极材料的ICE为72.78%,且在0.5 A g-1的电流密度下循环500次后,可逆比容量高达732.9 mAhg-1,容量保持率为91.52%。SSL-5%中硅酸锂（Li2Si2O5）层可以有效地提升复合材料的循环稳定性和ICE。此外,密度泛函理论（DFT）计算表明,SSL-5%与粘结剂聚丙烯酸（PAA）之间形成了许多O-H…O氢键和Li-O离子键,这对提高SSL-5%的循环稳定性起着至关重要的作用。（3）为了进一步得到具有高游离碳含量和纳米球微观形貌的SiOC材料,本文首次以苯基三乙氧基硅烷（Ph TES）和四乙氧基硅烷（TEOS）为原料,采用酸碱两步催化溶胶凝胶法制备了SiOC陶瓷纳米球前驱体,而后将间苯二酚和甲醛合理地引入SiOC前驱体纳米球中,经高温热解后可形成富碳SiOC@C。其中TEOS作为一种含有大量Si-O键的硅烷,与Ph TES缩合并热解可以制备出富有SiO2C2和SiO3C四面体单元的材料,这两种四面体单元结构可提供更高的可逆比容量,并且以该方法热解制备的SiOC@C为200-300 nm直径的纳米球。此外通过调控间苯二酚和甲醛缩聚物的热解温度可控制SiOC@C中的游离碳含量,进而提高SiOC@C的导电性。结果表明当热解温度为1000℃时可得到电化学性能最优的SiOC@C-2材料。SiOC@C-2电极在0.5 A g-1下循环400圈后的比容量为447.5 mAhg-1,对应的容量保持率为70.06%,且在2 A g-1的电流密度下充电比容量仍然可以达到385.8 mAhg-1。

关键词： SiOC Si@SiO2 Li2Si2O5 粘结强度高游离碳

城市水灾下交通路网基础设施(群)韧性研究综述

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第2期54卷 329-345页

作者：熊文张大牛马小龙蔡春声东南大学交通学院南京211189

从韧性研究角度出发,结合水动力模型与交通流理论,对城市水灾下交通路网基础设施(群)分析理论、运行机制、模型构建、安全管控、恢复提升等进行分析与阐述.首先,运用文献计量法,分析水灾下路网韧性研究概况与发展历程,明晰城市水灾下路... 详细信息

从韧性研究角度出发,结合水动力模型与交通流理论,对城市水灾下交通路网基础设施(群)分析理论、运行机制、模型构建、安全管控、恢复提升等进行分析与阐述.首先,运用文献计量法,分析水灾下路网韧性研究概况与发展历程,明晰城市水灾下路网分析方向热点与演进历程;其次,从城市水淹计算与水灾交通路网2个角度,系统梳理城市雨洪场景与设施交互的计算理论;进而,分别从交通路网基础设施与城市水灾之间的相互影响、地上立交枢纽与地下交通设施水灾分析以及水灾下城市交通路网韧性分析与度量出发,阐述城市水灾与交通路网基础设施交互机制;然后,从灾前预防、灾中调度以及灾后恢复3个阶段,说明城市路网水灾处置与性能恢复策略.最后,归纳既有研究面临的主要问题与挑战,并从基于信息物理融合的智能调度、计入垂向尺度的交通设施抗水分析、面向实际场景的高精度恢复模型等方面,对极端气候下城市交通路网基础设施(群)韧性研究未来方向进行研判.

关键词：水灾韧性交通基础设施城市路网

不同热处理方式对AlSi10Mg 3D打印件的力学性能影响研究

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不同热处理方式对AlSi10Mg 3D打印件的力学性能影响研究

作者：陈昇声大连交通大学

学位级别：硕士

山区陡坡危岩体柔性被动防护网系统多级防护机理与方法研究

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山区陡坡危岩体柔性被动防护网系统多级防护机理与方法研究

作者：杨镇声重庆交通大学

学位级别：硕士

我国西南山区地形复杂多变,地质条件脆弱,危岩体引发的崩塌落石灾害频繁发生,严重威胁下方交通运输安全和城镇居民生活。随着我国“绿水青山就是金山银山”理念的普及,危岩体防护工程中的生态环境保护得到重视,柔性防护网系统应运而生... 详细信息

我国西南山区地形复杂多变,地质条件脆弱,危岩体引发的崩塌落石灾害频繁发生,严重威胁下方交通运输安全和城镇居民生活。随着我国“绿水青山就是金山银山”理念的普及,危岩体防护工程中的生态环境保护得到重视,柔性防护网系统应运而生。本文在重庆市交通行业科学技术项目“大规模桥隧集群高速公路高品质绿色建造与运维安全保障关键技术研究”支持下,依托城开高速蓼子特大桥处城口岸危岩体处治示范工程,通过理论分析与数值仿真,系统研究山区陡坡危岩体落石作用下柔性防护网系统综合防护机理与方法,完善山区陡坡危岩体被动防护理论与技术,对提升山区边坡危岩体灾害防护效能、降低落石灾害损失、规范化行业技术体系具有重要的工程实践意义。本文的主要研究内容与结论如下:(1)通过现场勘察、理论分析与数值模拟,揭示了山区陡坡危岩体落石运动特征与冲击作用,提出了城开高速蓼子特大桥城口岸危岩体空间分布特征、斜坡坡度角与瞬间摩擦系数等参数。采用二维模拟计算法、经验公式法分析了危岩体落石的运动轨迹与水平速度、角速度以及冲击动能之间的关系,在此基础上提出了山区陡坡危岩体设置柔性被动防护网的原则和方法。(2)根据山区陡坡危岩体落石运动特征,建立了柔性被动防护网三维多重非线性Abaqus有限元数值仿真模型,得到了柔性被动防护网系统在陡坡落石冲击下的渐次受力、变形规律与系统能量转换规律。结果表明:在陡坡落石冲击作用下,系统格栅主网、环形副网、钢柱、外侧上拉锚绳、侧向拉锚绳与内侧上拉锚绳依次进入变形与受力状态。系统各个构件变形曲线图均出现“单峰”特征,而应力曲线图只有内、外侧上拉锚绳出现“单峰”特征,其余构件均出现“双峰”特征。随着落石速度增大,被动防护网系统的动能吸收率降低,缓冲时间减少。(3)对比分析有限元数值仿真结果,揭示了陡坡落石冲击作用下柔性被动防护网系统防护机理。陡坡落石冲击作用下柔性被动防护网系统的防护过程主要划分为5个阶段:网绳结构受力变形、内侧上拉锚绳张紧、外侧上拉锚绳张紧、系统达到最大变形、系统动能逐渐平稳。通过上述5个阶段可有效减缓落石速度,达到对落石成功拦截的目的。(4)在柔性被动防护网系统防护机理基础上,开展了格栅主网密度、环形副网密度、钢柱间距与截面尺寸、钢柱约束方式等方面的参数敏感性分析,对被动防护网系统缓冲时间与效率进行优化。结果表明:采用格栅主网型号G/H/2.2/70/3×10、钢柱间距12m时防护网系统的防护效率最佳;通过合理调整钢柱间距和网绳结构规格参数,既能够提升系统的耐久性和稳定性,同时也考虑到经济性,在材料利用和总体成本上实现最佳平衡。(5)进一步针对山区陡坡危岩体落石灾害,在柔性被动防护网系统优化方案基础上,提出了多级柔性被动防护网系统布设方法,并研究了多级防护网系统的多层梯级防护能力。结果表明:与单级防护网相比,多级柔性被动防护网系统允许最大落石初速度提升了47.4%;在多级柔性被动防护网系统最大允许速度28m/s下,第四级系统所受冲击动能为单级系统的40.86%;在多级防护网系统拦截失败的情况下,第四级系统所受的冲击动能最小为原系统的43.48%。依托城开高速蓼子特大桥处城口岸危岩体处治示范工程,依据落石运动轨迹与最大动能提出了多级柔性被动防护网系统布设方法,能够显著降低山区陡坡危岩体落石的危害。

关键词：山区陡坡危岩体落石运动特征柔性被动防护网多级防护机理参数敏感性分析

不同形态氮素联合低分子有机碳对不结球白菜生长及品质的影响

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生态学杂志 2024年

作者：刘学燕高明夫杨伟超徐慧辽宁大学生命科学院中国科学院沈阳应用生态研究所新疆库车市现代农业科创中心

不同形态氮素联合低分子有机碳对植物生长和品质的影响鲜有报道。古龙酸母液（residue after evaporation， RAE）是工业维生素C（VC）生产过程中产生的一种以低分子量有机酸——2-酮基-L-古龙酸为主要成分的废弃液。本研究探索尿素（... 详细信息

不同形态氮素联合低分子有机碳对植物生长和品质的影响鲜有报道。古龙酸母液（residue after evaporation， RAE）是工业维生素C（VC）生产过程中产生的一种以低分子量有机酸——2-酮基-L-古龙酸为主要成分的废弃液。本研究探索尿素（酰胺态氮，Urea-N）、硝酸钾(硝态氮，NO3--N)及氯化铵(铵态氮，NH4+-N)联合RAE对不结球白菜（Brassica campestris ssp. chinensis）生长和品质的影响。结果表明，联合处理可明显提高氮素吸收效率与氮肥偏生产力，RAE促进其他形态氮素转化成植物易吸收的NO3--N，是提高作物氮素吸收效率的关键。RAE+NO3--N处理组的氮素吸收效率以及VC、可溶性蛋白、硝酸盐含量最高。RAE+NH4+-N处理组的氮肥偏生产力、生物量和可溶性糖积累水平最高，与该处理组光合色素组分的比例变化密切相关。此外，土壤有效磷和速效钾含量对RAE与不同氮肥组合的响应不同，是导致生物量和品质差异的潜在因素之一。RAE与Urea-N或NH4+-N联用均可大幅提高作物品质，但这两种组合之间无显著差异。综上，本研究评估了不结球白菜对不同形态氮素联合RAE的响应，结合氮素吸收效率、氮肥偏生产力、作物产量和品质的变化，RAE与NH4+-N组合是最佳选择。

关键词：氮素吸收效率氮肥偏生产力有机酸维生素C 硝酸盐

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牢记殷殷嘱托争做西部示范

人民教育 2024年第12期 43-44页

作者：王树声陕西省委教育工委陕西省教育厅

2023年5月,习近平总书记在陕西考察时强调,陕西要有勇立潮头、争当时代弄潮儿的志向和气魄,在西部地区发挥示范作用,努力打造国家重要科研和文教中心。陕西牢记习近平总书记的殷殷嘱托,锚定教育强国建设目标,全面贯彻党的教育方针,落实... 详细信息

2023年5月,习近平总书记在陕西考察时强调,陕西要有勇立潮头、争当时代弄潮儿的志向和气魄,在西部地区发挥示范作用,努力打造国家重要科研和文教中心。陕西牢记习近平总书记的殷殷嘱托,锚定教育强国建设目标,全面贯彻党的教育方针,落实立德树人根本任务,着力构建基本公共教育服务体系,不断增强人民群众对教育的获得感和幸福感。

关键词：全面贯彻立德树人党的教育方针教育强国示范作用勇立潮头幸福感牢记

膀胱癌磁共振影像报告结合VI-RADS系统双参数及多参数评分应用的研究

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四川大学学报(医学版) 2024年第5期 1071-1077页

作者：徐慧陈云天叶蕾郑涵瑜宋彬姚晋四川大学华西医院放射科四川大学华西三亚医院

目的通过回顾性研究验证双参数膀胱影像报告体系（Vesical Imaging-Reporting and Data System, VIRADS）评分系统[T2加权（T2 weighted image, T2WI）和扩散加权（diffusion weighted image, DWI）]与多参数VI-RADS评分系统[T2WI、DWI与动态增强（dynamic contrast enhance, DCE）]在膀胱癌患者磁共振诊断价值应用的研究。方法调取2020年1月–2021年12月于我院泌尿外科因膀胱癌就诊且行膀胱磁共振检查的患者影像及临床资料，最终纳入膀胱癌患者215例，其中男性183例，女性32例，平均年龄（67.60±11.42）岁。所有病例均经过病理组织切片确诊膀胱癌。两位医师双盲对多序列单独评分，对比双参数与多参数评价系统对膀胱癌的诊断效能。使用受试者工作特征（receiver operator characteristic, ROC）曲线诊断试验及Cohen's Kappa分析进行诊断效能评价及一致性分析。结果两位医师使用多参数VIRADS评分系统在总体中曲线下面积（area under the curve, AUC）及其95%置信区间为0.878(0.830～0.925)和0.856(0.805～0.907)；双参数为0.889(0.844～0.934)和0.856(0.805～0.907)，差异无统计学意义。在以TURBT亚组分析中差异也无统计学意义，两位医师的一致性评价Kappa值在多参数与双参数评价中分别为0.694与0.546（以VI-RADS≥3分为阳性）和0.693与0.712（以VI-RADS≥4分为阳性），且P均<0.001。结论 VI-RADS双参数评分系统的诊断效能不劣于多参数评分系统，为对比剂过敏等无法进行增强检查的患者提供了选择。

关键词： VI-RADS 磁共振膀胱癌