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生物炭或铁矿石添加对人工湿地脱氮效率的影响及微生物机制分析

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环境工程技术学报 2024年

作者：毕玉翠刘福兴付子轼乔红霞王俊力上海市农业科学院生态环境保护研究所上海低碳农业工程技术研究中心

农业径流普遍存在碳氮比（C/N）较低的问题，人工湿地对这类污水的脱氮效率不高。利用生物炭、三氯化铁(FeCl3)改性生物炭和铁矿石作为基质在提高人工湿地总氮（TN）去除效率方面具有巨大潜力。然而，其内在微生物学机制仍不清楚。构建... 详细信息

农业径流普遍存在碳氮比（C/N）较低的问题，人工湿地对这类污水的脱氮效率不高。利用生物炭、三氯化铁(FeCl3)改性生物炭和铁矿石作为基质在提高人工湿地总氮（TN）去除效率方面具有巨大潜力。然而，其内在微生物学机制仍不清楚。构建了5组不同基质人工湿地，包括石英砂人工湿地、生物炭人工湿地、FeCl3改性生物炭人工湿地、铁矿石人工湿地和生物炭+铁矿石人工湿地，研究其对农业径流的脱氮效率，并分析根系微生物群落结构，揭示其内在机制。结果表明：所有处理均能提高人工湿地的脱氮效率，但铁矿石组的脱氮效率最高，其中，生物炭具有丰富的孔隙结构和较大的比表面积，可通过吸附氨氮(NH4+-N)来提高人工湿地的脱氮效率。FeCl3改性生物炭组主要通过提高人工湿地中放线菌门、假单胞菌属和黄杆菌属等反硝化菌的相对丰度，提高人工湿地的TN去除效率；铁矿石组主要通过提升人工湿地中的地杆菌属（铁氨氧化细菌）和变形菌门、拟杆菌门、脱氯单胞菌属等硝酸盐依赖型铁氧化细菌的相对丰度，提高人工湿地的TN去除效率；生物炭+铁矿石组主要通过增加厚壁菌门和鞘氨醇菌属等反硝化菌的相对丰度，提高人工湿地的TN去除效率。铁氨氧化细菌和硝酸盐依赖型铁氧化细菌协同作用使铁矿石人工湿地对低C/N农业径流的TN去除效率最高。研究表明，铁矿石人工湿地在拦截净化低C/N农业径流方面具有推广应用的潜力。

关键词：人工湿地生物炭三氯化铁改性生物炭铁矿石总氮去除效率微生物群落

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产碱菌HBKS-C1的动物益生功能初探

产碱菌HBKS-C1的动物益生功能初探

作者：乔红娇河北科技师范学院

学位级别：硕士

益生菌是一类对宿主健康有益的活菌,可以起到防病治病的效果,被认为是目前畜禽养殖业中抗生素有效替代品。我国是畜牧业大国,对益生菌的需求量较大;但市场上商品化的益生菌较少。因此,开发新型益生菌并挖掘其益生潜能具有良好的研究前... 详细信息

益生菌是一类对宿主健康有益的活菌,可以起到防病治病的效果,被认为是目前畜禽养殖业中抗生素有效替代品。我国是畜牧业大国,对益生菌的需求量较大;但市场上商品化的益生菌较少。因此,开发新型益生菌并挖掘其益生潜能具有良好的研究前景和重要意义。研究发现产碱菌属一些菌株具有代谢功能多样性,包括一些可以抑制致病菌、产生可以增强鲤鱼免疫反应的次级代谢产物等,因此可能是潜在的新型益生菌。本研究在前期课题组从小麦植株中分离得到产碱菌HBKS-C1的基础上,对其益生功能进行了系统研究,并以DSS诱导小鼠溃疡性结肠炎模型来探索该菌对动物的体内治疗效果,以期为畜牧业养殖提供一个良好的防病治病的益生菌菌株。主要开展的研究内容和结果如下:1、体外益生功能研究:依次通过抑菌试验、耐胆盐试验、耐模拟胃肠液试验、粘附实验等来评价菌株HBKS-C1的体外益生特性。试验结果显示,菌株HBKS-C1对致病性的大肠杆菌、绿脓杆菌和沙门氏菌都有不同的抑制作用,能够耐受0.5%胆盐浓度、耐受模拟胃肠液,具有强粘附性;通过转座子诱变试验来研究该菌的抑菌机制,构建了301个突变株的转座子突变株文库,确定转座子诱变最佳时间为4 h,筛选得到了2个抑菌能力丧失的突变株,经分子克隆和序列分析,转座子插入的位置为ATP依赖性Clp蛋白酶复合物的Clp X亚基和非血红素双铁N-加氧酶的基因,说明这两个基因的功能可能与菌株抑制病原菌能力相关;这为今后提高菌株的抗病原菌的能力研究打下了坚实基础。2、体内安全性研究:将菌株HBKS-C1灌胃BALB/c小鼠10 d,评估其体内安全性。结果显示:小鼠未发生死亡情况,解剖小鼠器官均正常,没有发现肉眼可见病变;试验组小鼠血常规与血液生化指标与对照组无显著差异;各脏器指数均无显著差异,且未发生细菌易位现象。因此,产碱菌HBKS-C1是安全的。3、体内益生功能研究:使用葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导小鼠的结肠炎为动物模型,通过记录每天体重变化、DAI指数评分、测量小鼠结肠长度和对小鼠结肠进行病理结构分析,研究菌株HBKS-C1干预DSS小鼠生理生化的影响。结果显示:经菌株HBKS-C1干预后,明显改善DSS引起的小鼠体重减轻、DAI指数升高、结肠缩短、炎性细胞浸润、杯状细胞丢失与隐窝结构被破坏等问题。4、菌株对宿主结肠微生物多样性影响研究:肠道微生物对宿主健康有重要影响,因此通过高通量测序技术分析菌株HBKS-C1对小鼠肠道菌群的影响。结果表明:饲喂菌株HBKS-C1后门分类水平上显著降低变形菌门的相对丰度,LDA显示增加了科水平Lactobacillaceae、属水平Alistipes的丰度。综上,本论文通过体外体内综合研究了产碱菌HBKS-C1的益生功能,结果显示其可以耐受胆盐、模拟胃肠液,粘附性强等特点,对小鼠是安全的,同时它还可以抑制多种病原菌,有效缓解小鼠结肠炎症状;因此产碱菌HBKS-C1是一个具有一定的防病治病能力的、安全的益生菌,预计在畜牧业绿色养殖中有较好的应用前景。

关键词：产碱菌益生菌安全性 DSS 结肠炎

大型环状钛合金铸件立式离心铸造螺旋形横浇道设计

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稀有金属材料与工程 2024年第7期53卷 2049-2058页

作者：冉兴中航重机股份有限公司贵州贵阳550005

为提升立式离心铸造大型钛合金铸件冶金质量,采用模流分析方法探讨了直线形和螺旋形横浇道浇注系统对熔体充型流态的影响。结果表明,传统直线形横浇道中存在熔体贴壁分布的现象,且缩小浇道截面尺寸无法避免横浇道空腔吸气区的形成,此外... 详细信息

为提升立式离心铸造大型钛合金铸件冶金质量,采用模流分析方法探讨了直线形和螺旋形横浇道浇注系统对熔体充型流态的影响。结果表明,传统直线形横浇道中存在熔体贴壁分布的现象,且缩小浇道截面尺寸无法避免横浇道空腔吸气区的形成,此外横浇道内出现熔体堆积和反流,充型铸件型腔的熔体呈射流态。基于达朗贝尔原理分析了熔体质点在横浇道二维平面内的运动行为,揭示了质点运动轨迹与直线形横浇道结构不匹配是上述问题的主要原因。进一步探讨了离心转速和质点初速度对轨迹线形状特征的影响,提出了适用于大型环状钛合金铸件的螺旋形横浇道浇注系统设计方法,模流分析结果验证了螺旋形横浇道可有效地减少吸气和湍流倾向,平衡铸件充型流场并形成自下而上的充型次序。

关键词：离心铸造浇注系统达朗贝尔原理数值模拟模流分析

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农田环境下无人机图像并行拼接识别算法

农业工程学报 2024年第9期40卷 154-163页

作者：许鑫张力岳继博钟鹤鸣王颖刘杰乔红波河南农业大学信息与管理科学学院郑州450002 全国农业推广技术服务中心北京100125

为改善在农田环境下无人机图像计算速度和效率,该研究提出了一种农田环境下无人机图像并行拼接识别算法。利用倒二叉树并行拼接识别算法,通过提取图像拼接中的变换矩阵,实现拼接识别同时进行。根据边缘设备的CPU核心数和图像数量自动将... 详细信息

为改善在农田环境下无人机图像计算速度和效率,该研究提出了一种农田环境下无人机图像并行拼接识别算法。利用倒二叉树并行拼接识别算法,通过提取图像拼接中的变换矩阵,实现拼接识别同时进行。根据边缘设备的CPU核心数和图像数量自动将图像拼接识别任务划分为多个子进程,并分配到不同核心上执行,以提高在农田环境下的计算效率。试验结果表明:相同试验环境和数据集条件下,倒二叉树并行拼接算法的拼接耗时相较于其他算法平均减少了60%~90%左右;在农田环境下,倒二叉树并行拼接识别相较于串行拼接识别的耗时减少了70%,图像识别的平均像素交并比提升了10.17个百分点,说明在农田环境下采用多线程倒二叉树并行算法可以更好地利用农田环境下边缘设备的计算资源,大幅提升无人机图像的拼接和识别的速度,为无人机的快速实时监测提供技术支撑。

关键词：无人机遥感图像处理全景拼接多核CPU 多进程

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谭平山的政党思想研究

湖北省社会主义学院学报 2024年第3期 82-88页

作者：乔红玉武汉大学湖北武汉430072

谭平山是中国共产党早期党员,也是中共广东党组织的主要创建者,从青年时期便开始关注政党问题,并在深刻的思想转变和具体的革命斗争中不断完善其关于政党问题的思考。谭平山在中共早期组织中率先提出政党问题,探寻新政党的标准和模式,... 详细信息

谭平山是中国共产党早期党员,也是中共广东党组织的主要创建者,从青年时期便开始关注政党问题,并在深刻的思想转变和具体的革命斗争中不断完善其关于政党问题的思考。谭平山在中共早期组织中率先提出政党问题,探寻新政党的标准和模式,剖析中国旧政党失败的原因和世界各国政党的最新潮流,认为政党问题是根本革新政治的第一步,形成了具有创见性、革新性、前瞻性的政党观念和有关政党建设、政党政治的思想,并将其政党思想运用于创党建党的伟大实践中。

关键词：谭平山政党思想组织创建

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浅谈隔爆型电气设备的过压试验方法

电气防爆 2024年第4期 29-30+33页

作者：乔红上海仪器仪表自控系统检验测试所有限公司

介绍了隔爆型电气设备的机械强度,以及隔爆外壳过压试验的测试方法。

关键词：隔爆型电气设备隔爆外壳机械强度过压试验例行试验

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促进人形机器人产业快速健康发展

企业家 2024年第6期 35-37页

作者：乔红世界机器人合作组织中国科学院中国科学院自动化研究所

2023年,工业和信息化部印发《人形机器人创新发展指导意见》(以下简称《指导意见》),世界机器人合作组织理事长、中国科学院院士乔红就《指导意见》有关内容进行了解读。发展人形机器人产业是推动信息技术和社会经济融合发展的迫切需求... 详细信息

2023年,工业和信息化部印发《人形机器人创新发展指导意见》(以下简称《指导意见》),世界机器人合作组织理事长、中国科学院院士乔红就《指导意见》有关内容进行了解读。发展人形机器人产业是推动信息技术和社会经济融合发展的迫切需求,人形机器人是新一代颠覆性平台型产品,是未来经济发展重要的新动能。人形机器人集成高端制造、新材料等先进技术,进一步融入人工智能学习算法后,有望全面再现人的肢体行为能力,并通过持续演化无缝利用人类当前全部基础设施,大面积替代各类高风险和重复性工作,因此成为国际科技竞争的新高地、未来产业的新赛道、经济发展的新引擎。

关键词：人形机器人中国科学院院士信息技术高端制造工业和信息化部未来产业基础设施重复性工作

复合材料连续纤维方向及路径优化设计方法研究进展

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复合材料学报 2024年第9期41卷 4535-4562页

作者：李贵兴陈园叶林深圳市连续碳纤维复合材料智能制造重点实验室(南方科技大学) 南方科技大学系统设计与智能制造学院

连续纤维增强复合材料因其优异的比刚度、比强度等特性，在航空航天、国防军工、医疗器件等高端装备领域得到了广泛的关注和应用。其中，纤维方向对连续纤维增强复合材料的力学性能有着重要影响，但是由于常规制造工艺的局限，纤维路径... 详细信息

连续纤维增强复合材料因其优异的比刚度、比强度等特性，在航空航天、国防军工、医疗器件等高端装备领域得到了广泛的关注和应用。其中，纤维方向对连续纤维增强复合材料的力学性能有着重要影响，但是由于常规制造工艺的局限，纤维路径通常沿0°、45°、90°等规律一致的方向来设定，连续纤维增强复合材料的优势无法被充分利用。如今，3D打印技术促进了制造具有复杂曲线纤维路径复合材料的发展，其对应的纤维方向及路径优化设计方法正逐步引起国内外专家学者的重点关注。本文围绕纤维增强复合材料的纤维方向及路径优化设计方法，介绍了正交各向异性材料方向优化理论，回顾了纤维角度优化方法，总结了现有纤维路径规划算法，探讨了相关前沿问题并做出了未来展望。本文为高性能连续纤维增强复合材料的优化设计和制造提供了重要信息，有助于推动高性能连续纤维增强复合材料的快速发展和广泛应用。

关键词：复合材料 3D打印纤维方向纤维路径优化设计

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新媒体时代文艺类图书的营销策略

融媒 2024年第6期 43-46页

作者：乔红开明出版社

文艺类图书因其丰富的文学文化价值受到读者的广泛欢迎,在图书市场占有大量份额。在当下新媒体图书营销的浪潮中,文艺类图书凭借其内容上与人类思想感情、社会生活的联系,为新媒体宣传活动提供了广阔的发挥空间。文艺类图书的营销应当... 详细信息

文艺类图书因其丰富的文学文化价值受到读者的广泛欢迎,在图书市场占有大量份额。在当下新媒体图书营销的浪潮中,文艺类图书凭借其内容上与人类思想感情、社会生活的联系,为新媒体宣传活动提供了广阔的发挥空间。文艺类图书的营销应当抓住新媒体平台提供的与读者建立广泛联系的机会,结合不同平台的特点定制营销策略,以读者为中心,把握好营销节奏,在内容和形式上做好跨界整合,扩大营销辐射范围,与读者建立更为深厚的联系。

关键词：新媒体平台文艺类图书图书营销策略