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Cr(Ⅵ)污染地下水电动修复过程中的关键指标监测和分析

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环境工程技术学报 2022年第3期12卷 816-823页

作者：程政乔姜杰杨浈北京林业大学环境科学与工程学院北京大学城市与环境学院

电动修复是去除地下水中重金属污染物的有效方法。采用电动修复方法对Cr(Ⅵ)初始浓度为1000 mg/kg的污染浅层地下水进行为期4 d的处理,研究不同电压梯度(1、2、3 V/cm)对饱和带地下水中Cr(Ⅵ)去除率的影响。此外,对修复过程中的相关指... 详细信息

电动修复是去除地下水中重金属污染物的有效方法。采用电动修复方法对Cr(Ⅵ)初始浓度为1000 mg/kg的污染浅层地下水进行为期4 d的处理,研究不同电压梯度(1、2、3 V/cm)对饱和带地下水中Cr(Ⅵ)去除率的影响。此外,对修复过程中的相关指标包括电流、阴阳极电解液pH、氧化还原电位(E_(h))和不同位置地下水Cr(Ⅵ)浓度进行监测,并且对电动修复前后饱和带介质的pH、E_(h)和Cr(Ⅵ)去除率进行分析。结果表明:Cr(Ⅵ)的平均去除率随电压梯度升高而升高,当电压梯度为2 V/cm时去除效率和经济性较好,去除率提升与能耗提升比值为0.52,最高去除率91.41%出现在电压梯度为3 V/cm时,但此时相应能耗较高。修复过程中Cr(Ⅵ)会在阳极附近富集,特别是当电压梯度较低(1 V/cm)时,反应结束后近阳极地下水Cr(Ⅵ)富集浓度高达2170.95 mg/L,介质中Cr(Ⅵ)浓度为1497.45 mg/kg,此时去除率为负值;阳极电解液Cr(Ⅵ)浓度呈先增长后稳定的趋势,当Cr(Ⅵ)浓度接近4000 mg/L时,已接近装置的最大迁移值,增加反应时间对Cr(Ⅵ)的回收率提升不大。修复过程中介质E_(h)降低、pH升高会促进Cr(Ⅵ)的还原和解吸,对Cr(Ⅵ)的去除具有促进作用。

关键词：电动修复六价铬地下水污染重金属

基于多峰协同和纯元素特征峰面积归一化的重叠峰快速解析算法

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光谱学与光谱分析 2023年第1期43卷 151-155页

作者：陈吉文杨浈张帅崔恩迪李明北方工业大学电气与控制工程学院北京100144

由于元素间特征峰的相互干扰,受实验仪器能量分辨率的影响,当多个元素的特征峰峰位相近且展宽较宽时就会形成重叠峰。以分离度低且分解需求精度高的重叠峰为研究对象,提出一种基于多峰协同和纯元素特征峰面积归一化的重叠峰快速解析算法... 详细信息

由于元素间特征峰的相互干扰,受实验仪器能量分辨率的影响,当多个元素的特征峰峰位相近且展宽较宽时就会形成重叠峰。以分离度低且分解需求精度高的重叠峰为研究对象,提出一种基于多峰协同和纯元素特征峰面积归一化的重叠峰快速解析算法,并结合实际的X射线荧光光谱进行了新方法的验证。选取镝铁合金的X射线荧光光谱图作为实例,在该实验条件下镝Lα特征峰和铁Kα特征峰形成的重叠峰分离度约为0.2735,同时还存在分离度较大但荧光产额较低的镝Lβ特征峰和铁Kβ特征峰。首先,配置浓度范围(7.8~8.2 mg·mL^(-1))的镝标液和浓度范围(1.8~2.2 mg·mL^(-1))的铁标液进行测量获取到纯元素谱图,分别进行面积归一化处理并取平均得到镝Lα峰和铁Kα峰的归一化特征峰。然后,使用镝、铁标液混兑出铁元素质量百分比范围在19.1%~21%,梯度为0.1%的20组样品液进行测量。由于重叠峰部分仅由镝Lα峰和铁Kα峰组成,因此设定重叠峰中镝Lα峰权重加上铁Kα峰权重等于1,使用镝Lα峰和铁Kα峰的归一化特征峰进行重叠峰的拟合。通过镝Lβ特征峰和铁Kβ特征峰确定铁元素大概权重区间,结合粒子群寻优算法进行权重值寻优完成重叠峰的分解。通过寻优解出的铁元素权重与实际样品液的铁元素质量百分比进行拟合,得到一条镝铁样品液中铁元素权重到实际铁元素质量百分比的回归线。最后进行实际样品实验,对比该方法检测的铁元素含量值与国标重铬酸钾容量法测定的铁元素含量参考值,得出两方法测定结果偏差绝对值小于0.2%,低于国标允许差。结果证明:基于多峰协同和纯元素特征峰面积归一化的重叠峰快速解析算法能够解析分离度低且分解需求精度高的重叠峰。

关键词： X射线荧光光谱重叠峰分解多峰协同

基于肺癌相关肿瘤标志物的肺癌列线图诊断模型的构建

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郑州大学学报(医学版) 2024年 513-518页

作者：王永峰曾浈浈娄若林姚明解吕全军郑州大学第一附属医院检验科河南省检验医学重点实验室郑州大学第一附属医院核医学科驻马店市中心医院检验科北京大学基础医学院人体解剖学与组织胚胎学系郑州大学第一附属医院营养科

目的:基于肺癌相关肿瘤标志物构建肺癌诊断模型。方法:选取2020年1月至2022年9月郑州大学第一附属医院就诊的258例原发性肺癌患者、109例肺部良性疾病患者及321名健康体检者。随机抽取70%(n=483)作为训练集,纳入性别、年龄和肺癌相关肿... 详细信息

目的:基于肺癌相关肿瘤标志物构建肺癌诊断模型。方法:选取2020年1月至2022年9月郑州大学第一附属医院就诊的258例原发性肺癌患者、109例肺部良性疾病患者及321名健康体检者。随机抽取70%(n=483)作为训练集,纳入性别、年龄和肺癌相关肿瘤标志物[癌胚抗原(CEA)、细胞角蛋白19片段抗原21-1(Cyfra21-1)、神经元特异性烯醇化酶(NSE)、糖类抗原125(CA125)、甲胎蛋白(AFP)、肿瘤异常糖链糖蛋白(TAP)]进行Logistic回归分析后构建诊断肺癌的列线图模型,剩余30%(n=205)作为验证集,采用ROC曲线评估列线图模型对肺癌的诊断价值。结果:列线图模型最终纳入了年龄、性别、CEA、Cyfra21-1、NSE和TAP共6个因素。训练集中,以非肺癌组(包括肺部良性疾病患者和健康体检者)为对照时,该模型诊断肺癌的AUC(95%CI)为0.915(0.886～0.938),灵敏度为0.801,特异度为0.894;验证集中,以非肺癌组为对照时,模型诊断肺癌的AUC(95%CI)为0.924(0.879～0.957),灵敏度为0.909,特异度为0.828。结论:基于肺癌相关肿瘤标志物构建的列线图模型对肺癌有较高的诊断价值,可用于肺癌的辅助诊断。

关键词：肺癌肿瘤标志物诊断列线图

水稻秸秆生物质炭对Shewanella oneidensis MR-1异化铁还原过程的抑制作用及其潜在机制分析

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农业环境科学学报 2022年第4期41卷 841-848页

作者：钱永明任东唐凤琳杨浈吴云当路璐彭超西华师范大学生命科学学院四川南充637009 西华师范大学环境科学与工程学院四川南充637009 西华师范大学化学合成与污染控制四川省重点实验室四川南充637009 北京大学城市与环境学院北京100871 广东省科学院生态环境与土壤研究所/广东省农业环境综合治理重点实验室广州510650

为进一步明晰生物质炭影响微生物异化铁还原过程的机制,本研究综合采用微生物细胞悬浮液培养、激光扫描共聚焦显微镜成像、介导电化学分析等技术手段,探究了铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1在不同生物质炭和水铁矿浓度下的铁还原动... 详细信息

为进一步明晰生物质炭影响微生物异化铁还原过程的机制,本研究综合采用微生物细胞悬浮液培养、激光扫描共聚焦显微镜成像、介导电化学分析等技术手段,探究了铁还原菌Shewanella oneidensis MR-1在不同生物质炭和水铁矿浓度下的铁还原动力学规律及其潜在反应机制。结果表明:水稻秸秆生物质炭能够强烈抑制微生物的铁还原速率,且其抑制效应极大地受Fe(Ⅲ)浓度的影响,而具有较强给电子能力的生物质炭能化学还原水铁矿,降低微生物铁还原过程中的初始Fe(Ⅲ)浓度。同时,显微成像发现生物质炭表面附着有微生物细胞并形成聚合体,但在聚合体中未观察到水铁矿。研究表明,水稻秸秆生物质炭能够抑制微生物铁还原过程,其抑制作用可能与生物质炭对水铁矿的化学还原降低初始Fe(Ⅲ)浓度以及对细胞进行吸附有关。

关键词：微生物铁还原生物质炭水铁矿 Shewanella oneidensis MR-1

基于颜色二阶矩和直方图联合判定的镝铁中铁含量自动分析仪研制

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中国无机分析化学 2023年第2期13卷 198-204页

作者：陈吉文崔恩迪杨浈左岐李明北方工业大学电气与控制工程学院北京100144

镝铁合金中铁含量的检测方法通常以人工滴定为主,但这种方法存在耗时长、操作繁琐、人眼判断滴定终点差异性等问题。研制了一种以图像处理为基础的镝铁中铁含量自动分析仪,实现了样品前处理、滴定、终点判定等过程一体化与自动化,减少... 详细信息

镝铁合金中铁含量的检测方法通常以人工滴定为主,但这种方法存在耗时长、操作繁琐、人眼判断滴定终点差异性等问题。研制了一种以图像处理为基础的镝铁中铁含量自动分析仪,实现了样品前处理、滴定、终点判定等过程一体化与自动化,减少了人工操作。可同时进行五个样品实验,提高了滴定效率。采用CCD工业相机摄取溶液图像,实现化学反应过程中溶液颜色的自动化识别,运用颜色分量二阶矩阈值和像素点数量排除溶液颜色交替变化的干扰,并基于直方图对比得到相似度进行滴定终点的判定,能够有效、准确地实现化学反应过程中溶液颜色的自动化识别。使用参考值为19.47%~20.25%的镝铁合金样品进行测定,与手工滴定结果比对验证,精密度测量结果相对标准差在0.21%以内,准确度测量结果误差在0.15%以内,满足国家标准《镝铁合金化学分析方法第4部分:铁量的测定重铬酸钾容量法》(GB/T 26416.4-2010)的精度要求。

关键词：自动滴定颜色判定镝铁合金二阶矩颜色直方图

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微课在小学数学教学中的应用分析

读写算 2024年第7期 65-67页

作者：周浈楠江苏省南京市外国语学校仙林分校燕子矶校区

微课是最近这些年来经过博客、微博、微信等包含社会性质的软件之后突然在教育领域火爆起来的新兴产物，现已经渐渐地在国内基础教育信息化资源改造中占有了重要地位和在教育教学改革的研究中成为热点，在高校老师和学生中引起了广泛的... 详细信息

微课是最近这些年来经过博客、微博、微信等包含社会性质的软件之后突然在教育领域火爆起来的新兴产物，现已经渐渐地在国内基础教育信息化资源改造中占有了重要地位和在教育教学改革的研究中成为热点，在高校老师和学生中引起了广泛的热爱。文章开始给大家讲解了“微课”里面的资源在小学数学教学中起到的作用的优势和误区，并且指出了“微课”资源在小学数学教育中应该怎样去应用，只为在小学数学教学中的“微课”教育给予一些借鉴作用。

关键词：微课小学数学信息化

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合成腐殖酸氧化还原能力与光学性质探究

环境化学 2015年第6期34卷 1134-1141页

作者：杨浈姜杰北京林业大学环境科学与工程学院北京100083

本文以合成商业腐殖酸Aldrich humic acids(AHA)与国药化学试剂腐殖酸(TJHA)为研究对象,与铁氰化钾反应测定不同浓度AHA与TJHA还原前后氧化还原能力.研究发现,原态和还原态的HA均能向铁氰化钾传递电子,还原后两种HA的氧化还原能力均大... 详细信息

本文以合成商业腐殖酸Aldrich humic acids(AHA)与国药化学试剂腐殖酸(TJHA)为研究对象,与铁氰化钾反应测定不同浓度AHA与TJHA还原前后氧化还原能力.研究发现,原态和还原态的HA均能向铁氰化钾传递电子,还原后两种HA的氧化还原能力均大于其原态的氧化还原能力.原态和还原态TJHA的单位碳电子转移数(原态1.49 meq·g C-1;还原态20.95 meq·g C-1)均大于AHA(原态0.52 meq·g C-1;还原态1.75 meq·g C-1).同时随着HA浓度的增加,两种HA的原态与还原态单位碳电子转移数均逐渐降低(AHA:0.91—0.52 meq·g C-1;TJHA:13.57—1.49 meq·g C-1),而AHA单位体积电子转移数目逐渐增大(0.002—0.072 meq·L-1),TJHA单位体积电子转移能力无明显变化.这是由于在HA与铁氰化钾电子转移体系中,氧化还原能力的高低与腐殖酸中氧化还原官能团数量和分布有关,与HA粒径大小,分子质量也有关系.进一步通过E465,E4/E6值表明两种HA E465值与浓度呈明显正线性关系,E4/E6值与浓度呈对数增加趋势.三维荧光分析发现,HA还原后,激发/发射(Ex/Em)峰出现蓝移,相对荧光强度降低,说明HA还原的过程中有π—π*的断裂.进一步对HA荧光测定发现TJHA中具有更多数量的氧化还原官能团而AHA中氧化还原官能团种类相对丰富.

关键词：合成腐殖酸氧化还原能力光学性质三维荧光.

腐殖酸大小分子氧化还原能力及其氧化还原官能团的分布研究

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腐殖酸大小分子氧化还原能力及其氧化还原官能团的分布研究

作者：杨浈北京林业大学

学位级别：硕士

腐殖质是具有氧化还原活性的有机化合物广泛存在于土壤,水体等自然环境中在生物地球化学循环中扮演重要的角色。腐殖质能够被化学(H2)或微生物还原,还原过程中腐殖酸氧化还原官能团氧化电位的改变使得还原态腐殖酸具有更强的氧化还原能... 详细信息

腐殖质是具有氧化还原活性的有机化合物广泛存在于土壤,水体等自然环境中在生物地球化学循环中扮演重要的角色。腐殖质能够被化学(H2)或微生物还原,还原过程中腐殖酸氧化还原官能团氧化电位的改变使得还原态腐殖酸具有更强的氧化还原能力。腐殖质的氧化还原能力取决于氧化还原电位分布范围和氧化还原官能团。全面了解腐殖质分子结构与氧化还原活性及其氧化还原官能团,加深对腐殖质氧化还原能力的研究有助于启动和预测污染物在土壤环境及污水处理系统中的电子转移机制,以此为污染物在环境中的低毒性转化或去除提供理论基础和实践指导。考虑环境条件(土壤孔隙、Eh、pH值),选取标准腐殖酸(humic acids, HA),土壤腐殖酸,合成腐殖酸及活性污泥提纯腐殖酸为研究对象,采用透析方法对腐殖酸进行分子量分级,结合浓度分级。进一步量化腐殖质不同分子量及浓度氧化还原能力及对不同铁矿物及铁溶液的迁移转化的影响,再结合光谱法检测腐殖酸氧化官能团特性及腐殖酸分子结构变化。建立腐殖酸分子结构与氧化还原能力及电子载体能力之间的关系。主要研究结果如下：小分子量腐殖酸具有高的氧化还原能力,三维荧光光谱分析发现小分子量腐殖酸中主要的氧化还原荧光团为醌类荧光团,还原过程主要发生醌π-π*到苯π-π*的跃迁。HA低浓度范围内随浓度增加,HA芳香族化合物含量逐渐增加,粒径逐渐减小不同土壤腐殖酸氧化还原官能团原态和还原态时的氧化还原电位值分布在245--620 mV之间。标准腐殖酸PPHA的氧化还原电位原态下分布比较均匀,还原态PPHA易于被还原的官能团分布在其氧化还原电位大于0范围。国内合成腐殖酸(TJHA)相较于国际合成腐殖酸Aldrich humic acid, AHA具有更高氧化还原能力。E465与HA浓度增长呈明显正线性关系,E465/E665与HA浓度增长,E465/E665值与浓度呈对数增加趋势。TJHA在特征荧光峰位处的荧光强度均高于AHA,表明TJHA中含有更多的氧化还原官能团。污泥HA还原后氧化还原电位升高。氧化还原官能团电位分布并不均匀,在-314mV-0 mV范围内,污泥HA存在电子流动方向上得/失电子转折点。污泥HA还原过程中有半醌自由基的生成。

关键词：腐殖酸氧化还原能力氧化还原官能团氧化还原电位光谱学方法

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中国农田土壤重金属污染分析与评价

环境科学 2024年第5期45卷 2913-2925页

作者：杨雳白宗旭薄文浩林静杨俱佳陈涛西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 农业农村部西北植物营养与农业环境重点实验室杨凌712100

为掌握中国农田土壤八大重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)的污染现状,探究其时空变化和在不同耕地类型之间的差异,通过中国知网和Web of Science收集并整理了2005~2021年449篇相关文献数据,采用基于“样点数”、“研究区面... 详细信息

为掌握中国农田土壤八大重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)的污染现状,探究其时空变化和在不同耕地类型之间的差异,通过中国知网和Web of Science收集并整理了2005~2021年449篇相关文献数据,采用基于“样点数”、“研究区面积”和“标准差”的加权方式进行Meta分析.结果显示,中国农田土壤八大重金属的含量平均值为:ω(As)11.00 mg·kg^(−1)、ω(Cd)0.3502 mg·kg^(−1)、ω(Cr)62.91 mg·kg^(−1)、ω(Cu)28.87 mg·kg^(−1)、ω(Hg)0.1351 mg·kg^(−1)、ω(Ni)28.91 mg·kg^(−1)、ω(Pb)34.67 mg·kg^(−1)和ω(Zn)90.24 mg·kg^(−1).与土壤背景值相比,中国农田土壤中各重金属元素(除As外)均存在一定累积,其中Cd和Hg的累积量最大,分别超过对应土壤背景值177.9%和340.3%.污染评价结果表明,我国农田土壤重金属污染以Cd和Hg为主,人类活动是造成其在土壤中累积的主要影响因子;从时空变化上看,云贵高原和东部沿海是污染案例最集中的区域,污染重心随时间变化由长江中游向西南地区偏移;不同耕地类型之间土壤重金属含量存在差异,蔬菜地和水田中重金属的累积量明显大于其他耕地类型.

关键词：中国农田土壤重金属空间分布污染评价 Meta分析