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水沙调控对黄河中下游底栖动物和微生物群落结构的影响

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水沙调控对黄河中下游底栖动物和微生物群落结构的影响

作者：洪铨烟台大学

学位级别：硕士

黄河高悬沙特性,是影响河流安全和生态健康的关键因素。为解决黄河含沙量大和淤泥多的问题,小浪底水库自2002年起开展了水沙调控工作。水库人工调节水沙在改善泥沙淤积问题的同时,对下游环境因子和生态系统产生了干扰。底栖动物和微生... 详细信息

黄河高悬沙特性,是影响河流安全和生态健康的关键因素。为解决黄河含沙量大和淤泥多的问题,小浪底水库自2002年起开展了水沙调控工作。水库人工调节水沙在改善泥沙淤积问题的同时,对下游环境因子和生态系统产生了干扰。底栖动物和微生物作为河流生态系统中重要表征因子,在水沙调控不同阶段体现出显著差异。因此本研究希望阐明调水调沙引起的水沙变化,以及后续水沙调控下黄河中下游底栖动物和微生物群落结构特征及生境恢复过程的研究。通过现场勘察调研,本研究分析了生境恢复期(2022年调水调沙后-2023年调水调沙前)和调水调沙期(2023年调水调沙前-2023年调水调沙后)黄河中下游底栖动物和微生物群落结构组成与水环境因子的影响。(1)根据实地调研结果以及现场勘察,发现黄河中下游研究流域内的氮磷含量严重超标,整体处于V类水,在小浪底坝下流域,受城市化和工业化影响大,该段流域污染水平较高。根据单因素污染指数法评价结果显示,2023年调水调沙前,研究区域内的总氮(5.88 mg/L)、总磷(2.96 mg/L)存在严重污染;在调水调沙期,总磷(0.23 mg/L)污染水平下降,但仍为中度污染水平。水体氨氮含量无污染影响,酸碱度和溶解氧在不同阶段均处于轻度污染,2023年调水调沙前在干流流域高锰酸盐指数(7.00 mg/L)存在中度污染,其余阶段均属于轻度污染。(2)本研究对研究区域内设置的8个底栖动物采样点进行采样,共采集到1240个大型底栖无脊椎动物样本,共包含4门5纲13目38科73属96种,其中节肢动物门种类占比最高,底栖动物平均栖息密度在生境恢复期大幅增高,而在调水调沙期,大幅降低。水质生物学评价表现为在生境恢复期的多样性指数、丰富度指数、均匀度指数表现较高水平,而在调水调沙期大幅下降,分别下降了63.47%、50.05%、46.85%。生境恢复期多样性指数、丰富度指数、均匀度指数下降幅度远低于调水调沙期,分别下降了31.90%、44.35%、13.34%。(3)对研究区域内进行微生物群落组成分析,水体微生物分类操作单元(OTU)范围为640.67～1843.33,沉积物微生物OTU范围为355.26～2139.49。从门水平上分析,平均相对丰度超过4%的优势物种主要为变形菌门(55.45%)、放线菌门(14.88%)、拟杆菌门(8.35%)为主;从属水平上分析,平均相对丰度超过4%的优势物种主要为假单胞菌属(18.88%)、hgc I clade(5.94%)、黄杆菌属(4.02%)、Limnohabitans(4.00%)。水体微生物丰富度指数在调水调沙期显著下降了69.51%,在生境恢复期显著提高了141.56%;沉积物微生物显著提高了135.74%,在生境恢复期显著降低了82.51%。水体微生物生物多样性指数在调水调沙期下降了16.52%,在生境恢复期提高了6.98%;沉积物微生生物多样性指数在调水调沙期提高了35.53%,在生境恢复期降低了85.02%。综上所述,调水调沙对研究流域内的污染物浓度发生了显著的影响,对周围的原生生境产生了颠覆的干扰破坏,显著削弱了底栖动物的物种丰度和生物多样性。本研究完善了水沙调控下黄河中下游底栖动物和微生物群落结构特征及生境恢复现状以及发展趋势的研究,为改进黄河中下游流域生态修复策略提供重要依据。

关键词：黄河中下游水沙调控水环境因子底栖动物微生物

L波段微波辐射计低噪声射频通道及定标源研制

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L波段微波辐射计低噪声射频通道及定标源研制

作者：刘丁铨电子科技大学

学位级别：硕士

可见光催化氮杂环丙烷、氮杂环丁烷与非活化醛的Barbier型反应

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可见光催化氮杂环丙烷、氮杂环丁烷与非活化醛的Barbier型反应

作者：屈铨四川师范大学

学位级别：硕士

世界紫金龙属（罂粟科）的分子系统学与生物地理学研究

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世界紫金龙属（罂粟科）的分子系统学与生物地理学研究

作者：杨舜铨云南师范大学

学位级别：硕士

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气象用太阳模拟器光学系统设计

气象用太阳模拟器光学系统设计

作者：刘力铨长春理工大学

学位级别：硕士

生物质衍生产物用于废旧锂离子电池回收的初步研究

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生物质衍生产物用于废旧锂离子电池回收的初步研究

作者：陈铨中国环境科学研究院

学位级别：硕士

在全球推动“碳中和”的背景下,对可再生能源储存材料的需求不断增长。其中,锂离子电池由于其能量密度高、循环寿命长和快速充放电能力,在可再生电网能源储存系统、电动车辆和便携式电子设备中得到广泛应用。随之而来的是大量的废弃锂... 详细信息

在全球推动“碳中和”的背景下,对可再生能源储存材料的需求不断增长。其中,锂离子电池由于其能量密度高、循环寿命长和快速充放电能力,在可再生电网能源储存系统、电动车辆和便携式电子设备中得到广泛应用。随之而来的是大量的废弃锂离子电池,如果处理不当将导致严重的环境污染和资源浪费问题。本文以典型的三元锂离子电池为例,研究利用绿色可再生的生物质为原料,选择性回收废弃三元锂离子电池黑粉中的锂和其他过渡金属元素,开展了相关基础研究。分别开展利用生物质热解或水解产物用于促进选择性提锂。（1）在热解体系中,首次研究竹木屑原位催化热解生成的产物来对LiNixCoyMnzO2正极材料的物相和尺寸进行精准调控。研究发现正极材料对竹木屑起到催化作用,促进了H2的释放。正极材料被竹木屑热解产生的还原性气体（H2、CO和CH4）还原为Ni-Co、MnO和Li2CO3。焙烧后的材料尺寸从4.1μm减小到129.2 nm,减小了约31.7倍,这归因于竹木屑热解产生的芳香化合物在还原产物表面进一步催化热解,生成沉积碳,形成（Ni-Co/MnO/Li2CO3）/C纳米复合材料,解决焙烧产物团聚的问题。实现了焙烧还原产物物相和尺寸同时调控,这显著提高了后续水浸提锂和酸浸的浸出率。（2）进一步,研究不同焙烧温度和焙烧方式对浸出效率的影响。发现随着焙烧温度的增加,选择性提锂效率逐渐升高,而酸浸出Ni和Co的效率先增加后降低。同时,生物质的添加显著促进了后续金属的浸出率。当焙烧温度为600℃,竹木屑与黑粉原位焙烧的情况下,浸出效率最高。二氧化碳-水选择性浸出锂离子工艺中,固液比为10 g/L,反应时间为2h时,锂的浸出率为99.27%;酸浸实验中,固液比为50 g/L,反应时间为2h,硫酸浓度为2M时,Ni、Co和Mn的浸出率分别为99.15%、93.87%和99.46%。（3）在水解体系中,首次研究利用生物质水热水解产物在亚临界态下对黑粉中正极材料选择性提锂和还原。结果表明,随着温度从80℃到280℃,锂的浸出效率逐渐增加,在240℃时浸出率达到95.32%。进一步研究表明该方法可以用于不同类型正极材料的回收,包括NCM、LCO和LMO。其中对于LMO正极材料的回收效果最为明显,添加生物质后,锂的浸出率从10.5%提升到99.9%。同时该方法可以使用多种不同的生物质作为原料,包括玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、花生壳、稻壳、竹木屑和松木屑。（4）进一步验证了酚、酸、醛、酮、醛、醚等生物质水解产物在促进正极材料锂溶解和氧化物生成过程的作用。并通过单一分子实验与DFT计算结合探究亚临界态下水解产物与正极材料之间的反应机理。结果表明水解产物首先解离成带电基团,然后吸附在正极材料表面的氧位点上,电子从水解产物向着正极材料发生转移,最后导致晶格氧-金属键断裂并形成氧空位,进而引发锂离子的溶出和过渡金属氧化物的生成。通过理论计算对比了不同水解产物之间的还原能力和促进材料溶解的能力。本研究为从废旧锂离子电池中绿色高效选择性回收有价金属提供了新的思路。

关键词：锂离子电池回收选择性提锂生物质衍生物黑粉

基于扎根理论-云模型的航空公司飞行运行风险评估研究

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基于扎根理论-云模型的航空公司飞行运行风险评估研究

作者：杨方铨中国民用航空飞行学院

学位级别：硕士

安全是民航的生命线,是推动民航可持续发展的基础条件与首要要素。作为民航运营活动的主导力量,航空公司对其飞行运行安全的全面保障不仅刻不容缓,更是维系整个航空运输体系安全稳定的核心诉求。在纷繁复杂的飞行运行环境中,人为因素、... 详细信息

安全是民航的生命线,是推动民航可持续发展的基础条件与首要要素。作为民航运营活动的主导力量,航空公司对其飞行运行安全的全面保障不仅刻不容缓,更是维系整个航空运输体系安全稳定的核心诉求。在纷繁复杂的飞行运行环境中,人为因素、航空器适航状态监控、多变的气象条件及精细化组织管理等多重风险因素相互交织,共同构成了一个庞大且错综复杂的运行安全风险体系,任何细微的风险隐患若处置不当,都有可能引发灾难性的后果。为此,深入探究如何精确识别飞行运行过程中的各类潜在风险,并科学量化评估各类安全风险因素的影响程度,无疑成为当前航空公司强化飞行安全管控能力所面临的重大研究课题。本文主要从事故报告、不安全事件报告等数据中,挖掘影响航空公司飞行运行安全的风险因素,进而提取风险指标,并分析风险指标之间的耦合关系;通过扎根理论-云模型的风险评估模型构建,完成对航空公司飞行运行安全风险的量化评估,并提出相应风险控制措施。主要内容如下:(1)飞行运行风险指标体系的选择与构建以真实飞行运行事故为切入点,通过扎根理论的风险因素识别,将人为因素中沟通风险,具体细分为机组人员之间沟通、责任机长与机务人员的有效沟通、机长与空管人员的有效沟通、机组与相关管理人员沟通等;在机体因素上,则重点突出了发动机、起落架常见的故障风险等。描述了“人-机-环境-管理”四个视角下的飞行运行风险指标。在此基础上,列举了各指标下的典型风险事件,以及风险易发飞行阶段。以鱼骨图理论搭建飞行运行风险因素指标体系,并通过事故致因理论,分析风险指标之间的相互耦合关系。(2)风险评估模型的构建风险评估往往以风险评估矩阵为依据,故本文从评估矩阵的可能性、严重性两方面,搭建基于扎根理论-云模型的风险评估模型,进行具体的量化评估。引入扎根理论的数理统计思想,将风险因素出现的频次转化为概率,作为可能性风险基线。将机体损伤情况、人员伤亡情况转化为严重值,作为严重性风险基线。以近五年的事故报告数据为基准,借助风险的数理统计,获得由事故报告数据驱动的风险评估基线参数;同时引入云模型,搭建层次云模型,从经验、知识、消息来源、公正性四个维度,量化评估专家的决策能力。然后搭建风险指数云模型,从可能性、严重性两方面进行评估,完成指标的风险量化评估,获得各个指标下的专家评估结果。并利用风险基线参数,对风险评估结果进行修正优化,通过群体决策云模型完成最终的航空公司飞行运行风险评估,获得航空公司飞行运行安全风险等级。(3)某航空公司实例分析通过扎根理论-云模型进行航空公司飞行运行风险评估研究,发现该航空公司飞行运行安全风险值为2.275,安全风险等级为Ⅱ级,整体飞行运行安全水平良好。但机组技能风险、飞机起落架故障风险、风切变风险仍相对较高,是当前阶段航空公司重点关注的风险点。并从运行视角出发,针对各个飞行阶段的重点风险提出相应的风险控制策略。本文提出了一种充分利用事故报告数据,将扎根理论与云模型相结合的研究策略,该策略在基于事故报告数据进行量化研究的过程中,展现出在“数据驱动的风险评估”领域的独特价值与参考意义。在实际应用层面,此方法有助于准确衡量航空公司的运行风险状况,从而有效指导航空公司提升安全管理实践水平。具体而言,能助力飞管部门优化飞行员训练管理制度,特别是在推广实行“基于实证的训练(EBT)”方面,提供了有力的风险评估依据和关键性建议。

关键词：航空公司运行风险风险评估扎根理论云模型

2022年夏季青藏高原高温干旱复合事件的双变量归因

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中国科学：地球科学 2024年第7期54卷 2152-2166页

作者：周佰铨翟盘茂廖圳中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081

相对其气候态而言,青藏高原2022年夏季的温度之高不可忽视.尤其是高温伴随着少雨,使得2022年夏季成为青藏高原至少自1961年以来最热且降雨量最少的一个夏季.鉴于青藏高原气候变化的敏感性,本文利用HadGEM3-A-N216模式大样本模拟和基于Co... 详细信息

相对其气候态而言,青藏高原2022年夏季的温度之高不可忽视.尤其是高温伴随着少雨,使得2022年夏季成为青藏高原至少自1961年以来最热且降雨量最少的一个夏季.鉴于青藏高原气候变化的敏感性,本文利用HadGEM3-A-N216模式大样本模拟和基于Copula函数的联合概率分布,从双变量极端事件归因的角度研究了以全球温室气体排放为主的人为强迫对此次青藏高原高温干旱复合事件的贡献.结果表明,根据基于1961~2022年期间观测数据拟合的联合概率分布,青藏高原2022年夏季高温干旱复合事件的发生概率达到4000多年一遇.显然,相当正压结构高压异常的控制以及北移的副热带西风急流等大尺度环流异常与青藏高原此次高温干旱复合事件有着直接联系.而从外强迫的影响来看,全球人为强迫促进了青藏高原夏季的地表增暖和降水变率的增大,为2022年夏季高温干旱复合事件的发生创造了有利的条件.青藏高原2022年夏季高温干旱复合事件在人类活动和自然因子共同强迫的大样本集合中发生概率约为283年(142~613年)一遇,而在仅有自然强迫的集合试验中发生概率几乎为0.这表明青藏高原2022年夏季高温干旱复合事件的发生概率中可归因于人为强迫的贡献为100%,也就是说如果没有人类活动导致的全球变暖,青藏高原类似于2022年夏季这种前所未见的高温干旱复合事件不可能发生.

关键词：高温干旱复合事件青藏高原双变量事件归因人类活动强迫

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温度压力对煤中甲烷解吸速率影响的试验研究

煤炭科学技术 2024年第S01期52卷 80-85页

作者：翟迎铨宋党育李云波河南理工大学资源环境学院河南焦作454000

解吸速率对煤层瓦斯涌出规律、煤层气井见气时间和服务年限有重要影响。随着煤层埋藏深度的增加,温度压力对甲烷吸附量有明显的控制作用,当前对于温度压力对解吸速率的影响关注相对不足。为了研究温度压力对煤层甲烷解吸速率的影响,用... 详细信息

解吸速率对煤层瓦斯涌出规律、煤层气井见气时间和服务年限有重要影响。随着煤层埋藏深度的增加,温度压力对甲烷吸附量有明显的控制作用,当前对于温度压力对解吸速率的影响关注相对不足。为了研究温度压力对煤层甲烷解吸速率的影响,用同一样品开展不同温度压力条件下的等温吸附/解吸试验,获得不同平衡压力段的吸附量-时间数据,利用吸附动力学模型拟合出解吸速率-时间曲线,甄选出3个评价参数研究温度压力对解吸速率的影响。研究表明:不同压力下的解吸速率均随着时间推移呈现指数降低的变化规律。解吸速率常数、相对初始解吸速率、中值解吸量时间能够从不同角度反映解吸速率的变化过程,其中解吸速率常数和相对初始解吸速率均随着温度和压力的升高而增加,中值解吸量时间随温度和压力的升高而减小。结合鄂尔多斯盆地保德区块的温度/压力梯度可知,在1000 m以浅时解吸速率受温度和压力的双重控制,随深度增加而不断增高;1000~1735 m随深度增加压力效应逐渐降低,温度效应依然明显。

关键词：煤层气解吸速率吸附动力学 Bangham模型解吸速率常数相对初始解吸速率中值解吸量时间