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含铁黏土矿物与电子传递体强化生物还原固定地下水中Cr(Ⅵ)的过程和机理分析

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环境工程学报 2020年第9期14卷 2527-2536页

作者：马晓旭孟颖张鉴达赵子旺姚国庆王亚华刘文彬袁庆科栾富波河北师范大学资源与环境科学学院石家庄050024 中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室北京100085 中国科学院大学资源与环境学院北京100049 山东大学环境科学与工程学院青岛266237

为了提高微生物还原固定Cr(Ⅵ)的速率,实现地下水Cr(Ⅵ)污染物的快速有效去除,采用添加黏土矿物与电子传递体的方法,考察了含铁黏土矿物NAu-2和电子传递体AQDS单独/共存条件下对希瓦氏菌Shewanella oneidensis MR-1还原固定地下水中不... 详细信息

为了提高微生物还原固定Cr(Ⅵ)的速率,实现地下水Cr(Ⅵ)污染物的快速有效去除,采用添加黏土矿物与电子传递体的方法,考察了含铁黏土矿物NAu-2和电子传递体AQDS单独/共存条件下对希瓦氏菌Shewanella oneidensis MR-1还原固定地下水中不同浓度Cr(Ⅵ)(0.1~2.0 mmol·L^−1)的影响。结果表明:单独添加NAu-2对不同浓度Cr(Ⅵ)生物还原过程均无促进作用;单独添加AQDS对不同浓度Cr(Ⅵ)(0.2~2.0 mmol·L^−1)生物还原过程均产生强化作用,强化系数达到1.33~3.90;同时添加NAu-2和AQDS时,不同浓度Cr(Ⅵ)(0.2~2.0 mmol·L^−1)生物还原时的强化作用均得到明显提升,强化系数达到2.02~10.49。此外,对比NAu-2和AQDS共存时对MR-1还原不同浓度Cr(Ⅵ)的协同促进作用,发现在低浓度Cr(Ⅵ)(0.1~0.5 mmol·L^−1)体系中未产生协同作用(协同系数1.0),且在Cr(Ⅵ)浓度为1.2 mmol·L^−1时,协同效果最为明显(协同系数为2.98),说明NAu-2和AQDS对中、高浓度Cr(Ⅵ)(0.8~2.0 mmol·L^−1)还原过程的协同促进作用差异较大。通过对不同Cr(Ⅵ)浓度条件下NAu-2、AQDS与MR-1共存的复杂体系中Cr(Ⅵ)迁移转化过程和机理进行研究,可为实际Cr(Ⅵ)污染场地修复提供新的修复思路及参考数据。

关键词： Cr(Ⅵ) 生物还原 Shewanella oneidensis MR-1 绿脱石(NAu-2) 蒽醌-2,6-二磺酸(AQDS)

天然有机质和水铁矿协同促进微生物还原固定Cr(Ⅵ)性能和机理研究

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环境科学学报 2024年第12期44卷 178-186页

作者：王亚华陈海王茜茜李玉腾袁庆科周添红张鉴达孟颖栾富波中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室北京100085 中国科学院大学北京100049 兰州交通大学环境与市政工程学院兰州730070 甘肃省黄河水环境重点实验室兰州730070 河北师范大学地理科学学院河北省环境变化遥感识别技术创新中心河北省环境演变与生态建设省级重点实验室石家庄050024 济南大学水利与环境学院济南250024

生物还原固定是一种环境友好且低成本的铬(Cr)污染场地修复技术.天然有机质是一类含有醌类基团的复杂有机物,广泛存在于环境中,它与自然环境中铁(Fe)的氧化还原循环相耦合,对环境污染物迁移转化起到重要作用.本文研究了两种天然有机质(S... 详细信息

生物还原固定是一种环境友好且低成本的铬(Cr)污染场地修复技术.天然有机质是一类含有醌类基团的复杂有机物,广泛存在于环境中,它与自然环境中铁(Fe)的氧化还原循环相耦合,对环境污染物迁移转化起到重要作用.本文研究了两种天然有机质(Suwannee River Natural Organic Matter(SRNOM)和Nordic Lake Natural Organic Matter(NLNOM))和水铁矿耦合作用对微生物还原固定Cr(Ⅵ)过程的影响.结果表明:SRNOM和NLNOM强化了Cr(Ⅵ)生物还原过程,强化系数分别达到1.69和1.34.在微生物还原水铁矿过程中,加入SRNOM和NLNOM后Fe(Ⅱ)的生成速率分别增加了11.6%和27.2%.在Cr(Ⅵ)和水铁矿还原过程中,天然有机质作为电子传递体,加速了微生物与电子受体之间的电子传递速率.当SRNOM和NLNOM分别与水铁矿共存时,对Cr(Ⅵ)生物还原过程产生了协同强化作用,强化系数分别达到2.79和3.34.这主要是由于天然有机质本身可促进Cr(Ⅵ)生物还原,同时其促进水铁矿还原产生的Fe(Ⅱ)也可与Cr(Ⅵ)反应,进一步加速Cr(Ⅵ)的还原固定.结果表明,自然界中广泛存在的天然有机质与水铁矿可协同加速微生物还原固定Cr(Ⅵ)的过程.研究结果为深入了解自然界中Cr的迁移转化过程提供了理论依据,并为实际Cr污染场地修复提供了新的思路.

关键词：铬生物还原天然有机质水铁矿协同强化

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黄河干流表层沉积物中重金属形态分析与风险评价

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环境工程学报 2023年第7期17卷 2433-2442页

作者：郭晓楠于淼成孟颖袁庆科谢馥宇王义兵张大磊张鉴达栾富波河北师范大学地理科学学院河北省环境变化遥感识别技术创新中心河北省环境演变与生态建设实验室石家庄050024 中国科学院生态环境研究中心中国科学院饮用水科学与技术重点实验室北京100085 青岛理工大学环境与市政工程学院青岛266033 中国科学院大学北京100049 内蒙古自治区巴彦淖尔市杭锦后旗水利局巴彦淖尔015400

对黄河全流域表层沉积物样品中重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、V、Co)的赋存形态进行分析,发现Cd的可利用态占比较高,其余重金属以残渣态为主。基于可利用态重金属含量计算重金属风险评价标准、次生相和原生相分布比值,从而对... 详细信息

对黄河全流域表层沉积物样品中重金属元素(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、V、Co)的赋存形态进行分析,发现Cd的可利用态占比较高,其余重金属以残渣态为主。基于可利用态重金属含量计算重金属风险评价标准、次生相和原生相分布比值,从而对表层沉积物中重金属的生态风险进行评估。结果表明,整个流域中Cd的生态风险最高。此外,Cd和Pb等重金属在M6点位迁移性较高,存在一定的生态风险。对可利用态重金属进行人体健康风险评价,发现M6点位儿童的致癌(8.76×10^(-6))和非致癌风险总值(0.32)最高。成人与儿童非致癌健康风险总值中As的贡献率最大(61.28%和62.71%),致癌健康风险总值中As的贡献率也最大(75.91%和75.98%),但总体均未超过美国环境总署推荐的人体最大可接受范围。本研究可为识别黄河干流表层沉积物中重金属风险及制定相应污染防控策略提供参考。

关键词：黄河干流表层沉积物重金属赋存形态风险评价

外源NO对NaCl胁迫下玉米种子萌发和幼苗生理特性的影响

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山东农业科学 2025年

作者：王志科王金成陇东学院农业与生物工程学院/甘肃省陇东生物资源保护利用与生态修复重点实验室

为探究外源一氧化氮(NO)对盐胁迫下玉米种子萌发和幼苗生长抑制的缓解效应，本研究以“陇单339”玉米种子为试材，研究不同浓度NO (0.1、0.2、0.5、1.0、2.0 mmol/L)浸种处理对100 mmol/L NaCl胁迫下玉米种子萌发、幼苗生长及生理特性... 详细信息

为探究外源一氧化氮(NO)对盐胁迫下玉米种子萌发和幼苗生长抑制的缓解效应，本研究以“陇单339”玉米种子为试材，研究不同浓度NO (0.1、0.2、0.5、1.0、2.0 mmol/L)浸种处理对100 mmol/L NaCl胁迫下玉米种子萌发、幼苗生长及生理特性的影响。结果表明，NaCl胁迫处理下（条件对照）玉米种子发芽率、发芽势、活力指数、发芽指数及幼苗根长、芽长、根鲜重、芽鲜重均较对照（CK）显著降低；幼苗根和芽中的SOD、POD活性显著升高，CAT活性显著降低；根和芽中可溶性糖、脯氨酸和MDA含量均显著提高。经适宜浓度外源NO浸种处理，种子发芽特性及幼苗生长相关指标均较NaCl胁迫处理得到显著提升，根和芽中CAT、SOD、POD活性显著提高，进一步显著促进根、芽中脯氨酸和可溶性糖含量积累，显著降低丙二醛（MDA）含量。其中，0.2 mmol/L NO浸种处理的效果最佳，显著增强盐胁迫下玉米种子和幼苗的抗性。该研究结果可为玉米萌发阶段抗盐能力提升提供理论依据和数据支持。

关键词：一氧化氮盐胁迫玉米种子萌发幼苗生长,生理特性

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青年发展型城市环境指数测度及空间差异分析

生态经济 2025年第1期41卷 123-131页

作者：王凤科吴琴琴河南科技大学商学院河南洛阳471023

基于国家45个青年发展型试点城市的宏观数据,构建青年发展型城市环境指数测度指标体系。采用EM-TOPSIS模型测度各城市的维度得分以及综合水平,使用变异系数法测量四大地区内城市的环境指数差异,结合地理探测器来探测七大环境因子的空间... 详细信息

基于国家45个青年发展型试点城市的宏观数据,构建青年发展型城市环境指数测度指标体系。采用EM-TOPSIS模型测度各城市的维度得分以及综合水平,使用变异系数法测量四大地区内城市的环境指数差异,结合地理探测器来探测七大环境因子的空间分异解释和驱动能力。结果显示:生活环境的评价均分最高,其次是规划环境,就业环境评价均分最低;四大地区内部城市在各维度表现上具有一定的差异性,其中西部和东部地区差异性最大,部分城市在各环境指数间具有明显的不平衡性;通过计算,将45个城市划分为高水平、中等水平、低水平等级;在因子与交互探测上,健康环境因子和就业环境因子的解释能力最强,其次是规划环境因子和经济环境因子,且两因子间的交互驱动力都强于各个单因子的驱动力。

关键词：青年发展型城市环境指数 EM-TOPSIS模型地理探测器空间差异

斜外侧腰椎椎间融合联合经皮椎弓根钉内固定后前凸角与融合器沉降的关系

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中国组织工程研究 2025年第15期29卷 3171-3178页

作者：周友志高鹏袁庆森谭颖徐世涛陈广林王进强张亮山东中医药大学山东省济南市250355 潍坊市中医院山东省潍坊市261041 潍坊市峡山区岞山中心卫生院山东省潍坊市261322

背景:随着医疗技术的不断进步,斜外侧腰椎椎间融合联合经皮椎弓根钉内固定已成为治疗腰椎退行性疾病的一种常用方法,然而关于术后不同节段前凸角变化与融合器沉降之间的关系尚缺乏深入研究。目的:探究斜外侧腰椎椎间融合联合经皮椎弓根... 详细信息

背景:随着医疗技术的不断进步,斜外侧腰椎椎间融合联合经皮椎弓根钉内固定已成为治疗腰椎退行性疾病的一种常用方法,然而关于术后不同节段前凸角变化与融合器沉降之间的关系尚缺乏深入研究。目的:探究斜外侧腰椎椎间融合联合经皮椎弓根钉固定后不同节段前凸角变化与融合器沉降的关系。方法:选择2019年2月至2023年4月于潍坊市中医院行斜外侧腰椎椎间融合联合经皮椎弓根钉固定治疗的腰椎退行性疾病患者93例为研究对象,根据术后椎间隙高度丢失值,分为融合器沉降组(25例,≥2 mm)和非融合器沉降组(68例,<2 mm)。采用多因素Logistic回归法分析融合器沉降的危险因素,应用逐步回归法评估各危险因素与融合器沉降的关系,构建风险预测模型并评价。结果与结论:①最终校正混杂因素后,腰椎前凸角丢失值和节段前凸角改善值均与融合器沉降风险仍存在独立相关性(P<0.05);②年龄、Oswestry功能障碍指数、椎间隙高度改善值、节段前凸角改善值以及腰椎前凸角丢失值,均是融合器沉降发生的独立影响因素(P<0.05),其中年龄、腰椎前凸角丢失值、椎间隙高度改善值和节段前凸角改善值与融合器沉降关联最紧密;③多元Logistic回归模型分析结果显示,当P=0.80时,约登指数最高,预测效果最好,准确度为89.27%,灵敏度为86.67%,特异度为89.89%;模型评价结果显示,其区分度较好、准确度较高;④随着腰椎前凸角丢失值和节段前凸角改善值升高,融合器沉降风险增加,影响临床疗效;⑤提示年龄、腰椎前凸角丢失值、椎间隙高度改善值和节段前凸角改善值与融合器沉降关联最紧密,临床医生应多加关注。

关键词：腰椎退行性疾病斜外侧腰椎椎间融合经皮椎弓根钉固定腰椎前凸角融合器沉降

基于改进型蜣螂算法Fuzzy-Smith-LADRC混凝投药

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电子测量技术 2025年

作者：王文成余智科郑诗翰桂林理工大学机械与控制工程学院广西高校先进制造与自动化技术重点实验室

二十届三中全会强调全面落实深化改革水利任务，其中居民饮用水是重点民生任务，混凝工艺是饮用水处理的关键环节。由于混凝过程具有大时滞特性，故对于原水水质频繁变化的控制系统，常规的PID控制不能达到满意的效果。为此，将一种不... 详细信息

二十届三中全会强调全面落实深化改革水利任务，其中居民饮用水是重点民生任务，混凝工艺是饮用水处理的关键环节。由于混凝过程具有大时滞特性，故对于原水水质频繁变化的控制系统，常规的PID控制不能达到满意的效果。为此，将一种不依赖系统精确模型的线性自抗扰控制器(LADRC)应用于系统中，利用扩张观测器对混凝控制系统中出现的扰动进行估计并补偿，同时设计史密斯预估器(Smith)与模糊控制器(Fuzzy)相结合的自适应史密斯控制器来消除大时滞对控制效果的影响，提出Fuzzy-Smith-LADRC控制器。针对控制器参数调节困难而引入改进型蜣螂算法(MSIDBO)进行参数整定。改进型算法对DBO算法中初始种群分布不均匀、易陷入局部最优解等问题进行优化，使得MSIDBO能快速收敛并更好平衡全局探索与局部开发能力。系统模型精确时，该控制方法比PID控制的调节时间减少279s和超调量降低8%，比DMC控制的调节时间减少40s，系统模型变化时，相比LADRC具有更好的抗干扰性与鲁棒性。

关键词：混凝工艺模糊史密斯预估-线性自抗扰改进蜣螂算法参数优化

s夸克物质的边界效应和K介子自相似结构对QGP–强子相变的影响

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物理学报 2025年

作者：戴婷婷程鸾丁慧强张卫宁王恩科大连理工大学物理学院华南师范大学量子物质研究院

本文聚焦于小尺度s夸克物质的边界效应和强子气体中强子的自相似结构对QGP–强子相相变的影响.本文采用多级反射展开方法研究包含s夸克的QGP热滴的边界效应.通过计算发现在边界效应的影响下,小尺度s夸克物质相较于热力学极限条件下具有... 详细信息

本文聚焦于小尺度s夸克物质的边界效应和强子气体中强子的自相似结构对QGP–强子相相变的影响.本文采用多级反射展开方法研究包含s夸克的QGP热滴的边界效应.通过计算发现在边界效应的影响下,小尺度s夸克物质相较于热力学极限条件下具有更低的能量密度,熵密度和压强.在强子相中, K介子在集体流,量子关联和强相互作用的影响下,与相邻π介子形成两体自相似结构.通过两体分形模型对K介子的自相似结构影响计算得出, K介子的自相似结构存在于碰撞系统中,导致K介子的能量密度,熵密度和压强增大.本研究预测在低能碰撞HIAF能区, K介子的自相似结构影响因子q1=1.042.考虑边界效应和K,π介子的自相似结构对相变的影响,计算发现s夸克物质在边界效应与自相似结构的影响下相变温度均有所升高.若s夸克物质的边界弯曲程度较大,则相变温度的升幅相较于自相似结构的影响更明显.

关键词： s夸克边界效应自相似结构 QCD相变

应用精确Zoeppritz方程的叠前PP-PS波联合非线性反演方法

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石油地球物理勘探 2025年

作者：杨涛王鹏起李庆春霍科宇李伟何煦鹍长安大学地质工程与测绘学院东方地球物理公司研究院长庆分院

叠前AVO反演是获取地层物性参数的重要手段，传统的叠前AVO反演方法多基于近似反射系数方程，往往在特定的地质环境或大入射角情况下精度较低。为克服这些不足，文中提出了一种基于精确Zoeppritz方程的叠前PP-PS波联合非线性反演方法。... 详细信息

叠前AVO反演是获取地层物性参数的重要手段，传统的叠前AVO反演方法多基于近似反射系数方程，往往在特定的地质环境或大入射角情况下精度较低。为克服这些不足，文中提出了一种基于精确Zoeppritz方程的叠前PP-PS波联合非线性反演方法。该方法将多目标的全局优化算法与纵横波联合反演相结合，可同时对PP和PS波两个目标函数进行优化，从而实现完全非线性参数反演。为解决传统PP-PS波联合反演中PS波地震资料权重系数给定困难的问题，在贝叶斯框架下建立了PP-PS波联合反演的多目标函数，并引入多目标智能优化算法——SPEA2求解构建的反演多目标函数。单井合成地震记录、Marmousi模型合成地震记录以及实际地震数据的测试结果表明，该叠前PP-PS波联合非线性反演方法能够高精度地估计地层的弹性参数，在处理复杂地层和大入射角地震数据时反演效果优于传统的AVO反演方法。

关键词：精确Zoeppritz方程叠前AVO反演 SPEA2(Strength Pareto Evolutionary Algorithm 2) PP-PS波联合反演贝叶斯框架