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氢氧化钾改性玉米秸秆生物炭对水中土霉素的吸附特性及机制

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环境科学 2024年第1期45卷 594-605页

作者：刘总堂孙玉凤费正皓沙新龙温小菊钱彬彬陈建谷成刚盐城师范学院化学与环境工程学院盐城224007 盐城师范学院江苏省农业养殖污染治理与资源化工程研究中心盐城224007 中国科学院南京土壤研究所中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室南京210008

四环素类抗生素污染治理是环境研究热点问题之一,生物炭吸附是高效去除有机污染物的重要方法.以玉米秸秆为原料制备热解生物炭(BC),通过氢氧化钾改性获得KBC,选择具有最佳吸附性能的KBC在400~600℃二次热解活化,最终制得改性玉米秸秆生... 详细信息

四环素类抗生素污染治理是环境研究热点问题之一,生物炭吸附是高效去除有机污染物的重要方法.以玉米秸秆为原料制备热解生物炭(BC),通过氢氧化钾改性获得KBC,选择具有最佳吸附性能的KBC在400~600℃二次热解活化,最终制得改性玉米秸秆生物炭AKBC400、AKBC500和AKBC600,并对其结构和表面性质进行表征.通过批处理实验,以BC400为对照,考察了3种AKBC对溶液中盐酸土霉素(OTC)的吸附动力学和吸附热力学特征.与BC400相比,AKBC比表面积增加23.0~37.6倍,孔隙结构显著改善,芳香性增强,吸附性能显著提高.准二级动力学模型可以更好地拟合AKBC对OTC的吸附过程,AKBC500对OTC的吸附速率常数和吸附量均高于AKBC400和AKBC600.颗粒内扩散和膜扩散均是AKBC吸附OTC的控速步骤.Langmuir、Freundlich和Temkin模型均可较好地拟合吸附等温线.AKBC对OTC的吸附均为自发、吸热和熵增加过程,吸附过程同时存在物理吸附和化学吸附作用.AKBC对OTC吸附机制包括孔填充、氢键、π—π共轭、阳离子—π键和强静电作用.AKBC具有良好的孔隙结构和较高的吸附容量,且再生吸附性能稳定,对去除水中土霉素具有较好的潜能.

关键词：玉米秸秆生物炭氢氧化钾改性热解活化盐酸土霉素(OTC) 吸附

基于深度学习的预警装备知识图谱构建方法研究

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现代防御技术 2024年

作者：杨丽萍方其庆胡亚慧谷成刚汪会敏空军预警学院武警贵州省总队遵义支队贵州工程职业学院

为了充分挖掘海量数据的内在关联价值，全面准确地构建预警装备领域知识图谱，提出了一种基于深度学习的预警装备知识图谱构建方法。该方法以典型非结构化文本资料为研究对象，构建预警装备领域知识图谱本体和专业词典，以驱动分词得到... 详细信息

为了充分挖掘海量数据的内在关联价值，全面准确地构建预警装备领域知识图谱，提出了一种基于深度学习的预警装备知识图谱构建方法。该方法以典型非结构化文本资料为研究对象，构建预警装备领域知识图谱本体和专业词典，以驱动分词得到包含6468个实体样本和11216条关系样本的预警装备知识数据集。然后基于融合多种深度学习模型的知识抽取方法进行实体识别和关系抽取，实验结果表明，所提出的模型在预警装备领域表现出优异的性能，实体识别模型F1值达到91.54%，关系抽取模型F1值达到91.05%。最后将提取的实体关系三元组存储在neo4j图数据库中，进一步构建了由14种实体和22种关系组成的预警装备领域知识图谱并实现可视化。

关键词：预警装备知识图谱深度学习实体识别关系抽取

生物质炭负载硫化纳米零价铁活化过硫酸盐降解土壤中典型恶臭苯系物的规律与机制

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土壤学报 2024年

作者：李炎璐杨兴伦卞永荣马智勇谷成刚宋洋相雷雷王芳蒋新中国科学院大学土壤与农业可持续发展国家重点实验室(南京土壤研究所)

纳米零价铁(nZVI)以及硫化纳米零价铁(S-nZVI)活化过硫酸盐(PS)降解土壤中的有机污染物是目前场地原位氧化修复技术的研究热点之一。苯系物(BTEX)是石化污染场地中典型的恶臭污染物，实现BTEX的高效去除并探究其降解机理有着重要的环境... 详细信息

纳米零价铁(nZVI)以及硫化纳米零价铁(S-nZVI)活化过硫酸盐(PS)降解土壤中的有机污染物是目前场地原位氧化修复技术的研究热点之一。苯系物(BTEX)是石化污染场地中典型的恶臭污染物，实现BTEX的高效去除并探究其降解机理有着重要的环境意义。本研究建立了以生物质炭负载硫化纳米零价铁(S-nZVI@BC)为活化剂的过硫酸盐氧化体系，探究不同条件下BTEX的降解效果，并与其他材料催化PS降解体系的效果进行了比较。同时基于化学探针实验、电子顺磁共振实验(EPR)及吹扫捕集-气质联用法(PT-GC-MS)测定的转化产物推测BTEX可能的降解途径。结果表明，S-nZVI@BC/PS体系在pH=3、S/Fe=1/4、Fe/C=1/2、材料投加量为0.01g·g-1、PS浓度为30mmol·L-1时对土壤中BTEX均有着95%以上的降解效果；S-nZVI@BC/PS体系下苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯的降解率在2 h内分别可达到96.7%、98.5%、96.9%、98.4%;S-nZVI@BC催化体系在所研究的五种不同催化剂体系表现最佳，即催化效果表现为：PS

关键词：苯系物过硫酸盐硫化纳米零价铁生物质炭自由基降解机理

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细粒度预警装备领域知识图谱本体构建

指挥控制与仿真 2024年第2期46卷 53-62页

作者：杨丽萍方其庆胡亚慧谷成刚空军预警学院湖北武汉430014

针对预警装备领域知识图谱构建中数据组织非结构化、实体关系刻画不够细致、知识表示缺乏规范化表达等问题,基于Protégé本体构建工具,首先,将预警装备体系自上而下分为装备原理知识类、管理保障资源类和装备操作运用类等,并进行细化梳... 详细信息

针对预警装备领域知识图谱构建中数据组织非结构化、实体关系刻画不够细致、知识表示缺乏规范化表达等问题,基于Protégé本体构建工具,首先,将预警装备体系自上而下分为装备原理知识类、管理保障资源类和装备操作运用类等,并进行细化梳理,定义概念类并划分层次关系,提取出具体装备信息中的实体、属性、关系等知识单元;然后,对预警装备领域知识进行建模,探索出科学完整的细粒度预警装备知识表示框架,并以“远程预警相控阵雷达”为例,进行本体实例填充和可视化;最后,基于本体描述语言对预警装备本体进行了形式化表示。该本体为构建基于多源高质量数据的领域知识图谱奠定了语义基础,对实现大数据背景下装备能力画像、发展态势分析、装备故障诊断与健康状态管理等装备智能化管理保障和作战运用具有一定的实践指导价值。

关键词：预警装备本体构建知识图谱细粒度

脉内频率-时延捷变雷达抗间歇采样转发干扰方法

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系统工程与电子技术 2023年

作者：牛闯林强段敏施端阳谷成刚中国人民解放军95174部队空军预警学院

间歇采样转发干扰凭借快速准确地采样和转发手段，利用脉压雷达的匹配滤波特性形成假目标群，严重影响目标检测和跟踪性能。针对这一问题，结合波形设计和滤波思想，设计一种脉内频率-时延捷变波形，并在此基础上提出一种基于时频分析... 详细信息

间歇采样转发干扰凭借快速准确地采样和转发手段，利用脉压雷达的匹配滤波特性形成假目标群，严重影响目标检测和跟踪性能。针对这一问题，结合波形设计和滤波思想，设计一种脉内频率-时延捷变波形，并在此基础上提出一种基于时频分析的抗间歇采样转发干扰方法。首先，将线性调频信号划分为多个子脉冲，并在子脉冲之间增加随机时延；然后，提取未被干扰的子脉冲进行目标位置的准确判断，结合子脉冲的频率和随机时延等先验信息，利用迭代阈值分割算法去除强干扰信号；最后，通过构造时频域和时域带通滤波器分别进行子脉冲滤波和时域滤波处理。仿真实验结果表明，所提方法在不同干信比、信噪比和非同步采样情况下具有较好的抗间歇采样转发干扰性能。

关键词：间歇采样转发干扰波形设计时频分析迭代阈值分割算法

生物质炭对土壤中氯苯类物质生物有效性的影响及评价方法

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环境科学 2012年第1期33卷 169-174页

作者：宋洋王芳杨兴伦卞永荣谷成刚谢祖彬蒋新中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室南京210008

通过室内培养实验,设定对照和添加1%小麦秸秆生物质炭处理,研究生物质炭对土壤中氯苯类物质老化残留的影响,并通过丁醇、HPCD和Tenax这3种化学提取方法以及蚯蚓富集实验评价土壤中氯苯类物质生物有效性的变化.老化4个月后,对照处理中六... 详细信息

通过室内培养实验,设定对照和添加1%小麦秸秆生物质炭处理,研究生物质炭对土壤中氯苯类物质老化残留的影响,并通过丁醇、HPCD和Tenax这3种化学提取方法以及蚯蚓富集实验评价土壤中氯苯类物质生物有效性的变化.老化4个月后,对照处理中六氯苯、五氯苯和1,2,4,5-四氯苯的残留率分别为29.87%、18.02%、5.16%,而添加1%生物质炭处理中六氯苯、五氯苯和1,2,4,5-四氯苯的残留率分别为68.25%、61.32%和58.02%,表明添加生物质炭能够抑制氯苯的消减.丁醇、HPCD和Tenax提取和蚯蚓富集实验结果表明,添加生物质炭显著降低土壤中氯苯的生物有效性(P五氯苯>1,2,4,5-四氯苯,而HPCD对氯苯的提取率为1,2,4,5-四氯苯>五氯苯>六氯苯.添加生物质炭可显著降低蚯蚓对氯苯的生物富集因子(P<0.05).本研究表明,生物质炭能降低土壤中有机污染物的生物有效性,但高污染残留存在潜在的环境风险.

关键词：生物质炭土壤氯苯生物有效性化学提取蚯蚓富集

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复杂场景下的相关滤波跟踪算法研究

复杂场景下的相关滤波跟踪算法研究

作者：谷成刚安徽大学

学位级别：硕士

和其它方法相比较,基于相关滤波模型的跟踪算法具有明显的速度优势。然而,在一些复杂场景下,如存在快速运动、遮挡、形变等,该类算法的精度会显著下降。为此,我们开展了以下两方面的研究工作。(1)提出了基于特征融合和遮挡检测判断的跟... 详细信息

和其它方法相比较,基于相关滤波模型的跟踪算法具有明显的速度优势。然而,在一些复杂场景下,如存在快速运动、遮挡、形变等,该类算法的精度会显著下降。为此,我们开展了以下两方面的研究工作。(1)提出了基于特征融合和遮挡检测判断的跟踪算法。在相关滤波模型下,我们采用纹理特征HOG(Histogram of Oriented Gradient)以及颜色特征CN(Colour Name)进行特征融合优势互补,构建特征响应的融合机制,通过每一维度特征通道的响应计算权重,按照权重自适应融合特征。另一方面,根据融合特征的响应函数,构建遮挡判断机制,根据目标响应值的参数最值和APCE值的变动判断遮挡情况,完成滤波器模型的更新,设计有效选择策略,确定目标的最终位置。所提出的方法,增强了样本的特征描述,增加了遮挡数据集的跟踪准确度。(2)提出了基于自适应模型更新的跟踪算法。通过计算样本的模板特征与直方图特征,采用融合计算的方式实现特征共享计算,构建高斯滤波器模型,构建样本的参数模型,根据样本的参数变化,构建模型更新机制。此外,为解决快速运动导致的模型漂移问题,设计了一种自适应更新策略,对模型参数进行实时有效的更新。所提出的方法,加快了不同特征的融合过程中的计算速度,提高了跟踪算法针对复杂场景的鲁棒性。本文中所提出的两个方面的工作,有效的增强了跟踪算法在遮挡以及快速运动等复杂场景下的跟踪性能,对多个多种场景下的视频序列,实验结果验证了所提出算法的稳定性与鲁棒性。

关键词：目标跟踪特征融合遮挡处理模型更新

TATB基高聚物粘结炸药（PBX）配方设计的分子水平研究

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TATB基高聚物粘结炸药（PBX）配方设计的分子水平研究

作者：谷成刚南京理工大学

学位级别：硕士

分子化学向材料化学发展是大势所趋。研究复合材料组分分子间相互作用已成为倍受化学家和材料学家关注的领域。本论文主要基于理论计算，研究TATB为基的高聚物粘结炸药(PBX)中的分子间相互作用，亦即从超分子结构和分子水平上解释组分... 详细信息

分子化学向材料化学发展是大势所趋。研究复合材料组分分子间相互作用已成为倍受化学家和材料学家关注的领域。本论文主要基于理论计算，研究TATB为基的高聚物粘结炸药(PBX)中的分子间相互作用，亦即从超分子结构和分子水平上解释组分间界面作用，目的是为TATB基PBX配方设计提供丰富数据和理论指导。借助量子化学半经验MO方法和计算化学MM方法，对TATB／高聚物超分子体系分子间相互作用进行模拟计算。MO方法主要包括AM1、PM3和MNDO等，而MM则基于PCFF和COMPASS二种力场。不同方法或力场的计算结合能可相互比较、共同求证。本论文细致总结了建立计算模型的过程和重要性。MO法计算气相超分子体系只能取有限模型，为了简易直观和便于比较，MM和MO一律采用原子簇模型;从计算实践中总结出“尺寸匹配原则”，以达到消除端基影响和避免模拟偏离实际的目的。TATB／高聚物的相互作用能与链级数n的变化关系证明了遵循此原则的必要性。考察TATB与各高聚物的作用方式，借助化学直觉，细致优化各种可能的作用构型，并反复比较各稳定构型以确定能反映子体系作用特点且能量相对最小的构型;对于系列TATB／高聚物相互作用能的比较，有了相对意义的结果即能满足要求。相关共聚物与TATB的结合能以“单体或组分加和法则”求得，相对于结构相似的高聚物而言，这些结果是可信的。通过3种MO方法、2种MM力场计算结合能间的线性相关分析，求得MO与COMPASS的相关性优于与PCFF的相关性。当合理摒弃个别如TATB／PVA和TATB／PVB的结合能时，MO与COMPASS计算结果的线性相关系数(R)达到0.96以上。通过综合比较三种MO方法(AM1、PM3、MNDO)和COMPASS计算TATB与系列高聚物的结合能，按结合能相对大小进行排序，发现PVB(或PVA)、PAN、PVDF、Nylon系列以及F2311、F2603等均与TATB有较大的结合能，这就为选择品优粘结剂设计PBX奠定了基础。

关键词： TATB,PBX,分子间相互作用,MM,MO,线性相关

表面活性剂及其复配对石油烃污染土壤的增溶效果

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安徽农业大学学报 2022年第3期49卷 491-497页

作者：罗倩杨兴伦马智勇卞永荣谷成刚宋洋王芳蒋新中国科学院南京土壤研究所土壤化学与环境保护研究室南京210008 中国科学院大学北京100049

以石油烃污染土壤为研究对象,选择十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和聚氧乙烯失水山梨单油酸酯(Tween80)3种表面活性剂,通过批试验,考察3种活性剂单独使用及不同复配类型对土壤中石油污染物的增溶效果,并开展效果分析和适... 详细信息

以石油烃污染土壤为研究对象,选择十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和聚氧乙烯失水山梨单油酸酯(Tween80)3种表面活性剂,通过批试验,考察3种活性剂单独使用及不同复配类型对土壤中石油污染物的增溶效果,并开展效果分析和适宜性评价。结果表明:(1)SDBS、SDS和Tween80对污染土壤中石油烃增溶作用的最佳浓度分别为6、10和15 g·L^(-1),最佳固液比分别为1:15、1:20和1:15(g·mL^(-1)),最佳处理时间为12、12和24 h,3种表面活性剂在各考察因素范围内的增溶能力始终为SDBS>SDS>Tween80。由于非离子表面活性剂受土壤吸附影响更大,导致其有效作用浓度较低,故研究中选取的阴离子表面活性剂增溶效果均优于非离子表面活性剂。(2)阴-非离子表面活性剂的复配能够减少同类型表面活性剂之间的排斥作用,SDS、SDBS与Tween80复配后有协同增溶的效果,且体系中SDS、SDBS占比越大,石油烃的洗脱率也越高。因为结构性质差异,3种表面活性剂对石油烃表现出不同配合性,再与合适的电解质助剂Na_(2)SiO_(3)复配后,洗脱性能均得到了强化,依次为SDBS(97.56%)>SDS(97.24%)>Tween 80(92.71%),其中Tween 80在与Na_(2)SiO_(3)复配后增效最为显著,洗脱效率比单独作用时提高了25.41%。因此,在油污土壤增溶洗脱处理中,清洗剂的选择和科学复配是提高洗脱效率的关键。

关键词：石油烃污染土壤表面活性剂复配增溶