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Drinking water quality & health risk assessment of secondary water supply systems in residential neighborhoods

Frontiers of Environmental Science & Engineering 2024年第2期18卷 47-62页

作者： Yating Wei dong Hu Chengsong Ye Heng Zhang haoran Li Xin Yu College of the Environment&Ecology Xiamen UniversityXiamen 361102China School of Public Health Shandong First Medical University&Shandong Academy of Medical SciencesJinan 250117China

Secondary water supply systems(SWSSs)are important components of the water supply infrastructure that ensure residents’drinking water safety.SWSSs are characterized by long detention time,warm temperature,and unreasonable management,which may trigger the deterioration of water quality and increase risks.In this study,drinking water quality index(DWQI)and health risk assessment(HRA)were selected and modified to quantitatively assess the water quality and health risks of SWSSs in residential neighborhoods.In total,121 seasonal water samples were selected.It was observed that the water quality was excellent with the DWQI of 0.14±0.04,excluding one sample,which was extremely poor owing to its excessive total bacterial count.The HRA results revealed that the health risks were low:negligible non-carcinogenic risk for any population;negligible and acceptable carcinogenic risk for children aged 6–17 and adults.However,samples revealed higher carcinogenic risk(7.63×10−5±3.29×10−6)for children aged 0–5,and arsenic was the major substance.Summer samples had poor water quality and higher health risks,which called for attention.To further investigate the water quality and health risks of SWSSs,monthly sampling was conducted during summer.All 24 water samples were qualified in Chinese standard(GB 5749-2022)and characterized as excellent quality.Their HRA results were consistent with the seasonal samples’and the health risks were mainly concentrated in May.Overall,our study provides a suitable framework for water quality security,advice for managers,and references for administrators in other cities.

关键词： Drinking water quality Water quality index Health risk assessment Secondary water supply systems Heavy metals

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Tourmaline guiding the electric field and dechlorination pathway of 2,3-dichlorophenol by Desulfitobacterium hafniense

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Journal of Environmental Sciences 2024年第1期135卷 262-273页

作者： Yue Lu Fangyi Liang Fanzhi Qin Linrui Zhong Jianhong Jiang Qi Liu Shoujuan Zhang Ming Yan Changzheng Fan haoran dong College of Environmental Science and Engineering Hunan UniversityChangsha 410082China Shenzhen Research Institute Hunan UniverisyShenzhen 510082China Key Laboratory of Environment Biology and Pollution Control Hunan UniversityMinistry of EducationChangsha 410082China China Machinery International Engineering Design&Research Institute Co. Ltd.Changsha 410007China Hunan Engineering Research Center for Water Treatment Process&Equipment Changsha 410007China

The dehalogenation of organohalides has been a research hotspot in bioremediation field;however,the influence of tourmaline,a natural ore that can generate spontaneous electric field,on organohalide-respiring bacteria(OHRB)and their dechlorination process is not well known.In this study,the effect and mechanism of tourmaline on the reductive dechlorination of 2,3-dichlorophenol(2,3-DCP)by Desulfitobacterium hafniense DCB-2Twere explored.The characterization results confirmed that tourmaline had good stability and the optimal dosage of tourmaline was 2.5 g/L,which shortened the total time required for dechlorination reaction to 72 hr.Besides,tourmaline amendment also increased the proportion of 2-chlorophenol(2-CP)from 18%to 30%of end products,while that of 3-CP decreased correspondingly.The theoretical calculations showed that the bond charge of the orthosubstituted chlorine declined from-0.179 to-0.067,and that of meta-substituted chlorine increased from-0.111 to-0.129,which indicated that the spontaneous electric field of tourmaline affected the charge distribution of 2,3-DCP and was more conducive to the generation of 2-CP.Overall,tourmaline with the spontaneous electric field affected the reductive dechlorination pathway of Desulfitobacterium,and the tourmaline-OHRB combining system might serve as a novel strategy for the bioremediation of environments polluted with chlorinated phenols.

关键词： Reductive dechlorination Desulfitobacterium hafniense Tourmaline Electric field 2 3-dichlorophenol

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Rolling Decision Model of Thermal Power Retrofit and Generation Expansion Planning Considering Carbon Emissions and Power Balance Risk

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Energy Engineering 2024年第5期121卷 1309-1328页

作者： dong Pan Xu Gui Jiayin Xu Yuming Shen haoran Xu Yinghao Ma Economic and Technology Research Institute State Grid Anhui Electric Power Co.Ltd.Hefei230022China School of Electrical and Automation Engineering Hefei University of TechnologyHefei230009China

With the increasing urgency of the carbon emission reduction task,the generation expansion planning process needs to add carbon emission risk constraints,in addition to considering the level of power adequacy.However,methods for quantifying and assessing carbon emissions and operational risks are lacking.It results in excessive carbon emissions and frequent load-shedding on some days,although meeting annual carbon emission reduction targets.First,in response to the above problems,carbon emission and power balance risk assessment indicators and assessment methods,were proposed to quantify electricity abundance and carbon emission risk level of power planning scenarios,considering power supply regulation and renewable energy fluctuation characteristics.Secondly,building on traditional two-tier models for low-carbon power planning,including investment decisions and operational simulations,considering carbon emissions and power balance risks in lower-tier operational simulations,a two-tier rolling model for thermal power retrofit and generation expansion planning was established.The model includes an investment tier and operation assessment tier and makes year-by-year decisions on the number of thermal power units to be retrofitted and the type and capacity of units to be commissioned.Finally,the rationality and validity of the model were verified through an example analysis,a small-scale power supply system in a certain region is taken as an example.The model can significantly reduce the number of days of carbon emissions risk and ensure that the power balance risk is within the safe limit.

关键词： Carbon emission risk power balance risk thermal power retrofit generation expansion planning

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Spatial-temporal distribution and geochemistry of highly evolved Mesozoic granites in Great Xing’an Range,NE China:Discriminant criteria and geological significance

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Global Geology 2024年第1期27卷 20-34页

作者： WU haoran YANG Hao GE Wenchun JI Zheng dong Yu JING Yan JING Jiahao College of Earth Sciences Jilin UniversityChangchun 130061China State Key Laboratory of Lithospheric Evolution Institute of Geology and GeophysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100029China Key Laboratory of Mineral Resources Evaluation in Northeast Asia Ministry of Natural Resources of ChinaChangchun 130061China

Highly evolved granite is an important sign of the mature continent crust and closely associated with deposits of rare metals.In this work,the authors undertake systematically zircon U-Pb ages and whole rock elemental data for highly evolved granitic intrusions from the Great Xing’an Range(GXR),NE China,to elucidate their discriminant criteria,spatial-temporal distribution,differentiation and geodynamic mecha-nism.Geochemical data of these highly evolved granites suggest that high w(SiO_(2))(>70%)and differentiation index(DI>88)could be quantified indicators,while strong Eu depletion,high TE_(1,3),lowΣREE and low Zr/Hf,Nb/Ta,K/Rb could only be qualitative indicators.Zircon U-Pb ages suggest that the highly evolved gran-ites in the GXR were mainly formed in Late Mesozoic,which can be divided into two major stages:Late Ju-rassic-early Early Cretaceous(162-136 Ma,peak at 138 Ma),and late Early Cretaceous(136-106 Ma,peak at 126 Ma).The highly evolved granites are mainly distributed in the central-southern GXR,and display a weakly trend of getting younger from northwest to southeast,meanwhile indicating the metallogenic potential of rare metals within the central GXR.The spatial-temporal distribution,combined with regional geological data,indicates the highly evolved Mesozoic granites in the GXR were emplaced in an extensional environ-ment,of which the Late Jurassic-early Early Cretaceous extension was related to the closure of the Mongol-Okhotsk Ocean and roll-back of the Paleo-Pacific Plate,while the late Early Cretaceous extension was mainly related to the roll-back of the Paleo-Pacific Plate.

关键词： highly evolved granite Great Xing’an Range spatial-temporal distribution extensional environment

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生物质能与冷热电气联产耦合系统研究进展

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农业工程学报 2024年第4期40卷 14-28页

作者：张东姜钰湛李浩然柏建华张瑞兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730000 甘肃省太阳能与生物质互补多联供系统重点实验室兰州730000 甘肃电力科学研究院技术中心有限公司兰州730000

当前冷热电联产系统广泛与生物质气化、生物质厌氧发酵、生物质直燃等生物质能利用技术相耦合。合理耦合后不仅能发挥生物质资源储量大、分布广、可再生、低污染、利用方式多样等优点,更因生物质资源相较太阳能、风能等独有的可运输、... 详细信息

当前冷热电联产系统广泛与生物质气化、生物质厌氧发酵、生物质直燃等生物质能利用技术相耦合。合理耦合后不仅能发挥生物质资源储量大、分布广、可再生、低污染、利用方式多样等优点,更因生物质资源相较太阳能、风能等独有的可运输、可储存特点,可轻松实现冷热电的高效稳定输出,克服当前太阳能、风能等可再生能源利用时,由于可再生能源自身固有的时间不稳定性、空间不稳定性所带来的系统稳定性差的问题。凭借高能源利用率、低污染、运行稳定等优点,将生物质能利用技术与冷热电联产系统耦合越来越受到研究人员的青睐。该文综述了耦合生物质资源能源化利用的冷热电气联产系统的发展基础、系统集成、系统运行模式、系统多维评价及系统优化,结合当前研究现状,从多方面预测了相关系统的发展方向,为相关系统的推广与发展提供参考。

关键词：生物质再生能源优化系统集成冷热电联产

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新疆叶尔羌河流域景观生态风险评价及预测

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干旱区研究 2024年第4期41卷 684-696页

作者：司琪樊浩然董文明刘新平新疆农业大学公共管理学院(法学院) 新疆乌鲁木齐830052 新疆农业大学水利与土木工程学院新疆乌鲁木齐830052

景观生态风险评价是衡量一定范围内生态系统安全的重要手段。以叶尔羌河流域为研究区,综合Markov-PLUS模型与景观生态风险评价指数,分析并预测土地利用与景观生态风险的演变特征及未来多情景下的变化趋势,划分风险重点管理区域。结果表... 详细信息

景观生态风险评价是衡量一定范围内生态系统安全的重要手段。以叶尔羌河流域为研究区,综合Markov-PLUS模型与景观生态风险评价指数,分析并预测土地利用与景观生态风险的演变特征及未来多情景下的变化趋势,划分风险重点管理区域。结果表明:(1)2005—2020年叶尔羌河流域耕地、水体与建设用地增加,林地、草地与未利用地减少。2035年Ⅰ情景下土地利用遵循历史发展模式变化。相较于Ⅰ情景,Ⅱ情景下耕地增加,其他地类减少;Ⅲ情景下林地、草地与水体增加,耕地、建设用地与未利用地减少。(2)2005—2035年叶尔羌河流域景观生态风险整体呈上升趋势,空间分布呈“西南部低、东北部高”的特征。风险恶化区主要聚集在海拔较低的冲积平原,风险保持区主要分布在海拔较高的山地与冰川。(3)较Ⅰ情景与Ⅱ情景而言,Ⅲ情景景观生态风险指数均值较小,是未来流域实现生态保护和经济发展双赢的最优情景。(4)叶尔羌河流域东北部冲积平原为稳定高风险区,冲积平原边缘与西部山地为风险易变区,南部山地与冰川为风险增加滞后区。研究结果可为当地景观生态安全格局优化与生态风险防范或降低提供参考。

关键词：土地利用景观生态风险不同情景叶尔羌河流域新疆

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基于Meta分析的矿区周边土壤重金属污染特征及风险评价

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地学前缘 2024年第2期31卷 93-102页

作者：董鑫胡浩然张晓晴任大军张淑琴武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081 冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室湖北武汉430081

本文基于2002—2022年期间,知网、万方、Web of Science数据库收录的矿区周边土壤重金属文献数据,采用Meta分析方法,探讨我国不同地区和矿种类别的矿山开采对土壤重金属分布特征的影响。同时,结合地累积指数法和潜在生态风险指数法评估... 详细信息

本文基于2002—2022年期间,知网、万方、Web of Science数据库收录的矿区周边土壤重金属文献数据,采用Meta分析方法,探讨我国不同地区和矿种类别的矿山开采对土壤重金属分布特征的影响。同时,结合地累积指数法和潜在生态风险指数法评估矿区周边土壤重金属生态风险。Meta分析结果显示,我国矿区周边土壤中镉(Cd)、汞(Hg)、铜(Cu)、铅(Pd)、锌(Zn)、砷(As)、镍(Ni)和铬(Cr)的浓度相较于土壤背景值,分别增加了820.7%、309.6%、158.6%、158.6%、146.0%、103.4%、24.6%和15%,其中,Cd和Hg增加量较多。从地区来看,中南和西南地区的矿区周边土壤重金属的效应值较大,其重金属浓度增加量分别为285.7%和180.1%,其中西南、中南和华东地区矿山周边土壤中Cd、Hg、Zn、Pb和Cu的含量增加较为显著,华北和东北地区的Cd和As、西北地区的Cd和Hg增加较为显著。从矿种类型看,铅锌矿、多金属矿、铜矿、金矿、汞矿、钼矿、锰矿、锡矿和包含石墨矿等其他矿种的周边土壤重金属浓度增加量为166.4%~617.1%,其中铅锌矿开采会使得Cd、Hg、Pb和Zn显著累积,金矿开采对As、Hg和Pb累积显著,铜矿、石墨、硫铁矿等其他矿种对Cd和Cu的含量累积显著,各类型矿对Ni和Cr的累积影响都很小。地累积指数法和潜在生态风险指数法评价结果显示,我国矿区周边土壤Cd和Hg地累积污染指数分别达到中等和轻微污染等级,且大部分土壤位点二者都具有高等级的潜在生态风险,因此,需加强矿区周边重点重金属Cd和Hg的污染防治。

关键词：矿区土壤重金属 Meta分析土壤污染风险评价

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政策“工具-目标”下的中韩数字经济政策对比分析

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科技管理研究 2024年第11期44卷 36-46页

作者：赵玉龙董浩然宋蓉洛阳理工学院经济与管理学院河南洛阳471023 河南省高等学校人文社会科学重点研究基地(培育) 河南洛阳471023 洛阳理工学院绿色建材产业创新发展研究中心河南洛阳471023 河南省绿色建筑材料制造与智能装备重点实验室河南洛阳471023

以中国和韩国2004年9月—2023年6月颁布的数字经济相关政策文件为研究样本,从政策“工具-目标”视角出发,综合运用Python语言和Nvivo12软件,基于文本计量分析方法,深入分析对比中韩两国数字经济政策特征。研究发现:(1)中韩两国虽然在政... 详细信息

以中国和韩国2004年9月—2023年6月颁布的数字经济相关政策文件为研究样本,从政策“工具-目标”视角出发,综合运用Python语言和Nvivo12软件,基于文本计量分析方法,深入分析对比中韩两国数字经济政策特征。研究发现:(1)中韩两国虽然在政策主题方面都重视投入基础设施、技术、数据等要素,但中国更关注资源整合、数字化治理能力的提升,而韩国则侧重于通过投资引导推动各产业的数字化发展;(2)两国在政策工具维度方面也有所不同,中国缺乏需求面政策工具的使用,韩国则缺乏环境面政策工具的使用;(3)政策目标维度方面中韩两国也呈现出明显的差异,中国以基础设施、目标规划和组织领导支撑产业数字化和数字化治理,韩国则以技术支持、技术创新和安全监管推动数字产业化和数据价值化。为推动我国数字经济高质量发展,建议适时调整政策目标,优化政策工具组合,深化产学研合作,强化数字化治理能力,推动产业数字化转型,加强人才培养和引进。通过构建完善的数字经济政策体系,激发数字经济新动能,实现经济社会可持续发展。

关键词：数字经济政策政策工具政策目标文本计量对比分析

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考虑原动机调速特性的中压直流发电机组动态仿真模型

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电工技术学报 2024年第10期39卷 2974-2983页

作者：易新强王东刘海涛赵浩然袁志方电磁能技术全国重点实验室(海军工程大学) 武汉430033

鉴于原动机调速特性对舰船中压直流(MVDC)发电机组运行影响的重要性,该文基于十二相同步发电机及其三相交流励磁机数学模型提出MVDC发电机组动态建模方法,以解决多相整流发电机及其励磁系统难以考虑原动机动态调速特性的难题。以某型燃... 详细信息

鉴于原动机调速特性对舰船中压直流(MVDC)发电机组运行影响的重要性,该文基于十二相同步发电机及其三相交流励磁机数学模型提出MVDC发电机组动态建模方法,以解决多相整流发电机及其励磁系统难以考虑原动机动态调速特性的难题。以某型燃气轮机整流发电机组动态仿真模型为基础,建立了频率不同的十二相同步发电机与三相交流励磁机组合模型,阐述原动机调速与发电机励磁调压相互耦合的计算流程。实测与仿真结果表明,该型燃气轮机发电机组在突加20%负载工况时转速跌落较大,且转速恢复过程需约20 s,但MVDC发电机组通过调节励磁系统可在1 s内使直流母线电压恢复稳定,从而为负载提供稳定直流功率输出。在校准仿真模型的基础上,通过系统分析突加不同比例负载时的转速、燃油流量、励磁电流、输出电压等性能参数变化规律,获取了燃发机组允许突加负载上限约为30%的运行边界认知,为MVDC发电机组励磁系统设计以及如何预留充足的短时强励能力提供了理论支撑。

关键词：原动机调速特性 MVDC发电机组十二相整流发电机动态仿真模型

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基于自适应多曝光融合的高动态范围表面测量方法

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红外与激光工程 2024年第1期53卷 173-182页

作者：雷经发谢浩然李永玲吴东张淼赵汝海安徽建筑大学机械与电气工程学院安徽合肥230601 工程机械智能制造安徽省教育厅重点实验室安徽合肥230601 过程装备与控制工程四川省高校重点实验室四川自贡643000 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系安徽合肥230026

为解决结构光测量高动态范围表面物体时出现局部过度曝光或曝光不足的问题,提出一种改进的多曝光融合方法,利用自适应曝光代替手动曝光,并对图像融合过程进行优化。首先,将初始曝光时间下拍摄的图像利用直方图进行分析,将被测物体表面... 详细信息

为解决结构光测量高动态范围表面物体时出现局部过度曝光或曝光不足的问题,提出一种改进的多曝光融合方法,利用自适应曝光代替手动曝光,并对图像融合过程进行优化。首先,将初始曝光时间下拍摄的图像利用直方图进行分析,将被测物体表面反射率不同的区域分为若干组,分别计算出每个组别的最佳曝光时间;在此基础上,拍摄不同组别对应最佳曝光时间下投射白光和条纹的图像,并去除图像中超过设定阈值的高灰度值区域,再将投射白光处理后的图像制作成掩模图,与相同曝光时间下投射条纹处理后的图像相乘,进而对多组相乘后的图像进行亮度压缩与融合;最后,通过CLAHE算法提高融合后所生成条纹图的对比度与清晰度,并对条纹解相后进行点云重建和尺寸测量。实验结果表明:文中方法中自适应曝光相较于手动曝光具有高效性和准确性,U型卡、连接块、圆盘三个高动态范围表面物体的点云重建率分别高达99.98%、99.74%、99.76%,测量出的标准块阶梯高度差绝对误差为0.062 mm,相对误差仅为0.69%,该方法有效解决了高动态范围表面物体测量时点云缺失的问题,提高了三维轮廓的测量精度。

关键词：高动态范围表面物体自适应曝光时间多曝光融合技术三维轮廓检测

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