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生态脆弱煤矿区水体中微生物群落特征及矿井充水指示

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煤炭科学技术 2024年第1期52卷 255-266页

作者：范立民李涛高颖白如鸿孙强中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 六盘水师范学院矿业与机械工程学院贵州六盘水553004 陕西榆林能源集团有限公司陕西榆林719000

我国生态脆弱矿区水资源整体匮乏,但局部地区矿井涌水却异常巨大。对生态脆弱矿区异常矿井充水水源识别,对矿区生态环境保护意义重大。研究以涌水量超过1 000 m^(3)/h的榆树湾煤矿为背景,在分析矿井涌水量特征的基础上,采集了研究区主... 详细信息

我国生态脆弱矿区水资源整体匮乏,但局部地区矿井涌水却异常巨大。对生态脆弱矿区异常矿井充水水源识别,对矿区生态环境保护意义重大。研究以涌水量超过1 000 m^(3)/h的榆树湾煤矿为背景,在分析矿井涌水量特征的基础上,采集了研究区主要含水层和矿井涌水点的30个水样,开展了水样高通量微生物测序研究。对测序结果采用Alpha多样性分析、Beta多样性分析及微生物构成差异分析,系统研究了矿井水体中微生物群落特征,分析了矿井充水来源。研究结果表明:高通量测试结果通过了Coverage指数检验,验证了其用于矿井充水识别的可行性。但人类活动密切接触的水样显示出微生物更加丰富,需要在取样中有效规避。榆树湾煤矿浅表松散含水层中微生物丰富度和多样性都较高,以新鞘脂菌属(Novosphingobium)、梭杆菌属(Fusobacterium)和硫属(Sulfuricum)等微生物丰度最高;直罗组为代表的基岩含水层微生物丰富度较低,但微生物多样性较高,以丛毛单胞菌属(Comamonas)、蛲虫属(Vermiphilaceae)和巴氏杆菌(Paeniglutamicibacter)等微生物丰度最高。所有水样中最为优势的门类为变形菌门,占比达到35.5%~89.7%。Alpha多样性、PCoA和NSDM分析揭示了榆树湾矿井充水水源主要来自松散含水层和直罗组含水层。但Beta多样性分析发现,随着直罗组静储量的释放,松散层中离石组黄土充水比例进一步增大。综合分析显示,榆树湾煤矿目前为基岩含水层快速释水+离石组含水层持续释水模式的充水模式,矿井涌水统计分析结果验证了这一结论。研究为相似化学成分含水层充水识别,提供了新的方法。

关键词：保水采煤高通量测序矿井充水微生物群落涌水规律

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基于单传感器的三波段共口径光学系统设计

中国光学（中英文） 2024年第2期17卷 382-389页

作者：张坤李京宸孙思谌庆荣杨帆中国科学院光电技术研究所四川成都610209 中国科学院光场调控科学技术全国重点实验室四川成都610209

针对现有多波段成像系统体积大、功耗高和集成化设计困难的问题,本文提出了一种基于单传感器的三波段共口径成像光学系统的设计方法。首先,在光学系统的光阑处设计1×2多波段透镜阵列,把可见光波段和短波红外波段同时成像在一个像平面上... 详细信息

针对现有多波段成像系统体积大、功耗高和集成化设计困难的问题,本文提出了一种基于单传感器的三波段共口径成像光学系统的设计方法。首先,在光学系统的光阑处设计1×2多波段透镜阵列,把可见光波段和短波红外波段同时成像在一个像平面上,并把两个波段中心波长的成像位置偏差控制在一个像元内以实现双波段融合成像。然后,针对双波段成像衍射极限不同的问题,提出分通道透镜阵列的离轴偏移量和通光口径大小联合优化方法,并采用双电动光阑高速控制三个成像通道的切换速度。最后,设计了一个基于单传感器的焦距为30 mm,工作波段分别为480~900 nm、900~1700 nm和480~1700 nm的三波段共口径光学系统。设计及分析结果表明该系统具有成像质量好、结构紧凑、无运动光学元件、成像波段切换速度快等优点。

关键词：单传感器透镜阵列多波段成像系统光学设计

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隧道衬砌裂缝特征对承载力的影响分析

哈尔滨工业大学学报 2024年第7期56卷 37-45页

作者：刘学增李振杨芝璐桑运龙孙州同济大学土木工程学院上海200092 岩土及地下工程教育部重点实验室(同济大学) 上海200092 上海地下基础设施安全检测与养护装备工程技术研究中心上海200092 上海同岩土木工程科技股份有限公司上海200092

为明确松动荷载作用下,衬砌裂缝特征对结构承载性能的影响,通过1∶10模型试验和数值分析研究了带裂缝结构的受力变形特征、破坏模式和极限承载能力。结果表明:对于预制裂缝长度不超过L/3(试件纵向长度)、深度不超过0.7 H(试件厚度)的试... 详细信息

为明确松动荷载作用下,衬砌裂缝特征对结构承载性能的影响,通过1∶10模型试验和数值分析研究了带裂缝结构的受力变形特征、破坏模式和极限承载能力。结果表明:对于预制裂缝长度不超过L/3(试件纵向长度)、深度不超过0.7 H(试件厚度)的试件,裂缝发展存在阶段性特征,试件破坏由拱腰失效引起,属于延性破坏。对于预制裂缝长度不低于2 L/3或深度不低于0.9 H的试件,裂缝发展过程不存在阶段性特征,试件破坏由拱顶失效引起,属于脆性破坏;随裂缝长度和深度增加,结构极限承载力降低。当预制裂缝长度为L/3且深度为0.3 H、0.7 H、0.9 H,以及长度为2 L/3且深度为0.3 H、0.7 H时,试件极限承载力依次为完整试件的86.96%、78.26%、73.91%、69.57%、60.87%。相比于裂缝深度,纵向长度对结构承载性能影响更明显,可作为裂缝评价的重要指标;提出了基于裂缝特征的衬砌承载力预测公式,可明确带裂衬砌的极限承载力,为结构性能评估、加固时机及加固参数的选取提供依据。

关键词：隧道工程极限承载力模型试验裂缝特征扩展有限元

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高产胆盐水解酶乳杆菌的筛选及对新生大鼠黄疸的防治作用

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食品科学 2024年第11期45卷 118-127页

作者：张慧敏李彬彬潘晓花孙嘉江南大学食品学院江苏无锡214122

为筛选高产胆盐水解酶的乳杆菌,探究其对新生儿黄疸的防治作用。采用添加了25 U/mL制霉菌素的LBS选择性培养基,从健康新生儿粪便和母乳中筛选乳杆菌并鉴定种类;以鼠李糖乳杆菌LGG为阳性对照,体外评估菌株的益生菌特性;利用盐酸苯肼诱导... 详细信息

为筛选高产胆盐水解酶的乳杆菌,探究其对新生儿黄疸的防治作用。采用添加了25 U/mL制霉菌素的LBS选择性培养基,从健康新生儿粪便和母乳中筛选乳杆菌并鉴定种类;以鼠李糖乳杆菌LGG为阳性对照,体外评估菌株的益生菌特性;利用盐酸苯肼诱导新生SD大鼠黄疸模型,通过分析血清胆红素水平和肝脏组织的损伤情况,以及肝脏炎症因子、核转录因子的相对表达水平,探究高产胆盐水解酶乳杆菌对新生大鼠黄疸的防治作用及机制。结果表明,来自婴儿粪便的格氏乳杆菌FWJL-5在体外具良好的益生特性,并且产胆盐水解酶能力优于LGG,能够显著缓解新生大鼠胆红素水平升高、肝脏组织肿胀和溶血症状,减少肝脏损伤中肝酶的释放,抑制促炎因子的分泌,促进UGt1A1和上游核转录因子孕烷X受体(pregnane X receptor,pXR)、法尼醇X受体(farnesol X receptor,FXR)的表达。综上所述,婴儿粪便来源的格氏乳杆菌FWJL-5可通过上调核受体FXR/pXR促进UGt1A1表达以调节肝脏胆红素代谢,从而减轻新生大鼠黄疸症状,本研究可为格氏乳杆菌防治新生儿黄疸提供新思路。

关键词：格氏乳杆菌胆盐水解酶新生儿黄疸胆红素代谢

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北京先农坛建筑彩画颜料的光谱学研究

光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 983-990页

作者：马峻杰李岩吴福容何康王凤平北京科技大学数理学院北京100083

北京先农坛是明清时期皇家祭祀建筑的重要历史遗迹,是中华民族传统重农思想的传播载体,见证着中华文化源远流长。在自然和人为因素的长期影响下,先农坛建筑彩画出现了烟熏、剥落等多种病害,亟待保护。为了获取先农坛建筑彩画中的物质成... 详细信息

北京先农坛是明清时期皇家祭祀建筑的重要历史遗迹,是中华民族传统重农思想的传播载体,见证着中华文化源远流长。在自然和人为因素的长期影响下,先农坛建筑彩画出现了烟熏、剥落等多种病害,亟待保护。为了获取先农坛建筑彩画中的物质成分信息以支撑彩画的保护修复工作,应用便携式拉曼光谱仪、便携式X射线荧光(XRF)对先农坛具服殿中三幅具有代表性的建筑彩画进行无损分析,结合显微拉曼光谱、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)等方法对残片的分析,成功获得了绘制彩画所用颜料的主要成分。结果表明,三幅彩画的打底材料均含有碳酸钙,金龙图案表面有金箔留存。此外,在原始彩画中使用了朱砂、铅丹、铅白、氯铜矿和靛蓝等颜料;修复彩画中除上述朱砂、铅丹、铅白外,在金龙图案区域检测到了铅丹和雌黄的混用,且所用蓝色和绿色颜料分别为群青和巴黎绿,这与原始彩画中所使用的颜料不同;在重绘彩画中鉴别出多种近代合成颜料,如钛白、铬黄、苏丹红Ⅰ、酞菁绿、群青、亮红色β-萘酚等。根据颜料的使用情况结合史料记载,确定了三幅彩画的绘制时期分别为1754年、1860年以及1997年左右。由于缺乏对原始彩画中所用颜料的了解,导致后期修复的彩画所用颜料与原始彩画不同。该研究不仅有助于建筑彩画保存历史的判断,更为彩画的保护提供了可靠依据,对后续的保护和修复工作具有重要的指导意义。

关键词：北京先农坛拉曼光谱建筑彩画颜料

新型三元复合材料对低浓度含铀废水的去除性能及机制

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稀有金属 2024年第2期48卷 196-213页

作者：张益硕周仲魁李龙祥孙占学东华理工大学水资源与环境工程学院核资源与环境国家重点实验室江西南昌330013

为解决羟基磷灰石(HAP)基吸附材料合成步骤复杂、易团聚及成本高等问题,采用一步水热法合成十六烷基三甲基溴化铵改性羟基磷灰石-膨润土(CTAB-HAP-B)三元复合材料,并研究其对低浓度含铀废水的去除性能。通过单因素试验和正交试验得出,... 详细信息

为解决羟基磷灰石(HAP)基吸附材料合成步骤复杂、易团聚及成本高等问题,采用一步水热法合成十六烷基三甲基溴化铵改性羟基磷灰石-膨润土(CTAB-HAP-B)三元复合材料,并研究其对低浓度含铀废水的去除性能。通过单因素试验和正交试验得出,当pH为4.0,铀(VI)浓度为10 mg·L^(-1),时间为160 min,温度为室温(298.15 K),CTAB-HAP-B用量为0.05 g,转速为165 r·min^(-1),废水体积为50 ml时,其对低浓度含铀废水去除率可达99%左右。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、全自动比表面分析(BET)、全自动孔隙度分析(BJH)、X射线光电子能谱(XPS)和傅立叶红外光谱(FTIR)对CTAB-HAP-B的形貌、比表面积、孔径、元素组成、晶型、表面官能团进行表征,得出其吸附机制主要为离子交换和官能团的配位。优化了HAP基吸附材料对低浓度含铀废水的去除性能,可为低浓度含铀废水的处理提供试验依据,并提出环境吸附材料的研究需利用不同材料之间的协同作用以克服单一吸附材料的局限性,该思路有利于未来研究和设计潜在的环境功能吸附材料。

关键词：吸附新型复合材料机制铀

聚集指数和最大羧化速率对基于遥感产品的植被生产力估算的影响

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林业科学 2024年第6期60卷 25-36页

作者：李琪孙睿柏佳张静宇张赫林遥感科学国家重点实验室北京市陆表遥感数据产品工程技术研究中心北京师范大学地理科学学部北京100875

【目的】明确聚集指数和最大羧化速率遥感产品对BEPS模型估算植被生产力的影响。【方法】利用中国陆地通量站点观测数据,分析BEPS模型中聚集指数(CI)和最大羧化速率(V_(cmax))的敏感性程度,并比较聚集指数和最大羧化速率遥感产品对植被... 详细信息

【目的】明确聚集指数和最大羧化速率遥感产品对BEPS模型估算植被生产力的影响。【方法】利用中国陆地通量站点观测数据,分析BEPS模型中聚集指数(CI)和最大羧化速率(V_(cmax))的敏感性程度,并比较聚集指数和最大羧化速率遥感产品对植被生产力估算的精度提升作用。在此基础上估算2012年中国陆地生态系统植被生产力,通过与参数缺省值估算结果对比,研究CI和V_(cmax)的时空变化对模型估算结果的影响。【结果】1) CI和V_(cmax)均为BEPS模型中较为敏感的参数,两者均与植被生产力呈正相关关系,且不同植被类型下V_(cmax)敏感性均高于CI。2)聚集指数和最大羧化速率遥感产品同时使用情况下,模拟结果的误差最小,精度最高,总初级生产力(GPP)均方根误差从665.60 g·m^(-2)a^(-1)降至584.71 g·m^(-2)a^(-1),平均误差和相对平均误差均为4种模拟情况最低值。3)2012年中国陆地生态系统GPP和净初级生产力(NPP)总量分别为5.21和2.49 Pg·a^(-1),受CI遥感产品(NDHD-CI)和V_(cmax)遥感产品(SIF-V_(cmax))的时空变化影响,GPP和NPP估算分别较模型缺省值偏低3.06%和4.72%。【结论】NDHD-CI和SIF-V_(cmax)能够提升BEPS模型估算植被生产力的精度,未来可对其他高敏感度参数和模型机理进行优化改进。受CI和V_(cmax)时空变化影响,植被生产力估算结果略低于缺省情况。V_(cmax)对植被生产力估算影响高于CI。

关键词：植被生产力 BEPS模型聚集指数最大羧化速率

一种概率-Voronoi自适应高维模型表达的新能源电力系统小干扰失稳风险评估方法

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中国电机工程学报 2024年第3期44卷 932-947,I0007页

作者：周一辰孙佳辉李永刚马静华北电力大学电力工程系河北省保定市071003 新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学) 北京市昌平区102206

电力系统中新能源和负荷的不确定性给小干扰稳定性带来挑战。鉴此,该文中提出一种概率-Voronoi自适应采样的高维模型表达方法用于新能源电力系统小干扰失稳风险评估。首先,简要介绍基于高维模型表达的小干扰失稳风险评估步骤和方法,分... 详细信息

电力系统中新能源和负荷的不确定性给小干扰稳定性带来挑战。鉴此,该文中提出一种概率-Voronoi自适应采样的高维模型表达方法用于新能源电力系统小干扰失稳风险评估。首先,简要介绍基于高维模型表达的小干扰失稳风险评估步骤和方法,分析模型求解和配点选择对高维模型表达建模精度的影响;然后,基于移动最小二乘法的求解特性分析,提出动态半径选择方法,提高计算准确度和求解效率;而后,改进自适应-Voronoi采样方法,将其和概率思想结合,得到概率-Voronoi采样方法,提高风险评估建模采样的高效性。结合动态半径移动最小二乘法和概率-Voronoi采样法,建立小干扰失稳风险评估的高维模型表达。最后,多个新能源电力系统为例,对比分析所提方法的准确性与高效性,并结合实际源荷不确定数据与电网结构,验证研究的实用性。

关键词：新能源高维模型表达小干扰稳定性 Voronoi分区自适应

青藏高原中部伦坡拉盆地新生代地层年代、古环境与古高度研究综述

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科学通报 2024年第18期69卷 2463-2479页

作者：孙继敏李建国刘卫国靳春胜中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院南京地质与古生物研究所南京210008 中国科学院地球环境研究所西安710061

新生代以来,地球上最为显著的地貌变化就是印度与亚洲板块碰撞导致的青藏高原隆升.长期以来,关于碰撞的起始时间、碰撞方式与过程以及古高度等均有较大的争议.本文主要针对近年在古高度重建方面最受关注的高原中部伦坡拉盆地的研究进行... 详细信息

新生代以来,地球上最为显著的地貌变化就是印度与亚洲板块碰撞导致的青藏高原隆升.长期以来,关于碰撞的起始时间、碰撞方式与过程以及古高度等均有较大的争议.本文主要针对近年在古高度重建方面最受关注的高原中部伦坡拉盆地的研究进行了综述,旨在总结年代学、古环境演变以及古高度重建方面的进展和分歧.首先,伦坡拉盆地的新生代地层年代近年获得了长足的进展,特别是在伦坡拉盆地的牛堡组和丁青组地层陆续发现了10层左右的凝灰岩,为限定地层时代提供了很好的绝对年龄约束,牛堡组的时代已经从此前的古新世-始新世调整为始新世-早渐新世,丁青组则为晚渐新世至晚中新世.其次,伦坡拉盆地牛堡组的植物化石揭示了早始新世晚期(47 Ma)为热带亚热带湿润的森林环境,始新世晚期(39 Ma)则为亚热带开阔森林环境.丁青组的植被类型以暖温带针阔叶混交林为主.丁青组中、下部地层记录了40万年准周期的干湿旋回,表明地球轨道的长周期偏心率波动驱动了该时期伦坡拉盆地的古降水变化;而丁青组上部的稳定同位素记录揭示了14 Ma以来高原中部发生的降温与干旱增强事件,而且该事件是对14 Ma以来东南极冰盖扩张、全球持续变冷事件的响应.此外,伦坡拉盆地牛堡组中段及丁青组含有丰富的动植物化石.近年,越来越多的生物学证据(包括植物大化石与孢粉)表明,伦坡拉盆地在晚始新世的古高度基本在2000~2700 m左右,晚渐新世-早中新世初期(26~20 Ma)的古高度为3000~3200 m.即便到晚中新世早期的12 Ma,水生浮叶植物的证据表明,伦坡拉盆地古湖面的最大高度为3400 m,由此表明伦坡拉盆地的海拔高度很可能在晚中新世以后仍有1200 m左右的上升.

关键词：青藏高原隆升伦坡拉盆地牛堡组与丁青组时代古环境古高度