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金属螯合蛋白异源表达提高***对镉的生物吸附能力:修复潜力和潜在机制

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Journal of Central South University 2024年第4期31卷 1265-1275页

作者：武晨吴玉俊易盛炜李峰 College of Environment and Resources Xiangtan UniversityXiangtan 411105China Hunan Provincial University Key Laboratory for Environmental and Ecological Health Xiangtan UniversityXiangtan 411105China Hunan Provincial University Key Laboratory for Environmental Behavior and Control Principle of New Pollutants Xiangtan UniversityXiangtan 411105China

镉(Cd)作为一种生物非必需的有毒重金属,通过自然排放或人类活动进入环境,对人类健康构成威胁。在微生物中高效表达金属螯合蛋白(MCP)可以增强生物对Cd的吸附能力。本研究构建了mcp基因编码的MCP的异源表达体系(GEM01),探究了其对Cd的... 详细信息

镉(Cd)作为一种生物非必需的有毒重金属,通过自然排放或人类活动进入环境,对人类健康构成威胁。在微生物中高效表达金属螯合蛋白(MCP)可以增强生物对Cd的吸附能力。本研究构建了mcp基因编码的MCP的异源表达体系(GEM01),探究了其对Cd的吸附效果和潜在机制。结果表明,Cd^(2+)调控GEM01中mcp基因丰度,mcp基因的表达增加了Cd^(2+)的生物吸附能力(8.09 mg/g,比对照组高2.32倍)。在GEM01自溶过程中Cd^(2+)的保留率为87.87%。荧光光谱和分子动力学模拟表明了Cd^(2+)与MCP之间存在较强的相互作用且Cd^(2+)影响了MCP的二级结构。FT-IR证明了MCP中的官能团(如羧基、甲基和亚甲基)参与了MCP与Cd^(2+)的相互作用。分子对接进一步表明MCP蛋白表面的一些极性和亲水残基(如天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸和组氨酸)通过静电引力与Cd^(2+)结合。本研究为MCP介导的Cd^(2+)生物修复提供了新的见解,为微生物修复重金属污染提供了基因资源。

关键词：镉 mcp基因金属螯合蛋白相互作用微生物修复

Utilization of Basalt Saw Mud as a Spherical Porous Functional Aggregate for the Preparation of Ordinary Structure Concrete

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Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2024年第2期39卷 364-375页

作者：周永祥关青锋 LENG Faguang WANG Jing li Tianjun Faculty of Architecture Civil and Transportation EngineeringBeijing University of TechnologyBeijing 100124China Key Laboratory of Urban Security and Disaster Engineering of Ministry of Education Beijing University of TechnologyBeijing 100012China School of Materials Science and Engineering Southeast UniversityNanjing 211189China Institute of Building Materials China Academy of Building ResearchBeijing 100013China State Key Laboratory of Building Safety and Built Environment Beijing 100013China Zhejiang Chinavigor E.P.Technology Co. Ltd.Zhejiang 315043China

To promote the production and application of artificial aggregates,save natural sand resources and protect the ecological environment,we evaluated the feasibility of using spherical porous functional aggregates(SPFAs) formed by basalt saw mud under autoclave curing in ordinary structural *** our work,two types of prewetted functional aggregates were taken as replacements for natural aggregates with different volume substitution rates(0%,5%,10%,15%,20%,25%,and 30%) in the preparation of ordinary structural concrete with water-to-binder ratios(W/B) of 0.48 and *** effects of the functional aggregate properties and content,W/B,and curing age on the fluidity,density,mechanical properties and autogenous shrinkage of ordinary concrete were *** experimental results showed that the density of concrete declined at a rate of not more than 5%,and the 28 d compressive strength could reach 31.0-68.2 *** W/B,long curing age and high-quality functional aggregates were conducive to enhancing the mechanical properties of SPFAs *** the rolling effects,SPFAs can optimize the particle gradation of aggregate systems and improve the fluidity of concrete,and the water stored inside SPFAs provides an internal curing effect,which prolongs the cement hydration process and considerably reduces the autogenous shrinkage of *** exhibits high strength and high density,as well as being more cost-effective and ecological,and is expected to be widely employed in ordinary structural concrete.

关键词： lightweight concrete civil concrete building basalt saw mud fly ash internal curing environmentally friendly

俯冲带流体——来自(超)高压变质岩石的证据

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地质学报 2024年第3期98卷 758-782页

作者：高俊李继磊马智佩 Reiner KLEMD 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学北京100049 Geo Zentrum Nordbayern Universität ErlangenSchlossgarten 5a91054 ErlangenGermany

俯冲带是地球上岩浆活动、高压—超高压变质作用、中深源地震、壳幔物质交换、元素循环和铜金大规模成矿的集中发生场所。富水流体不仅调控了这些地质作用,而且也深刻影响了全球C、S等挥发分的循环。当蚀变大洋岩石圈及上覆沉积物进入... 详细信息

俯冲带是地球上岩浆活动、高压—超高压变质作用、中深源地震、壳幔物质交换、元素循环和铜金大规模成矿的集中发生场所。富水流体不仅调控了这些地质作用,而且也深刻影响了全球C、S等挥发分的循环。当蚀变大洋岩石圈及上覆沉积物进入俯冲带中深部(15~300 km),伴随由葡萄石-绿纤石相至超高压榴辉岩相的递进变质作用,含水矿物在不同深度的分解造成流体释放为一连续过程。除极端高地温梯度环境之外,大多数俯冲带洋壳释放的流体为富水流体。但,俯冲带不同深度所产生的流体特征有明显差异。出露于全球造山带的高压—超高压变质地体保存了分凝体、脉体、水压致裂角砾岩等流体作用的有力证据,绿辉石、石榴子石、绿帘石等矿物中原生流体包裹体为流体的直接记录。在俯冲带中等深度(liLE)、轻元素(B、li)富集和高场强元素(HFSE)亏损的特点。当深度≥65 km时,流体转化为类似于超临界性质的溶液,含CH_(4)、C_(2)H_(6)、H_(2)S等挥发分,其所含主量元素溶质显著增加,微量元素除liLE等外,还负载相当量的HFSE和过渡族成矿元素。俯冲带65~100 km深度,为富水流体向超临界流体转变的区间。这种流体具有“亚超临界”性质,发生了氧化还原性质和元素溶解能力的渐变,并伴随硬柱石和角闪石的最终耗尽。高压变质岩石及相关脉体的O、Sr、Nd和金属同位素示踪研究表明俯冲带流体的源区多样,有蚀变基性洋壳、地幔橄榄岩和沉积物,并保存了海底热液蚀变作用的印迹。流体以脉冲方式沿网络状裂隙呈隧道式运移和传输,规模可达千米级,时间尺度在数月至数百年。目前通过高压—超高压变质岩的研究对俯冲带流体已经有了深入的了解,但展望未来,该领域依然有诸多争议和科学问题值得探索。

关键词：俯冲带流体地质证据流体相性质化学成分 C-S循环

面向交通事故检测及预防的异质传感器布设方法

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吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 969-978页

作者：曹倩李志慧陶鹏飞李海涛马永建吉林大学交通学院长春130022

目前,道路交通事故检测及预防中缺乏异质传感器布设的相关技术标准和理论指导,为此本文提出了一种面向事故检测及预防的异质传感器布设方法。考虑到交通事故的不确定性,该方法利用历史交通事故数据,获取道路事故风险的稳定空间分布,从... 详细信息

目前,道路交通事故检测及预防中缺乏异质传感器布设的相关技术标准和理论指导,为此本文提出了一种面向事故检测及预防的异质传感器布设方法。考虑到交通事故的不确定性,该方法利用历史交通事故数据,获取道路事故风险的稳定空间分布,从而将传感器布设问题转化为道路事故风险的最优覆盖问题。以覆盖质量最大为目标,以布设成本、事故检测误差等为约束,构建异质传感器布设的组合优化模型。通过国际公开事故数据与道路场景验证本文方法的有效性,结果显示不同成本约束下传感器布设方案均能够与道路事故风险有效匹配,且均能达到事故的预期覆盖效果。因此,本文方法能够满足事故不确定性下的传感器布设需求,实现异质传感器优化布设。

关键词：交通工程传感器布设组合优化异质传感器事故检测与预防

Construction of electron rich Fe active sites by FeCu alloy anchoring on carbon nitride for photocatalytic nitrogen reduction

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Rare Metals 2024年第4期43卷 1570-1579页

作者： Gang Dong Cong Huang Fei-Yang Chen Xue-Qin liu Zhen li Xiao-li Su Tao Zeng Yun-Xia Chen Yi-Huang Chen Yang Wang School of Materials Science and Engineering Jingdezhen Ceramic UniversityJingdezhen333403China Faculty of Materials Science and Chemistry China University of GeosciencesWuhan430074China College of Chemistry and Materials Engineering Wenzhou UniversityWenzhou325035China

Given the clean and inexhaustible solar energy from solar light,photocatalytic ammonia synthesis is extremely ***,high electron-hole recombination rates and insufficient active sites severely limited N2 photoreaction ***,we designed and fabricated FeCu alloy nanoparticles anchored on carbon nitride nanosheets with excellent photocatalyt ic ammonia synthesis *** a coupler between Fe and carbon nitride,Cu promotes the separation of photogenerated charge carriers in carbon nitride under solar light irradiation,and renters the semiconductor a forceful electron donor for the Fe active *** accumulated electrons at Fe sites furtherly facilitated the adsorption and activation of the molecular ***,the uniform dispersed FeCu alloy nanoparticles were on carbon nitride nanosheets enhanced the stability of photocataly tic nitrogen reduction reaction,making the artificial photocataly tic ammonia synthesis more sustainable for *** work highlights that a direct electron transfer channel can be used to regulate the photochemical nitrogen fixation network.

关键词： Photocatalytic N_2 fixation Carbon nitride FeCu alloy Active sites Hydrogenation pathway

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钢桥面板U肋-盖板焊缝疲劳裂纹萌生仿真

交通运输工程学报 2024年第1期24卷 131-145页

作者：赵秋唐琨李英豪邓俊逸福州大学土木工程学院福建福州350116 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为建立适用于钢桥面板U肋-盖板焊缝疲劳裂纹萌生分析方法,以Roe-Siegmund循环内聚力模型为基础,考虑混合加载模式下的内聚力参数转换,对ABAQUS进行二次开发,形成反映疲劳累计损伤的VUMAT子程序;通过试验数据获得了Q345钢材对应的焊接区... 详细信息

为建立适用于钢桥面板U肋-盖板焊缝疲劳裂纹萌生分析方法,以Roe-Siegmund循环内聚力模型为基础,考虑混合加载模式下的内聚力参数转换,对ABAQUS进行二次开发,形成反映疲劳累计损伤的VUMAT子程序;通过试验数据获得了Q345钢材对应的焊接区域材料内聚力参数,基于Voronoi图法、焊接区域晶粒微观形态与力学特性建立了U肋-盖板焊缝焊趾处微观晶粒组织,并与宏观二维平面应变模型合并,模拟了多尺度疲劳裂纹萌生;结合等效结构应力法和线弹性断裂力学裂纹扩展理论,考虑初始缺陷形态和疲劳断裂临界标准反推了不同应力水平下的累积内聚力长度,进而得到疲劳裂纹萌生寿命的计算方法。分析结果表明:采用提出的方法模拟U肋-盖板焊缝焊趾裂纹萌生行为时,裂纹在焊趾处萌生并垂直于顶板表面进行扩展,形成了穿晶断裂模式,微观晶粒组织应力分布随裂纹萌生及短裂纹扩展而不断变化,且随着微观晶粒组织分布和力学特性的随机性变化,仿真结果中的短裂纹扩展路径细节与临界循环次数均不相同;反推得到的累积内聚力长度随初始缺陷形状比、长裂纹扩展临界深度、微观晶粒组织分布及其力学特性以及所处应力幅值的不同产生变化,考虑上述因素获取的累积内聚力长度-等效结构应力幅拟合曲线能够获取对应的裂纹萌生寿命。由此可知,建立的多尺度疲劳裂纹萌生仿真分析方法可为钢桥面板疲劳裂纹萌生寿命的获取提供新的解决路径。

关键词：桥梁工程钢桥面板循环内聚力模型 Voronoi图法断裂力学等效结构应力法

基于视锥距离和自适应权重卡尔曼滤波的多传感器融合算法

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中国公路学报 2024年第3期37卷 194-203页

作者：李杰张洛维王晓燕胡铮兰海王志勇王莉北京建筑大学机电与车辆工程学院北京102616 北京物资学院信息学院北京101149 中国北方车辆研究所车辆传动重点实验室北京100072

为提升智能驾驶系统的环境感知能力,采用多模态传感器并结合人工智能技术解决单模态传感器在环境感知方面存在识别效果差、易受干扰等问题。然而,跨模态传感器间的特征匹配仍存在问题,如特征表示不一致、感知误差、延迟误差等。为解决... 详细信息

为提升智能驾驶系统的环境感知能力,采用多模态传感器并结合人工智能技术解决单模态传感器在环境感知方面存在识别效果差、易受干扰等问题。然而,跨模态传感器间的特征匹配仍存在问题,如特征表示不一致、感知误差、延迟误差等。为解决这些问题,提出一种基于视锥距离度量的方法,构建了目标匹配矩阵,使用匈牙利算法进行帧间关联匹配。并引入自适应权重调节技术优化卡尔曼滤波算法,实现了低复杂度高效的跨模态传感器融合目标检测与跟踪。对比交并比(IoU)度量和欧氏距离度量,所提方法在骑行者和行人类别中,多目标跟踪准确度(MOTA)分别提升至81.22%和58.62%。研究结果表明,融合方法的均方根误差达到了0.349 0,相比相机和激光雷达单独预测方法分别减少了30.37%和30.53%,证实了所提出的自适应权重卡尔曼滤波融合跟踪方法的准确性。在KITTI数据集上的多目标跟踪实验测试,准确度达到了88.25%,与当前主流方法性能相当。在多种天气环境下的测试结果也展示了优异的性能,车辆、行人、骑行者的目标检测准确率分别达到了96.40%、75.51%和91.87%。相较于单一传感器,该融合方法在多种路况下表现出更优越的检测效果,提高了系统的可靠性与鲁棒性,为无人驾驶技术的进一步发展奠定了坚实基础。

关键词：汽车工程多目标跟踪传感器融合视锥距离卡尔曼滤波

Simulation Method and Feature Analysis of Shutdown Pressure Evolution During Multi-Cluster Fracturing Stimulation

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Energy Engineering 2024年第1期121卷 111-123页

作者： Huaiyin He Longqing Zou Yanchao li Yixuan Wang junxiang li Huan Wen Bei Chang lijun liu Shale Gas Exploration and Development Department CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co.Ltd.Chengdu610051China College of Energy Chengdu University of TechnologyChengdu610059China

Multistage multi-cluster hydraulic fracturing has enabled the economic exploitation of shale reservoirs,but the interpretation of hydraulic fracture parameters is *** pressure signals after pump shutdown are influenced by hydraulic fractures,which can reflect the geometric features of hydraulic *** shutdown pressure can be used to interpret the hydraulic fracture parameters in a real-time and cost-effective *** this paper,a mathematical model for shutdown pressure evolution is developed considering the effects of wellbore friction,perforation friction and fluid loss in *** efficient numerical simulation method is established by using the method of *** on this method,the impacts of fracture half-length,fracture height,opened cluster and perforation number,and filtration coefficient on the evolution of shutdown pressure are *** results indicate that a larger fracture half-length may hasten the decay of shutdown pressure,while a larger fracture height can slow down the decay of shutdown pressure.A smaller number of opened clusters and perforations can significantly increase the perforation friction and decrease the overall level of shutdown pressure.A larger filtration coefficient may accelerate the fluid filtration in the fracture and hasten the drop of the shutdown *** simulation method of shutdown pressure,as well as the analysis results,has important implications for the interpretation of hydraulic fracture parameters.

关键词： Multistage multi-cluster hydraulic fracturing pump shutdown pressure feature analysis numerical simulation

某金矿氰化尾渣氧化焙烧无害化处置及机理研究

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第2期45卷 262-269页

作者：宋岩赵冰李艳军赵羚伯东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819 东北大学难采选铁矿资源高效开发利用技术国家地方联合工程研究中心辽宁沈阳110819

针对某金矿氰化尾渣络合氰化物占比极高的特点,采用氧化焙烧工艺处理氰化尾渣.试验结果表明,将氰化尾渣样品在焙烧温度550℃,焙烧时间30 min,O_(2)体积分数20%,总气量600 mL/min条件下进行氧化焙烧试验,可将氰化尾渣中的总氰化物含量降... 详细信息

针对某金矿氰化尾渣络合氰化物占比极高的特点,采用氧化焙烧工艺处理氰化尾渣.试验结果表明,将氰化尾渣样品在焙烧温度550℃,焙烧时间30 min,O_(2)体积分数20%,总气量600 mL/min条件下进行氧化焙烧试验,可将氰化尾渣中的总氰化物含量降至检出限0.04 mg/kg以下,同时硫元素保留率达到82.22%.针对相应的铁氰络合物K_(4)Fe(CN)_(6)进行热重分析,结果表明K4Fe(CN)_(6)首先被氧化为KCNO,进而氧化为K_(2)CO_(3),两阶段均伴随有CO_(2),CO,NO_(2),NO等气态产物生成,且第一阶段伴随有副反应发生.该工艺不仅可以将氰化尾渣中的氰化物特别是络合氰化物有效分解,同时可保证尾渣中硫元素不易被氧化,大幅减少后续烟气脱硫成本,具有广泛的应用前景.

关键词：氰化尾渣焙烧络合氰化物氧化分解无害化处置