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中国东部主要河流和边缘海碎屑沉积物Sr-Nd同位素特征及物源示踪意义

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中国科学:地球科学 2025年

作者：高小宝李超段知非郭玉龙杨守业同济大学海洋地质国家重点实验室

沉积物的Sr-Nd同位素是物源示踪研究中最常用的方法之一.本文系统收集整理了中国东部主要河流（黄河、长江、东南沿海河流、台湾地区河流）和边缘海（黄海、东海）及冲绳海槽表层细粒沉积物的304个Sr同位素和335个Nd同位素数据,探讨其... 详细信息

沉积物的Sr-Nd同位素是物源示踪研究中最常用的方法之一.本文系统收集整理了中国东部主要河流（黄河、长江、东南沿海河流、台湾地区河流）和边缘海（黄海、东海）及冲绳海槽表层细粒沉积物的304个Sr同位素和335个Nd同位素数据,探讨其在陆地和海区的空间分布特征及物源示踪意义.结果显示,长江、黄河两条大河流域的碎屑沉积物εNd值变化主要反映流域内不同物源贡献的差异,而87Sr/86Sr值除受物源控制外还受沉积物粒度的影响.长江中下游沉积物87Sr/86Sr的下降可能是受物质来源差异和粒度效应共同控制的结果.对于东南沿海河流和台湾地区河流,椒江感潮河段沉积物表现出长江物质和流域内物质混合的特征,而闽江、九龙江感潮河段内沉积物主要受流域内物源混合控制,长江物质的影响不明显;台湾地区东西部河流沉积物Sr-Nd同位素特征的差异反映了不同源岩的贡献差异.在边缘海区域,沉积物Sr-Nd同位素揭示南黄海中部泥质区及南黄海南部表层沉积物主要来自长江,可能有部分朝鲜半岛物质的贡献.东海内陆架沉积物由长江物质主导,中、外陆架物质可能有台湾地区东部河流物质的输入.总体而言,中国东部主要入海河流沉积物Sr-Nd同位素特征接近,在中国东部边缘海仅依靠沉积物Sr-Nd同位素单一指标量化各潜在河流端元物质贡献将面临很大的挑战.在未来工作中,建议进一步丰富我国东部边缘海沉积物Sr-Nd同位素调查,尤其是对研究热点区以外的区域,并加强沉积物源汇过程的定量化研究.

关键词： Sr-Nd同位素物源示踪碎屑沉积物中国东部河流和边缘海

南海东北部末次冰盛期以来有机碳通量变化及驱动机制

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海洋地质与第四纪地质 2025年第1期45卷 68-78页

作者：高健祺周辛全刘传联同济大学海洋地质国家重点实验室上海 200092

通过分析南海东北部台湾西南岸外MD18-3569柱状样岩芯的总有机碳、总氮和有机碳同位素，探讨了末次冰盛期（LGM）以来南海东北部有机碳通量变化及其驱动机制。结果表明，总有机碳和总氮含量分别为0.13%～0.40%和0.017%～0.061%，均呈冰... 详细信息

通过分析南海东北部台湾西南岸外MD18-3569柱状样岩芯的总有机碳、总氮和有机碳同位素，探讨了末次冰盛期（LGM）以来南海东北部有机碳通量变化及其驱动机制。结果表明，总有机碳和总氮含量分别为0.13%～0.40%和0.017%～0.061%，均呈冰期高、全新世低的特征；C/N比值和有机碳同位素值分别为5.90～8.58和−25.15‰～−22.61‰，指示了研究站位海陆混合的有机碳来源，海源有机碳主要来自于海洋初级生产者（海洋藻类为主），陆源有机碳主要来自台湾西南部河流。海陆端元模型计算的海陆有机碳通量结果显示，海源有机碳和陆源有机碳通量分别为0.01～0.12 g·cm−2·ka−1和0.05～0.21 g·cm−2·ka−1。LGM以来，海源有机碳通量总体呈下降趋势，冰期高海源有机碳通量可能是由于冰期较强的东亚冬季风加强了海水垂向混合，导致上层海水营养物质含量升高，从而提高了海洋初级生产力；陆源有机碳通量呈自LGM以来的上升趋势，可能主要受到东亚夏季风带来的降水对台湾西南河流通量的影响，冰期以来的海平面变化通过改变河口位置也对这一过程起到了一定作用。这表明LGM以来，东亚季风系统对南海东北部有机碳埋藏过程具有非常重要的影响。

关键词：有机碳东亚季风末次冰盛期海平面变化南海东北部

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长江中下游干流含沙量变化特征

泥沙研究 2025年

作者：叶新郭磊城陈嘉民朱春燕华东师范大学河口海岸学国家重点实验室

由于气候变化和人类活动的影响，长江中下游干流的水沙过程发生显著变化。含沙量是反映水沙关系的重要指标，为了明晰新形势下长江中下游含沙量变化的特征，基于实测数据分析了含沙量的时空变化过程。受上游来沙减少影响和床沙粗化向下... 详细信息

由于气候变化和人类活动的影响，长江中下游干流的水沙过程发生显著变化。含沙量是反映水沙关系的重要指标，为了明晰新形势下长江中下游含沙量变化的特征，基于实测数据分析了含沙量的时空变化过程。受上游来沙减少影响和床沙粗化向下游传递，荆江河段含沙量极低，河床的泥沙补给作用减弱，洞庭湖和鄱阳湖等湖泊及支流的泥沙输入对中下游干流的贡献增加，对增大长江下游及河口的输沙量起到关键作用。

关键词：长江中下游含沙量恢复支流湖泊泥沙补给床沙粗化

流通式-时间分辨分析技术在地质领域的应用进展

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岩矿测试 2025年第1期44卷 1-18页

作者：许心宁王朔徐娟刘鹏飞杨守业同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092

流通式-时间分辨分析系统(简称FT-TRA)是二十一世纪初新发展起来的一种快速反应(溶解)-在线分析系统,由淋洗液混合单元、反应单元与分析单元组成,核心功能是通过特定流动相淋洗样品池中的微量样品,分离或去除样品中的特定组分,并监测样... 详细信息

流通式-时间分辨分析系统(简称FT-TRA)是二十一世纪初新发展起来的一种快速反应(溶解)-在线分析系统,由淋洗液混合单元、反应单元与分析单元组成,核心功能是通过特定流动相淋洗样品池中的微量样品,分离或去除样品中的特定组分,并监测样品不同元素和矿物组分的出溶特征,实现高分辨的在线过程分析。本文综述了FT-TRA系统的技术原理与软硬件组成、实验方法与操作要点及地质应用发展过程,重点对该系统在地质应用过程中出现的争议点进行阐释与分析,并基于其发展现状展望其未来发展方向与潜力。FT-TRA系统目前主要的地质应用包括古海洋学与古环境学研究代用指标的验证(如有孔虫、介形虫淋洗)、矿物溶解过程与反应动力学研究、环境样品的元素相态分析等。FT-TRA系统以溶解并提取有孔虫/介形虫壳体的元素组成信号作为还原古海洋指标的重要手段,与传统批处理法相比,该方法被认为具有实时监测清洁程度、降低损失率并实现差异溶解的优势,能够获取更精细的壳体化学组成信息;测试矿物溶解态与溶解参数也是FT-TRA系统的重要功能之一,该系统的实验室模拟能够与模型结合探究不同类型矿物在稳态下的溶解动力学,为研究矿物在自然状态下的溶解过程提供启示;近些年来该系统还逐渐被用于矿物反应性测试,其中将气相CO_(2)作为淋滤液与矿物反应的研究可能在全球变暖及CO_(2)的人工捕捉课题上具有潜在应用价值。FT-TRA系统运行中涉及的不同组分的溶解机制是其应用过程中亟待解决的重要问题,进一步完善其溶解动力学原理必然将为该系统的未来发展提供更多如多类型地质样品溶解、矿物的模拟合成等新思路。

关键词：流通式-时间分辨分析系统(FT-TRA) 在线地球化学分析地质应用环境研究

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基于KNN-SVM的混合气体检测方法研究

光谱学与光谱分析 2025年第1期45卷 117-124页

作者：孙超胡润泽吴中旭刘年松丁建军江汉大学智能制造学院湖北武汉430056 精细爆破国家重点实验室湖北武汉430056

当今混合气体检测的研究中,针对多组分气体数据进行分类预测的数学算法百花齐放,如何快速且准确的检测出气体的成分和浓度逐渐成为当今研究的热门。然而在一些研究中,气体数据特征难以捕捉和判断,泛化能力不足,对气体数据进行分类预测... 详细信息

当今混合气体检测的研究中,针对多组分气体数据进行分类预测的数学算法百花齐放,如何快速且准确的检测出气体的成分和浓度逐渐成为当今研究的热门。然而在一些研究中,气体数据特征难以捕捉和判断,泛化能力不足,对气体数据进行分类预测的精度和效率表现较差。为此,针对一些数据偏差和泛化误差无界的问题,提出了一种K最近邻-支持向量机(KNN-SVM)算法,对一些难以作出分类的模糊气体数据进行二次分类,采用KNN和SVM两种算法共同抉择,更加全面的捕捉数据特征,根据实验确定各自算法的权重比从而提高判别气体类别的准确率,两种算法的集成也能提高算法的效率,对于不同种类的气体也能有良好的适应性的稳定性。该实验气体组分由12 mg·L^(-1)的C_(2)H_(2)、NO_(2)、SF_(6),10 mg·L^(-1)的NO_(2)、SF_(6)和5 mg·L^(-1)的C_(2)H_(2)(背景气体皆为N_(2))以及两瓶纯N_(2)的气瓶组成;通过互相混合和与N_(2)配比制备出实验设定的气体浓度。实验过程通过单一气体的检测可分别对三种气体获得60组训练集,并通过这60组数据可进行线性拟合得到每种气体的拟合线,得到气体浓度与气体吸收峰值的关系,通过实验检测得到的三种气体拟合线,其中C_(2)H_(2)拟合线的调整后R^(2)为0.991,NO_(2)拟合线的调整后R^(2)为0.981,SF_(6)拟合线的调整后R^(2)为0.987,可得气体检测的准确性。再通过互相混合进行检测可分别获得40组训练集,采用KNN-SVM算法对混合气体进行分类和预测,后通过拟合线即可反演出混合气体中每种气体的浓度。将该算法与传统SVM算法进行各种分类指标对比均可显示出该算法的有效性和优越性。实验结果表明,KNN-SVM算法在气体分类预测方面表现出卓越的性能,准确率高达99.167%,AUC(area under curve)值达99.375%。这一算法不仅提高了气体检测的准确性,还增强了泛化能力可适应多样化的气体组分,为实时气体检测系统提供了有力支持。

关键词：光声光谱气体检测 KNN-SVM 分类预测

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石墨烯包覆氮化碳掺杂铁酸铜活化PMS同步去除水中抗生素抗性菌、抗性基因并抑制其水平转移的机制

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环境科学 2025年第1期46卷 305-317页

作者：周见卓孙秋楠李澳王学江赵建夫同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室

抗生素抗性菌（ARB）和抗性基因（ARGs）作为新兴污染物，严重威胁着人类健康和生态安全.通过冷冻干燥法制备了还原性氧化石墨烯（rGO）包覆的g-C3N4掺杂铁酸铜催化材料（rGO-CNCF），通过XRD、FTIR、XPS、SEM-EDS、TEM和DRS等分析手段... 详细信息

抗生素抗性菌（ARB）和抗性基因（ARGs）作为新兴污染物，严重威胁着人类健康和生态安全.通过冷冻干燥法制备了还原性氧化石墨烯（rGO）包覆的g-C3N4掺杂铁酸铜催化材料（rGO-CNCF），通过XRD、FTIR、XPS、SEM-EDS、TEM和DRS等分析手段对复合材料进行了表征，并构建了可见光助rGO-CNCF活化PMS系统，用于水中ARB和ARGs的去除.结果表明，在催化剂投加量为0.2 g·L-1,PMS投加量为0.3 g·L-1，溶液初始pH值为7.0时，30 min内Vis-rGO-CNCF/PMS高级氧化系统可实现对8.01 log SAARB的完全灭活.该系统能够有效降低SA-ARGs的水平转移能力，对于胞内和胞外游离态的SA-ARGs具有良好的破坏能力.同时，该高级氧化体系可以实现对水体中磺胺类抗生素及其ARB和ARGs的协同处理.该系统可以破坏ARB的细胞膜结构，使细胞破碎，淬灭实验表明，起主要作用的活性物质是单线态氧（1O2）.研究结果可以为处理水中的ARB和ARGs污染及控制ARGs的水平转移提供一种有前景的方法 .

关键词：过硫酸盐活化铁酸铜复合材料单线态氧抗生素抗性基因(ARGs) 基因水平转移

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地下爆炸硐室震塌规律的理论与试验研究

岩石力学与工程学报 2025年

作者：李杰徐天涵范鹏贤李干纪玉国赵跃堂陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室

震塌破坏是地下硐室在爆炸波作用下的主要破坏现象之一。分别利用一维波动模型和块体失稳模型分析均质硬岩和裂隙岩体中地下硐室的震塌破坏规律，得到不同条件下震塌岩块的尺度、岩块震塌剥离速度与不震塌临界比例爆距计算公式，基于所... 详细信息

震塌破坏是地下硐室在爆炸波作用下的主要破坏现象之一。分别利用一维波动模型和块体失稳模型分析均质硬岩和裂隙岩体中地下硐室的震塌破坏规律，得到不同条件下震塌岩块的尺度、岩块震塌剥离速度与不震塌临界比例爆距计算公式，基于所提理论对现有地下硐室爆炸毁伤试验进行分析。为获取硐室真实震塌破坏数据并验证理论方法，在花岗岩中开展直墙圆拱型硐室破坏原型实验，试验得到比例爆距1.03 m/kg1/3条件下硐室震塌破坏现象，测得硐室顶部地冲击峰值粒子速度、岩块震塌剥离速度及硐室边壁不可逆位移大小，实测结果与理论计算结果对比符合较好，验证理论计算方法的科学可靠性。

关键词：地下工程震塌破坏地下硐室原型试验震塌速度

基于准不可压相场理论的精确平衡两相格子Boltzmann方法

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物理学报 2025年

作者：李春熠郭照立华中科技大学煤燃烧国家重点实验室

相比于基于不可压相场的两相格子Boltzmann方程（LBE）模型，基于准不可压相场理论的LBE模型能够严格保证局部质量守恒．然而，以往准不可压相场LBE模型不具有精准平衡性质，两相界面附近存在虚假速度且界面分布不满足热力学平衡．针对... 详细信息

相比于基于不可压相场的两相格子Boltzmann方程（LBE）模型，基于准不可压相场理论的LBE模型能够严格保证局部质量守恒．然而，以往准不可压相场LBE模型不具有精准平衡性质，两相界面附近存在虚假速度且界面分布不满足热力学平衡．针对这一问题，本文通过重新设计求解相场方程的平衡态分布函数和源项，实现了离散尺度的精准平衡，建立了准不可压相场理论的精准两相LBE模型．对平界面问题和稳态液滴问题的数值模拟表明，该模型能消除虚假速度，具有良好的平衡性能．对分层泊肃叶流的数值模拟证明了该模型模拟动态问题及大粘度比问题的准确性．此外还比较了不同表面张力和不同粘度混合规则对模型的影响，结果表明，使用Fs=μ?φ计算表面张力无法消除虚假速度；模拟动态问题时，使用阶跃混合规则计算混合粘度可以得到更准确的结果．最后，对相分离问题的数值模拟表明，该模型可以严格保证局部质量守恒．

关键词：两相流格子Boltzmann方法准不可压相场模型

外加辅助阳极的高功率脉冲磁控溅射管内Cr涂层制备及其性能分析

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中国表面工程 2025年

作者：王子嘉李宇鑫胡天时田修波巩春志张辉哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室

工业生产中管筒件内表面的工作环境恶劣，对腐蚀和磨损等方面的性能有更高要求。为改善管筒件的内表面性能，采用管尾添加辅助阳极的高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）技术对内径40 mm、长度120 mm碳钢管进行内壁Cr涂层制备。探究辅助阳极... 详细信息

工业生产中管筒件内表面的工作环境恶劣，对腐蚀和磨损等方面的性能有更高要求。为改善管筒件的内表面性能，采用管尾添加辅助阳极的高功率脉冲磁控溅射（HiPIMS）技术对内径40 mm、长度120 mm碳钢管进行内壁Cr涂层制备。探究辅助阳极电压对Cr靶放电特性和管内Cr沉积的可达深度、相结构及其力学性能的影响规律，分析外加辅助阳极后管内等离子体分布情况，并建立理论模型。结果表明，较高的辅助阳极电压下，基体电流有所增加，特别在管尾位置处。随着辅助阳极电压升高，管内Cr沉积可达深度整体提高，膜层致密度提升。Cr膜的涂层硬度和弹性模量均随着辅阳电压的提高先上升后下降。当辅助阳极电压40V时，Cr涂层可达深度最好，具有最高的硬度和弹性模量。在HiPIMS放电条件下，辅助阳极可以通过牵引电子实现对等离子体定向输运的调控，并显著提高管尾等离子体密度。实现了在管筒件内表面沉积Cr涂层，满足了管筒件内表面在恶劣环境下的广泛应用。

关键词：高功率脉冲磁控溅射管内壁镀膜辅助阳极等离子体分布可达深度