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PE和PLA微塑料对水体氮代谢相关功能微生物的影响

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中国环境科学 2025年第1期45卷 278-291页

作者：王志超马钰杨丽文殷震育白龙李卫平内蒙古科技大学能源与环境学院黄河流域内蒙古段生态保护与综合利用自治区协同创新中心内蒙古包头014010 包头市湿地保护中心内蒙古包头014010

为探究MPs赋存对水体氮代谢功能的影响机理,从微生物角度开展室内模拟实验,探究不同浓度(0,1,5,10mg/L)和不同类型(不可生物降解微塑料聚乙烯PE-MPs、可生物降解微塑料聚乳酸PLA-MPs)MPs颗粒对水体氮浓度(TN、NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-... 详细信息

为探究MPs赋存对水体氮代谢功能的影响机理,从微生物角度开展室内模拟实验,探究不同浓度(0,1,5,10mg/L)和不同类型(不可生物降解微塑料聚乙烯PE-MPs、可生物降解微塑料聚乳酸PLA-MPs)MPs颗粒对水体氮浓度(TN、NH_(4)^(+)-N、NO_(2)^(-)-N和NO_(3)^(-)-N)、氮代谢相关功能微生物群落结构和氮代谢功能基因等的影响.研究发现PE-MPs和PLA-MPs可能会导致水体氮积累,与CK相比在PE的影响下水中TN浓度增加了53.77%~94.76%,在PLA的影响下水中TN浓度增加了24.04%~48.74%,且不同浓度和类型的MPs对不同形态氮存在差异性影响;通过分析水体氮代谢相关功能微生物发现,PE-MPs与固氮菌蓝细菌门之间的负相关作用更大,PLA-MPs与无机氮功能菌浮霉菌门的正相关性更大.分析水体中氮代谢功能菌属发现,PE-MPs与水体中硝化和反硝化功能菌群之间的作用影响更大,PLA-MPs与栖湖菌属呈显著正相关(P<0.05),说明PLA-MPs会通过促进栖湖菌属的生长而影响氮代谢硝化过程.筛选水体微生物的功能基因发现PE-MPs和PLA-MPs对水体固氮功能基因、异化硝酸盐还原和反硝化功能基因的影响更大,说明MPs在水体中可能会通过影响氮代谢功能基因的合成而影响水体氮代谢过程,在相同粒径不同浓度和类型MPs赋存对水体氮代谢功能的影响存在差异性.

关键词：微塑料水体氮代谢微生物功能基因

基于知识蒸馏压缩混合模型的航空发动机剩余寿命预测研究

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计算机集成制造系统 2025年第1期31卷 290-305页

作者：张小燕刘月峰内蒙古科技大学信息工程学院内蒙古包头014010

航空发动机剩余使用寿命(RUL)预测对于提高飞机运行系统的安全性和降低维护成本至关重要。针对实际应用中边缘设备计算能力和内存有限的情况,保证模型RUL预测准确性的同时减少模型规模是亟待解决的问题。因此,提出了使用两次知识蒸馏压... 详细信息

航空发动机剩余使用寿命(RUL)预测对于提高飞机运行系统的安全性和降低维护成本至关重要。针对实际应用中边缘设备计算能力和内存有限的情况,保证模型RUL预测准确性的同时减少模型规模是亟待解决的问题。因此,提出了使用两次知识蒸馏压缩复杂的混合模型来预测航空发动机的RUL。首先,知识蒸馏用于异构网络之间进行知识转移,教师模型包含卷积神经网络(CNN)和双向长短期记忆网络(Bi-LSTM)等复杂网络,其中,CNN能够提取数据空间特征,而Bi-LSTM可以学习数据的双向长时间依赖性。学生模型则使用规模相对简单的多尺度卷积神经网络(MS-CNN),利用不同的卷积尺度各自提取数据信息,从而保证特征学习的完整性。其次,知识蒸馏用于同构网络之间进行知识迁移,学生网络与教师网络均使用多尺度卷积神经网络。最后,经过两次知识蒸馏获得的学生网络在C-MAPSS数据集上进行了RUL预测实验,结果显示蒸馏学生模型在4个数据集上预测准确性均有一定提升。蒸馏学生模型相比原始MS-CNN在FD001数据集获得的误差值降低了5.9%,同时也比Bi-LSTM误差值低6.7%,从而证明了所提方法在航空发动机RUL预测领域具有一定的竞争性。

关键词：剩余使用寿命知识蒸馏卷积神经网络双向长短期记忆网络多尺度卷积神经网络

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地区应急人才培养模式与全产业链服务探究

中国安全科学学报 2025年第1期35卷 216-222页

作者：陈景序刘雅雯赵永文曹钊刘业娇李曙光内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学安全与应急管理产业学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学内蒙古自治区矿业工程重点实验室内蒙古包头014010 包头市应急管理局内蒙古包头014030

为应对地区产业发展对应急人才日益增长的需求,探索“政产学研用”融合育人方法在应急人才本硕博一体贯通式培养模式的应用。针对西部应急产业人才需求层次、核心能力评估与知识体系构建模糊等问题,通过FP-Growth算法对课程及对应能力... 详细信息

为应对地区产业发展对应急人才日益增长的需求,探索“政产学研用”融合育人方法在应急人才本硕博一体贯通式培养模式的应用。针对西部应急产业人才需求层次、核心能力评估与知识体系构建模糊等问题,通过FP-Growth算法对课程及对应能力进行关联规则挖掘、划分,实现核心能力评估;以安全工程能力作对比明确能力培养侧重点,探索人才培养路径;提出以政-校-企合作形式开设产教融合、理实一体的本科“3+1/1”产业特色班、硕博层次“订单式”人才创新培养模式,通过产教融合、科教融合等协同育人方式,形成地区应急人才全产业链服务的理念。结果表明:从4层次人才需求出发划分的核心能力与课程体系间的关联程度较高;从专业侧重点和应用背景角度明确安全、应急学科培养的方向,解决人才出口同质化与能力侧重问题;所提出的地区应急人才全产业链服务的理念将教育内容与市场需求紧密对接,有助于提升学生综合素质能力,实现应急管理现代产业的区域闭环发展。

关键词：应急技术与管理应急人才全产业链人才培养关联性分析人才需求

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白云鄂博矿梯级磁选富集微弱磁性稀土和铌

中国稀土学报 2025年第1期43卷 205-214页

作者：王介良孙韩庭赵增武任浩东雷霄内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古包头014010 内蒙古自治区矿业工程重点实验室内蒙古包头014010 内蒙古工业大学材料科学与工程学院内蒙古呼和浩特010051

为解决白云鄂博尾矿中矿物种类多、成分复杂,稀土和铌浮选回收难度大的问题,根据尾矿中稀土、铌矿物和铁、萤石等脉石矿物的比磁化系数差异,采用永磁磁选-电磁磁选-超导磁选的梯级磁选工艺,对微弱磁性的稀土、铌矿物进行预富集。通过振... 详细信息

为解决白云鄂博尾矿中矿物种类多、成分复杂,稀土和铌浮选回收难度大的问题,根据尾矿中稀土、铌矿物和铁、萤石等脉石矿物的比磁化系数差异,采用永磁磁选-电磁磁选-超导磁选的梯级磁选工艺,对微弱磁性的稀土、铌矿物进行预富集。通过振动样品强磁计(VSM),X射线衍射(XRD)和高级矿物鉴定和表征系统(AMICS)分析,阐明白云鄂博矿微弱磁性稀土、铌梯级磁选富集行为。结果表明:永磁磁选和电磁磁选可有效脱除给矿中的含铁杂质矿物,稀土、铌在超导磁选精矿中富集,萤石等无磁性脉石矿物则进入超导磁选尾矿。超导磁选精矿中稀土和铌的品位分别达到11.53%, 0.205%,综合回收率分别达到80.38%, 72.82%;梯级磁选尾矿中稀土、铌的品位分别降至1.24%,0.049%,富集效果明显。

关键词：白云鄂博矿稀土铌梯级磁选富集行为

miR-124通过调控PI3K/AKT信号通路改善睡眠剥夺大鼠认知功能

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南方医科大学学报 2025年第2期45卷 340-346页

作者：裴月娇刘慧敏昕宇刘波内蒙古科技大学包头医学院第一附属医院神经内科内蒙古包头014010 包头市中心医院神经内科内蒙古包头014040

目的探讨miR-124通过调控PI3K/AKT信号通路影响睡眠剥夺(SD)后大鼠认知功能的分子作用机制。方法分别转染miR-124 agomir/agomir NC,miR-124 antagomir/antagomir NC,建立睡眠剥夺模型。设置分组:正常对照组(CC组)、睡眠剥夺组(SD组)、S... 详细信息

目的探讨miR-124通过调控PI3K/AKT信号通路影响睡眠剥夺(SD)后大鼠认知功能的分子作用机制。方法分别转染miR-124 agomir/agomir NC,miR-124 antagomir/antagomir NC,建立睡眠剥夺模型。设置分组:正常对照组(CC组)、睡眠剥夺组(SD组)、SD+miR-124 agomir组、SD+agomir NC组、SD+miR-124 antagomir组、SD+antagomir NC组,9只/组。观察大鼠一般情况和体质量变化。Morris水迷宫(MWM)试验观察大鼠认知情况。HE染色法观察各组大鼠海马病理变化。qRT-PCR检测大鼠海马组织miR-124水平。Western blotting检测凋亡相关蛋白及信号通路蛋白的表达情况。结果造模后各造模组大鼠体质量均低于CC组(P<0.05)。MWM试验结果显示与CC组相比,SD组逃避潜伏期延长、穿越原平台次数以及在原平台所在象限游泳的时间和距离百分比减少(P<0.05);与SD组相比,SD+miR-124 agomir组逃避潜伏期缩短、穿越原平台次数以及在第4象限游泳的时间和距离百分比增加,SD+miR-124 antagomir组逃避潜伏期延长、穿越原平台次数以及在第4象限游泳的时间和距离百分比减少(P<0.05)。HE染色结果显示与SD组比较,SD+miR-124 agomir组大鼠海马组织病理改变明显减轻,SD+miR-124 antagomir组明显加重(P<0.05)。qRT-PCR结果显示与CC组比较,SD组海马组织中miR-124的表达下降(P<0.05);与SD组比较,SD+miR-124 agomir组中miR-124的表达明显升高(P<0.05),SD+miR-124 antagomir组明显下降(P<0.05)。Western blotting结果显示与CC组比较,SD组PI3K、p-AKT/AKT、BCL-2蛋白表达明显降低(P<0.05),BAX、caspase-3蛋白表达明显升高(P<0.05);与SD组比较,SD+miR-124 agomir组PI3K、p-AKT/AKT、BCL-2蛋白表达明显升高(P<0.05),BAX、caspase-3蛋白表达明显降低(P<0.05),SD+miR-124 antagomir组PI3K、p-AKT/AKT、BCL-2蛋白表达明显降低(P<0.05),BAX、caspase-3蛋白表达明显升高(P<0.05)。结论miR-124通过激活PI3K/AKT通路缓解SD诱导的认知功能下降及神经元凋亡。

关键词：睡眠剥夺 miR-124 PI3K/AKT信号通路认知功能大鼠

IP3R2及RYR2介导Ca^(2+)信号在急性一氧化碳中毒迟发性脑病小鼠模型中的表达

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中国组织工程研究 2025年第2期29卷 254-261页

作者：赵吉利孟天予岳雅蓉张鑫杜文倩张鑫宇薛慧项文平内蒙古科技大学包头医学院中心临床医学院内蒙古自治区包头市014040 包头市中心医院神经内科内蒙古自治区包头市014040 包头市蒙医中医医院内蒙古自治区包头市014040

背景:研究发现星形胶质细胞中Ca^(2+)的表达与认知功能密切相关,目前由1,4,5-三磷酸肌醇受体(Inositol 1,4,5-trisphosphate receptors,IP3Rs)2、兰尼碱受体(ryanodine receptors,RYRs)2受体及其调控的Ca^(2+)信号通路已经成为认知障碍相关疾病研究的热点。目的:研究急性一氧化碳中毒迟发性脑病动物模型中,海马组织内星形胶质细胞和IP3R2、RYR2介导的Ca^(2+)信号的表达情况,探索急性一氧化碳中毒迟发性脑病可能的发病机制。方法:Morris水迷宫实验筛选认知功能合格的C57BL小鼠随机分为对照组、实验组,实验组小鼠采用静态吸入一氧化碳建立急性一氧化碳中毒迟发性脑病模型,对照组小鼠吸入等量空气。造模后第21天,利用Morris水迷宫、苏木精-伊红染色、Western blot、免疫荧光双标法、Ca^(2+)荧光探针检测中毒小鼠行为学及神经元改变、星形胶质细胞特异性标记物胶质纤维酸性蛋白及IP3R2、RYR2受体、星形胶质细胞内Ca^(2+)浓度变化。结果与结论:①Morris水迷宫实验发现与对照组相比,实验组小鼠逃避潜伏期明显延长(P<0.05);②苏木精-伊红染色表明实验组小鼠海马锥体细胞数减少、细胞结构紊乱、细胞核碎裂伴溶解;③免疫荧光检测表明海马区IP3R2、RYR2分别和胶质纤维酸性蛋白存在共表达,且实验组海马区IP3R2、RYR2和胶质纤维酸性蛋白表达均上调(P<0.05);④Western blot检测显示实验组海马区IP3R2、RYR2及胶质纤维酸性蛋白的蛋白表达均增多(P<0.05);⑤Ca^(2+)荧光探针法检测表明实验组小鼠海马区星形胶质细胞内Ca^(2+)浓度明显升高(P<0.05);⑥结果说明,星形胶质细胞可能通过介导IP3R2、RYR2受体影响Ca^(2+)信号,进而使一氧化碳中毒的小鼠认知功能受损,最终导致急性一氧化碳中毒迟发性脑病发生。

关键词：急性一氧化碳中毒迟发性脑病星形胶质细胞 IP3R2受体 RYR2受体钙信号认知功能

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改进YOLOv8模型实现多类型肺结节检测

计算机科学与探索 2025年第2期19卷 429-442页

作者：包强强唐思源李擎乾王乃钰杨敏谷宇赵金亮高婧博王嘉欣曲禹涵内蒙古科技大学数智产业学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学包头医学院计算机科学与技术学院内蒙古包头014040 内蒙古科技大学包头医学院图书馆内蒙古包头014040 内蒙古科技大学数智产业学院、内蒙古自治区模式识别与智能图像处理重点实验室内蒙古包头014010

目前,肺结节检测通常是对实性肺结节的单一型检测,不同类型肺结节对应多种肺癌类型,多类型检测有助于提高肺癌的整体检出率,提升治愈率。为实现对实性、混合型、磨玻璃型多类型肺结节检测,对YOLOv8模型进行针对性改进。提出RepViTCAA模... 详细信息

目前,肺结节检测通常是对实性肺结节的单一型检测,不同类型肺结节对应多种肺癌类型,多类型检测有助于提高肺癌的整体检出率,提升治愈率。为实现对实性、混合型、磨玻璃型多类型肺结节检测,对YOLOv8模型进行针对性改进。提出RepViTCAA模块对主干部分的C2f模块进行改进,提升微小肺结节检测精度并对模型进行轻量化设计。提出ECLA-HSFPN模块,重建模型特征融合部分,提升尺度不固定肺结节检测精度。将KAN网络融入模型当中,基于KAN网络非线性特征学习能力强的特性,进一步提升微小肺结节检测精度,增强模型泛化能力。基于Inner-IoU辅助框思想,对CIoU损失函数进行改进,进一步解决肺结节尺度不固定问题,提升模型检测精度。在LUNA16数据集中进行测试,改进模型相比原模型及YOLOv9、RT-DETR等主流模型各项评价指标均有提升。在4种类型(实性、磨玻璃型、混合型、微小型)肺结节的专项数据集中测试,改进模型检测效果优于原模型。在LUNA16与本地医院的混合数据集中进行泛化性测试,改进模型具有较强的泛化能力。针对多类型肺结节检测任务,模型的改进较为有效,可以准确检测不同类型的肺结节。

关键词：多类型肺结节检测 YOLOv8 RepViTCAA ECLA-HSFPN KAN Inner-IoU

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柱状稀土尾矿催化剂脱硝性能研究

中国环境科学 2025年第2期45卷 682-692页

作者：郄俊懋赵泽峰许同崔梦壳侯丽敏内蒙古科技大学能源与环境学院内蒙古包头014010

采用铝制溶胶粘结剂(纳米氧化铝与拟薄水铝石),通过挤条成型法分别制备了NRC和PRC两种柱状脱硝催化剂.并对其进行了脱硝性能研究.结果表明,相比于原尾矿,柱状催化剂脱硝活性明显提升,与PRC相比,NRC脱硝效率更高,达到67%.随着两种粘结剂... 详细信息

采用铝制溶胶粘结剂(纳米氧化铝与拟薄水铝石),通过挤条成型法分别制备了NRC和PRC两种柱状脱硝催化剂.并对其进行了脱硝性能研究.结果表明,相比于原尾矿,柱状催化剂脱硝活性明显提升,与PRC相比,NRC脱硝效率更高,达到67%.随着两种粘结剂添加量的增加,机械强度均有一定程度提高.PRC有着更均匀的表面分布,使催化剂拥有更大的比表面积和更多的表面酸位点;H2-TPR实验表明PRC还原峰的面积变小,还原峰的数量减少,氧化还原能力变弱,这是导致其脱硝性能提升较小的原因;稀土尾矿和NRC表面都存在E-R机理和L-H机理,NRC的E-R机理的作用更强.

关键词：稀土尾矿铝制粘结剂柱状催化剂 NH3-SCR

植物+微生物联合生态沟渠在盐度胁迫下的营养盐去除效果

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中国环境科学 2025年第1期45卷 430-439页

作者：杨文焕彭耀华徐岩姚植王乐乐李卫平内蒙古科技大学能源与环境学院内蒙古包头014010 黄河流域内蒙古段生态保护与综合利用自治区协同创新中心内蒙古包头014010 凉城县岱海自然保护区服务中心内蒙古乌兰察布013750

为实现高效去除高盐湖体营养盐,以岱海湖为研究对象,本文基于混合植物生态沟渠技术,探究了植物+微生物联合生态沟渠在不同盐度梯度下对营养盐的去除效率、植物生长情况和微生物群落变化.研究发现,盐度胁迫下利用聚氨酯海绵将解淀粉芽孢... 详细信息

为实现高效去除高盐湖体营养盐,以岱海湖为研究对象,本文基于混合植物生态沟渠技术,探究了植物+微生物联合生态沟渠在不同盐度梯度下对营养盐的去除效率、植物生长情况和微生物群落变化.研究发现,盐度胁迫下利用聚氨酯海绵将解淀粉芽孢杆菌固定在沟渠,能有效的强化系统中植物的耐盐性能,主要体现在促进植物生长、提高植物的抗氧化应激功能酶活性,加强植物对营养盐的同化吸收等.虽然向沟渠中投加解淀粉芽孢杆菌并未使其成为系统中的绝对优势菌属,但其能够改善系统中微生物群落结构,提高系统中脱氮除磷相关功能微生物的丰度进而提高沟渠的水质净化能力.结果表明,植物+微生物组沟渠在不同盐度下对水质的净化效果均显著高于单一植物/微生物生态沟渠,且在15g/L盐度下对营养盐去除效率最高,总氮(TN)、氨氮(NH_(4)^(+)-N)、总磷(TP)和化学需氧量(COD_(Cr))平均去除率均达到70%以上.相较于植物沟渠,植物+微生物沟渠的3种抗氧化应激酶:超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)在15g/L盐度条件下分别提高了33.70%、43.64%、38.68%.

关键词：解淀粉芽孢杆菌生态沟渠盐度胁迫抗氧化应激酶