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饮水系统中抗生素抗性基因赋存特征及健康风险评估

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 788-795页

作者：代朝猛万罗超游学极赖小莹刘曙光张亚雷同济大学土木工程学院上海200092 天津大学管理与经济学部天津300072 同济大学环境科学与工程学院上海200092

近几年抗生素抗性基因(ARGs)作为一种新型污染物在世界各地的水体、土壤中被频繁检出,其在环境中大量扩散和增殖十分容易导致微生物获得抗生素抗性,对人体健康产生潜在威胁。结合国内外文献报道数据,介绍了ARGs在城市饮水系统中污染现状... 详细信息

近几年抗生素抗性基因(ARGs)作为一种新型污染物在世界各地的水体、土壤中被频繁检出,其在环境中大量扩散和增殖十分容易导致微生物获得抗生素抗性,对人体健康产生潜在威胁。结合国内外文献报道数据,介绍了ARGs在城市饮水系统中污染现状,描述了其赋存特征,发现在国内外城市饮水系统中ARGs的数量不容小觑,数量最高可达1.38×105 copies·ml-1。其次对城市饮水系统中常用工艺对ARGs的赋存与传播影响因素进行了总结,发现城市常用水处理工艺对ARGs的灭杀效果差,甚至对其富集和繁殖往往起着促进作用;在不同的环境影响因素中,微生物群落结构是影响ARGs的主要驱动力,其次是重金属。最后提出ARGs对人体可能造成的健康威胁以及现有健康风险评估方法的局限性,并对未来ARGs的研究进行了展望。

关键词：抗生素抗性基因(ARGs) 饮水系统赋存特征影响因素健康风险

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外源物质调控好氧堆肥氮损失研究进展

同济大学学报（自然科学版） 2024年第6期52卷 943-952页

作者：乔俊莲徐仰红何莹莹向远昆姚全福谢丽同济大学长江水环境教育部重点实验室上海200092 同济大学环境科学与工程学院上海200092 呼和浩特民族学院化学与环境学院呼和浩特010051

好氧堆肥是处理有机垃圾的常用手段,但在堆肥过程中存在高温、高pH值以及局部厌氧等情况,导致含氮物质以NH3、N2O、N2等形式逸出体系,从而降低了堆肥产品品质并污染了环境。通过改善堆体环境、提高微生物活性、调控堆体氮循环反应,生物... 详细信息

好氧堆肥是处理有机垃圾的常用手段,但在堆肥过程中存在高温、高pH值以及局部厌氧等情况,导致含氮物质以NH3、N2O、N2等形式逸出体系,从而降低了堆肥产品品质并污染了环境。通过改善堆体环境、提高微生物活性、调控堆体氮循环反应,生物炭、磷镁添加剂、微生物菌剂等外源物质显著降低了堆肥氮损失。介绍了好氧堆肥氮循环的基本机理,综述了近年来物理、化学、生物3类添加剂在控制好氧堆肥氮损失方面的研究成果,总结了外源添加剂对堆肥氮素转化代谢过程的影响机制,最后展望了氮循环路径以及添加剂与基质相互作用方面的研究潜力。

关键词：氮素固持好氧堆肥外源添加代谢路径微生境

土壤中Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的有效提取与测定

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第8期52卷 1270-1277页

作者：陈皓刘硕勋陈玲杨超同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092 同济大学环境科学与工程学院上海200092

锑的各种形态中三价锑和五价锑的毒性较高,在城市土壤锑组成中占比也较高。研究了萃取方式、萃取剂、萃取条件、色谱分离流动相条件等因素对土壤中价态锑提取和分析的影响,建立了完整的土壤价态锑萃取-分析方法。研究推荐以柠檬酸溶液... 详细信息

锑的各种形态中三价锑和五价锑的毒性较高,在城市土壤锑组成中占比也较高。研究了萃取方式、萃取剂、萃取条件、色谱分离流动相条件等因素对土壤中价态锑提取和分析的影响,建立了完整的土壤价态锑萃取-分析方法。研究推荐以柠檬酸溶液为萃取剂,70℃恒温振荡萃取的方式提取价态锑,萃取液以乙二胺四乙酸二钾+邻苯二甲酸为流动相,经色谱分离后利用电感耦合等离子体质谱仪对不同价态的Sb进行分析。所建立的方法检出限低,准确性精密度好,可用于实际土壤样品中价态锑的有效提取与测定。

关键词：价态锑道路土壤试剂萃取液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用法

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月球资源勘测与原位利用进展及关键挑战

同济大学学报(自然科学版) 2024年第8期52卷 1151-1162页

作者：童小华袁烽郑虎晏雄锋王超谢欢许雄徐聿升陈鹏魏超同济大学测绘与地理信息学院同济大学上海市航天测绘遥感与空间探测重点实验室同济大学建筑与城市规划学院同济大学土木工程防灾国家重点实验室同济大学土木工程学院

月面建造是人类探测、利用、开发月球的发展方向。围绕月面建造中用什么建、怎么建等关键问题，梳理了月球资源勘测与原位利用方向的研究进展。首先总结了面向月面原位资源利用的主要支撑技术，包括月壤特性分析、模拟月壤制备、月壤原... 详细信息

月面建造是人类探测、利用、开发月球的发展方向。围绕月面建造中用什么建、怎么建等关键问题，梳理了月球资源勘测与原位利用方向的研究进展。首先总结了面向月面原位资源利用的主要支撑技术，包括月壤特性分析、模拟月壤制备、月壤原位成型等关键技术；其次，介绍了月球基地智能建造进展，包括月面建筑方案的构想发展历程、原位建造技术对比、月球基地建造环境分析等；最后，总结了月球资源原位利用及月球基地建造在资源勘测、建造科学选址、月基承载安全、原位熔融成型、太空建造方案等方面的关键科学挑战。

关键词：深空探测月球建造原位资源利用模拟月壤

各向异性砂土渗流潜蚀流体动力学-离散元流固耦合分析

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岩土力学 2024年第1期45卷 302-312页

作者：周闯钱建固尹振宇同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 香港理工大学土木与环境系中国香港

针对具有初始各向异性的间断级配砂土细粒潜蚀问题,引入可以考虑颗粒投影面积影响的Ganser拖曳力计算模型,实现非球形颗粒的计算流体动力学(computational fluid dynamics,简称CFD)和离散元(discrete element method,简称DEM)的双相耦... 详细信息

针对具有初始各向异性的间断级配砂土细粒潜蚀问题,引入可以考虑颗粒投影面积影响的Ganser拖曳力计算模型,实现非球形颗粒的计算流体动力学(computational fluid dynamics,简称CFD)和离散元(discrete element method,简称DEM)的双相耦合。通过与单颗粒下沉试验的对比,验证了该数值方法在解决异形颗粒与流体相互作用时的适用性。在此基础上,生成具有不同沉积方向和不同细粒含量的初始各向异性试样,模拟向上渗流潜蚀试验,并在试验中监测细粒流失量、强弱力链组成以及颗粒组构变化等宏微观特性,研究不同充填状态下(欠填充和过填充)不同组构各向异性土体渗流潜蚀特征。之后,对受潜蚀前后的试样进行了排水三轴试验,探究渗流对土体强度弱化的影响。结果表明,过填充试样质量损失随着颗粒沉积角度的增大而增大,而欠填充试样质量损失随沉积角度先增大后减小;欠填充试样细粒损失主要来源于低连通性细颗粒,而对于过填充试样,潜蚀则会导致低连通性和高连通性细颗粒数量同时减小。此外,三轴试验表明,潜蚀致土体峰值强度发生显著弱化,且峰值强度随沉积角度的变化也会受到土体充填状态的影响。

关键词： CFD-DEM 渗流潜蚀异形颗粒拖曳力模型各向异性微观组构

交叉口自动驾驶车辆事故前场景生成与致因分析

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中国公路学报 2024年第4期37卷 297-309页

作者：刘倩王雪松同济大学交通运输工程学院上海201804 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804

自动驾驶技术在混合交通环境中仍面临诸多安全挑战,交叉口是自动驾驶车辆事故的高发地,为了解决交叉口自动驾驶车辆事故前场景生成和事故致因分析问题,构建了“道路-交通参与者-关键事件-事故前运动状态”的事故前场景方法。基于加州47... 详细信息

自动驾驶技术在混合交通环境中仍面临诸多安全挑战,交叉口是自动驾驶车辆事故的高发地,为了解决交叉口自动驾驶车辆事故前场景生成和事故致因分析问题,构建了“道路-交通参与者-关键事件-事故前运动状态”的事故前场景方法。基于加州470份自动驾驶车辆事故报告,生成了交叉口31类自动驾驶车辆事故前场景,基于统计方法确定了自动驾驶车辆与传统车辆事故前场景的显著差异。提出了基于系统控制结构的事故致因方法,解析了自动驾驶车辆事故与道路、交通情况、环境、自动驾驶系统、驾驶人(测试员)、车辆的交互关系,分别识别了追尾和换道场景的九类事故致因类型和致因链。研究结果表明:自动驾驶车辆被传统车辆追尾的比例是传统车辆追尾的4.03倍。追尾事故的主要原因是传统车辆跟车过近、自动驾驶系统减速停止或启动决策不充分;换道事故的主要原因是传统车辆危险换道或超车、自动驾驶系统对他车换道意图识别和减速避撞决策不充分。该研究推动了基于场景的事故致因方法的应用,研究结果可以指导自动驾驶测试场景的构建,并为自动驾驶系统开发优化和交叉口安全改善提供参考。

关键词：交通工程事故致因事故前场景交叉口自动驾驶车辆事故

水热技术用于农业废弃物处理Ⅰ：生物原油制备的研究进展

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化工进展 2024年

作者：周郭宁朱昊辰贺文智李光明同济大学环境科学与工程学院

农业是我国国民经济的基础，而农业的高速发展必然伴随着大量农业废弃物的产生。考虑到农业废弃物在环境污染风险和生物质资源利用价值上的双重属性，利用适当的转化技术对农业废弃物进行处理，可显著提升其经济与环境效益。本文基于农... 详细信息

农业是我国国民经济的基础，而农业的高速发展必然伴随着大量农业废弃物的产生。考虑到农业废弃物在环境污染风险和生物质资源利用价值上的双重属性，利用适当的转化技术对农业废弃物进行处理，可显著提升其经济与环境效益。本文基于农业废弃物的分类组成及其潜在价值，介绍了热化学转化中的水热液化处理技术，并针对主产物（生物原油）产量与品质的影响因素及其分离技术展开深入探讨。分析发现，各影响因素协同效应显著，但相互作用机制尚未明晰；高新分离技术不断涌现，但仍存在局限，尚未实现大规模工业化应用。因此，未来可从反应机理理论体系完善、全产业链布局优化、新型催化剂研发以及各类转化技术耦合等角度出发，充分挖掘水热技术应用于农业废弃物资源化过程的潜力，以期最终实现农业废弃物的高效综合利用。

关键词：农业废弃物水热液化生物原油高值化利用生物质

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我国城乡多源有机固废资源化利用发展研究

中国工程科学 2024年

作者：杨东海刘晓光戴晓虎同济大学环境科学与工程学院

城乡多源有机固体废弃物（固废）资源化利用是“无废城市”建设、“循环经济”发展的重要依托，“双碳”目标的提出也对城乡多源有机固废资源化利用提出了新的更高要求。本文从生活垃圾、污水厂污泥、农业有机固废3个方面出发，梳理了... 详细信息

城乡多源有机固体废弃物（固废）资源化利用是“无废城市”建设、“循环经济”发展的重要依托，“双碳”目标的提出也对城乡多源有机固废资源化利用提出了新的更高要求。本文从生活垃圾、污水厂污泥、农业有机固废3个方面出发，梳理了我国城乡多源有机固废资源化利用的基本进展，凝练出城乡多源有机固废资源化利用在总体规划与顶层设计、协作管理与费用机制、技术创新及转化等方面存在的突出问题，提出了以生物处理为核心的多源协同资源化、以热化学处理为核心的多源协同安全处置、多源有机固废集约化/园区化协同处置等关键技术路径。研究建议，系统谋划面向减污降碳双重目标的中长期总体规划和顶层设计，健全制度体系并建立跨部门协作的管理体制和市场化的价格机制，加强多学科交叉与“产学研用”协同以推动关键核心技术创新应用与产业升级，以此纵深推进城乡多源有机固废资源化利用。

关键词：城乡多源有机固废资源化减污降碳技术路径园区化

胞外聚合物对电场辅助好氧堆肥有机物转化的影响

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中国环境科学 2024年

作者：何莹莹闵柏林向远昆李惠平谢丽同济大学环境科学与工程学院

电场辅助好氧堆肥通过诱导电子的快速移动强化有机物降解，但胞外聚合物作为潜在的电子传递介体，其在堆肥中的作用却尚待明晰。本文以厨余垃圾为原料，在小型反应器中进行32天的高温堆肥，探究电场辅助好氧堆肥中胞外聚合物的变化。结... 详细信息

电场辅助好氧堆肥通过诱导电子的快速移动强化有机物降解，但胞外聚合物作为潜在的电子传递介体，其在堆肥中的作用却尚待明晰。本文以厨余垃圾为原料，在小型反应器中进行32天的高温堆肥，探究电场辅助好氧堆肥中胞外聚合物的变化。结果表明，电场显著加快有机质的生物转化，在堆肥初期增加23.1%的挥发性脂肪酸和40.8%的还原糖含量。与对照组相比，电场组的类富里酸和类胡敏酸物质分别提高了91.4% 和82.7%。电场刺激胞外聚合物的分泌，同时相关性分析表明，胞外聚合物变化和有机物转化呈显著相关。一方面具有电子传递能力的蛋白质成分可能加速电子和氧气的接触，另一方面其作为腐殖质前体有利于腐殖化过程。本文为电场辅助好氧堆肥调控腐殖化过程提供新思路。

关键词：厨余垃圾电场堆肥腐殖化胞外聚合物