机器学习在微塑料识别与环境风险评估中的应用研究进展

微塑料是一种新型污染物,可以在环境中长期存在并造成生态风险.目前,微塑料污染已成为全球性的重大环境问题.借助新的技术途径,提高微塑料识别的简便性和可靠性,并系统分析各类环境介质中微塑料的污染特征,明确微塑料的环境效应,对科学准确评价微塑料污染的环境风险具有重要意义.机器学习技术通过学习和解析大量数据建立结果评估或预测模型,目前已广泛应用于微塑料领域的相关研究.机器学习的应用可以提高视觉和光谱识别微塑料的自动化程度和识别效率,为微塑料污染溯源提供方法支撑并有助于揭示微塑料的复杂环境效应机制.通过综述机器学习技术在微塑料识别与环境风险评估中的应用研究进展,概括了机器学习在上述方向的应用特点和局限性,为机器学习在相关方向的发展和应用提出建议与展望.     

不同环境下微动开关腐蚀形貌及接触电阻变化对比分析研究

目的对比分析不同试验环境下微动开关的腐蚀行为,研究其腐蚀机理。方法针对干湿交替酸性盐雾试验环境、盐雾/SO2复合试验环境及热带海洋大气环境下微动开关接触电阻的变化趋势,以及对不同试验环境后微动开关内部被腐蚀的细小结构件进行微观形貌观察和能谱分析。通过对比分析不同试验环境下微动开关的腐蚀机理及其对电性能参数的影响。结果含硫环境对微动开关内部银质触点的影响最严重。结论腐蚀产物硫化银的导电性极差,这会导致微动开关接触电阻升高。     

冲击对蒸汽发生器传热管微动磨损行为的影响研究

目的 研究冲击对核电站蒸汽发生器传热管在高温蒸汽环境中微动磨损行为的影响规律与机理。方法 采用高温高压蒸汽环境冲击–滑移与纯滑移对比试验,研究冲击对蒸汽发生器690TT合金传热管微动磨损行为的影响。通过分析微观损伤结构区别,对比高、低磨损能量试验结果,明确冲击在微动磨损中的作用,获得传热管冲击–滑移复合微动磨损机理。结果 高温高压蒸汽环境中,复合微动磨损与纯滑移微动磨损相比,没有犁沟磨损特征,剥层特征占主导地位,微动磨损机制为剥层磨损。磨损能量越高,冲击引起的磨屑层脱落和基体开裂越多,磨损越严重。结论 冲击显著改变了传热管的微动磨损行为,在开展传热管服役安全评估中,应充分考虑纯滑移磨损与冲击–滑移复合微动磨损的显著差异。     

科学识别环境健康传导链的六大特征

区域环境污染情景特点决定了环境健康传导链的具体特征,不同环境污染情景下环境健康传导链在目标污染物、目标区域、主要介质、潜在暴露途径、目标人群、健康效应等六个方面具有显著的差异.科学识别环境健康传导链的六大特征是环境污染情景分析和识别具体区域环境健康问题特征的关键环节,是制定环境健康危害调查技术方案和解决环境健康问题的技术基础.     

铝合金微动疲劳研究及展望

微动疲劳广泛存在于航空航天等各种机械构件中,加速构件接触表面及表层裂纹的萌生与扩展,微动是导致构件多裂纹损伤的主要原因之一。由于海军飞机服役环境的复杂性,铝合金构件腐蚀相当严重,腐蚀对航空铝合金材料微动疲劳的影响是研究微动疲劳时要考虑的重要因素。总结了国内外铝合金微动疲劳研究现状,阐述了研究存在的主要问题,对飞机构件铝合金材料微动疲劳的研究进行了展望。     

某型飞机对接螺栓微动疲劳裂纹分析

通过断口形貌观察、X射线能谱检测、痕迹分析等试验方法,对某型飞机对接螺栓产生裂纹的原因进行了分析.结果表明,对接螺栓的裂纹性质为微动疲劳裂纹;表层微动疲劳裂纹产生后,进一步发生了镉脆开裂;微动疲劳裂纹在飞机末次大修前就已形成,在大修镀镉时镉渗入裂纹内部,并导致了对接螺栓在大修后的使用中裂纹发生镉脆扩展.     

参数对2A12铝合金微动疲劳局部塑性影响分析

目的研究局部塑性对微动疲劳的影响。方法建立2A12铝合金圆柱/平面微动疲劳有限元模型,考虑塑性作用进行有限元分析,研究微动疲劳参数对局部塑性的影响。结果局部塑性变形发生在试件表面或次表面,最大等效塑性变形随着微动垫半径的减小而增大。随着轴向应力的增加,最大切向应力增加;随着摩擦系数的增加,剪应力的最大值急剧增加,粘着区增加,滑移区减小,但摩擦系数对整个接触区的大小没有影响。结论微动疲劳参数对局部塑性有一定的影响。     

基于改进Faster R-CNN的石化装置火灾增强识别方法

为提高复杂石化装置场景下火灾发现速度和识别准确率,特别是强化对石化厂区监控图像内小微火焰、烟雾等事故初期关键目标信息的发现能力,以应对石化装置火灾事故演化所具有的典型多米诺效应,在事故发展初期快速准确发现异常、控制事故态势发展、降低事故危害,建立了基于深度学习的石化装置明火、烟雾识别方法,以改进的Faster R-CNN作为目标信息检测算法,利用K-Means++聚类方法优化锚框尺寸,结合基于递归策略的多尺度特征融合设计,显著改善了模型小微关键目标识别能力,实验测试数据表明,改进后的模型检测平均准确率(mAP)提升11.0%,小目标平均识别准确率(mAP(s))提升19.7%。     

2A12铝合金微动疲劳全寿命预测方法研究

目的对于2A12铝合金,提出基于成核寿命和扩展寿命的微动疲劳全寿命预测方法。方法基于损伤力学法计算裂纹成核寿命,利用扩展有限元计算裂纹尖端应力强度因子,应用断裂力学计算裂纹扩展寿命,并对预测者和试验值进行比较。结果损伤力学法能考虑接触面应力三维度的作用来反映多轴状态作用,能有效模拟微动疲劳多轴行为。基于损伤力学法的微动疲劳全寿命预测模型能有效预测微动疲劳全寿命。由于微动作用,裂纹成核非常早,扩展寿命从试件的近表面开始,占全寿命的主要部分。结论考虑成核寿命和扩展寿命的微动疲劳全寿命分析是完善的,预测值与试验值比较吻合。     

基于深度学习的无人机环境污染目标识别技术研究

为了优化环境污染监测,需要对环境污染目标区域进行有效识别,提出基于深度学习和无人机技术的环境污染目标区域识别方法,采用无人机机载空间扫描方法进行图像采集,对采集的环境图像进行污染区域的边缘轮廓检测和图像分割处理,采用深度学习算法对环境污染区域的图像进行自适应分块标记和识别,实现对环境污染区域的图像检测和三维区域识别。采用该方法进行环境污染区域的目标识别准确性较好,对环境污染区域分块识别的精度较高,较强。     

仪器分析技术在海洋微塑料研究中的应用

塑料在全球范围内广泛使用,粒级在5 mm以下的微塑料,其分布呈全球化趋势,近岸、大洋、深海和极地都有微塑料的存在,对海洋环境带来持久性污染。近海海洋环境中的微塑料主要分布在表层海水、海滩与岸滩以及近海沉积物中,其在洋流作用下长距离迁移,最终主要汇集在深海区域。目前海洋微塑料的检测以实验室分析为主,常规的操作流程一般依赖于手动操作,无法达到自动原位在线监测海洋微塑料的目标。本文全面综述了现国内外已采用的仪器分析技术在海洋微塑料采集、预处理与分析中的应用,系统梳理了各仪器分析方法的特点及应用条件,并提出了今后微塑料研究中亟待解决的关键性问题,以期为海洋微塑料长期自动化监测提供方向与理论支持。     

次声信号产生机理与特性分析

次声监测技术是《全面禁止核试验条约》规定的四种监测技术手段之一,用来监测大气层中的核爆炸。根据次声台站监测过程中经常需要分析处理的次声信号类别,着重介绍分析爆炸、火山喷发、地震等令人震撼的事件以及微气压、海浪等日常司空见惯的自然现象激发次声波的机理及其信号特征。这些特征对于次声监测数据处理、去噪降噪、目标分类与识别等具有重要意义。     

稳定同位素探针技术结合宏基因组学在探究环境污染物微生物转化/降解过程中的应用进展

稳定同位素探针技术(SIP)结合宏基因组学在环境污染物微生物转化/降解研究中的应用已逐渐成为趋势.该组合技术不依赖纯培养方法,能够从复杂自然环境中鉴定出具有特定代谢功能的微生物类群,揭示污染物的微生物代谢途径,在研究污染物的原位微生物转化/降解过程方面具有显著优势.本文综述了该组合技术在探究不同环境介质中烃类化合物及其衍生物、有机农药、重金属和新型污染物微生物转化/降解过程中的应用进展,包括功能微生物的识别和污染物微生物转化/降解机制的解析等.最后,基于该组合技术的应用现状进行了展望,提出未来该组合技术与多种原位表征技术的联用将为微生物驱动污染物的转化/降解机制研究提供更准确全面的信息.     

普光气田膏岩层下碳酸盐岩薄储层预测研究

SM地区嘉陵江组是川东北地区重要的天然气开发层系,但是其地质、地球物理特征较复杂,不仅发育了一套含有灰岩、白云岩和膏岩的复杂岩层,而且具有碳酸盐岩储层埋藏深、储层厚度薄、地震响应不明显、非均质性强等特点。针对此类地质条件,综合应用正演模拟技术、地震属性分析、波阻抗反演和孔隙度反演的技术对SM地区嘉陵江组碳酸盐储层进行了分析研究,认为该目标段薄储层可识别厚度为14 m,小于14 m的薄储层无法识别。     

基于显微拉曼面扫的小尺寸微塑料检测方法

由于检测方法的限制,小尺寸（<50 μm）微塑料的检测研究较少.提出一种无须挑选、能够较为准确高效识别小尺寸微塑料的方法.筛选出2种合适的过滤膜作为分离和分析微塑料所用基底,使用显微拉曼光谱的面扫模式对5种常见的微塑料进行定性和定量检测.结果表明,该方法能够将最小粒径为1μm的小尺寸微塑料从滤膜背景上识别出来,并作伪彩色图直观显示微塑料的尺寸、形状和种类.以石英砂颗粒模拟环境样品中的杂质,该方法也可排除杂质的影响,准确定位微塑料.在3种浓度梯度下,不同粒径（5~50μm）的聚苯乙烯微塑料回收率为33.3%~79.0%.     

基于显微拉曼面扫的小尺寸微塑料检测方法

由于检测方法的限制,小尺寸（<50 μm）微塑料的检测研究较少.提出一种无须挑选、能够较为准确高效识别小尺寸微塑料的方法.筛选出2种合适的过滤膜作为分离和分析微塑料所用基底,使用显微拉曼光谱的面扫模式对5种常见的微塑料进行定性和定量检测.结果表明,该方法能够将最小粒径为1μm的小尺寸微塑料从滤膜背景上识别出来,并作伪彩色图直观显示微塑料的尺寸、形状和种类.以石英砂颗粒模拟环境样品中的杂质,该方法也可排除杂质的影响,准确定位微塑料.在3种浓度梯度下,不同粒径（5~50μm）的聚苯乙烯微塑料回收率为33.3%~79.0%.     

基于YOLOv3算法的农场环境下奶牛目标识别

针对农场环境下使用手工标记与肉眼识别方法识别奶牛时计数效率低、错误率高,而使用无线射频检测技术比较复杂且成本高的问题,使用检测速度较快且性能较好的YOLOv3算法对农场环境下的奶牛进行目标识别。该方法采用了3个不同尺度的特征图来进行对象检测,能够检测到更加细粒度的特征;使用Darknet-53网络加入残差模块,有利于解决深层次网络的梯度问题,从而增加奶牛目标识别模型的识别效果;采用K-means聚类得到先验框的尺寸,预测对象类别时使用logistic的输出进行预测,可以支持多标签对象。从检测结果来看,该方法在农场环境背景下的奶牛目标识别效果较好,检测准确率较高。     

仿生生物载体改善农村微污染饮用水源

简要分析了近几年新兴的仿生生物载体技术,该技术以培养发展本土微生物为核心,通过促进水体生态系统的发展,达到良好的生物净化的目标,并着重介绍了仿生生物载体技术治理的贵州大方县一个农村饮用水源的应用状况,实践表明：仿生生物载体技术在微污染水治理方面具有投资运行费用少,技术管理要求低等特点,对欠发达的城镇、农村具有良好的推广价值。     

微污染水源水处理技术研究进展

中国许多地区的饮用水水源都受到了不同程度的污染,威胁着人们的饮水安全。对微污染水源水的净化技术成为一项需要迫切解决的课题。论文介绍了中国水资源污染现状以及微污染水中的新型微量有机污染物。分析了中国微污染水源水的特点,介绍了微污染水源水的处理技术,如生物预处理、化学氧化预处理、活性炭吸附、膜过滤、光催化氧化等技术的作用原理,研究与应用。分析了这些技术的优缺点,提出了中国微污染水源水处理技术的发展方向。     

考虑微动影响的搭接结构疲劳寿命研究

为研究微动对搭接结构疲劳寿命的影响,采用ABAQUS软件建立了考虑微动影响的单搭接结构有限元全局模型和子模型,运用该模型计算了接触区的应力分布.并在FRANC2D/L中把螺栓用等效的正应力和剪应力来代替,重建子模型,计算了裂纹尖端应力强度因子.最后建立了考虑微动影响下的搭接结构疲劳寿命预测模型,并将计算值与试验值进行了...