巷道顶板三维板梁结构的传力机制研究

为了揭示巷道开挖前后,巷道顶板三维板梁结构内应力场的演化规律,通过建立层状岩层的承载传力力学模型,研究了层间结构面和层状岩体变形对承载和传递应力的扰动作用,提出了层间结构面和层状岩体承载传力的能量分析方法,确定了层状岩体的应力传递和应变能密度解析解,揭示了结构面储能和层状岩体承载传力的影响规律,并在淮南张集矿1412A工作面开展工程应用。结果表明:法向刚度和切向刚度决定了层间结构面的储能能力,法向应力和切向应力决定了结构面的实际储能大小;岩层的承载应力并非等于上部岩层的负重,而是上部岩层的作用应力、自重应力、下位岩层的作用应力叠加的结果;应力传递效率与相邻上下层岩层的容重比呈正相关关系,与层厚比呈负相关关系,与弹性模量比呈负相关关系;1412A工作面开采时,1#煤顶板第1层薄的软弱泥岩无法承载上方岩层的重量,第2层厚的中砂岩可以承载上方岩层及自身重量,载荷应力为0.90 MPa,计算得到该类条件下基本顶初次断裂步距为30.7 m,与现场实测结果基本一致。     

塔里木河流域枯水年生态调水方式及生态补偿研究

近年来塔里木河流域大规模水土资源开发导致水资源供需矛盾日益尖锐,特别在枯水年,生态及社会安全受到严重威胁,亟需通过提出科学合理的生态调水方式及生态补偿方案来化解这一矛盾。论文利用塔里木河“四源一干”的地表径流、断面引退水、地下水埋深、气象等资料及干流下游流域内的遥感影像数据,根据水量平衡原理计算了各河流的河损及干流下游的生态需水量,提出了枯水年流域水量分配方案,确定了流域枯水年生态调水方式及相应的生态补偿方案。结果表明：1）在特枯水年,下游需水量为7.01×10⁸ m³,至少挤占上游源流10.70×10⁸ m³水才能保障,从上游源流调水至干流单方水的总效益和经济效益将分别减少38.2%和81.2%,因此该调水方式是不合理的,应改从开都-孔雀河调水以满足下游用水;2）调水后上游源流对开都-孔雀河单方水的补偿量为3.4元。研究可为流域水资源的高效开发、利用和管理提供科学依据。     

CRISPR/Cas系统抵御细菌耐药

近年来,细菌耐药性问题在全球范围内日益严重,世界各地不断出现各种新型耐药基因及"超级细菌",以此形成的细菌耐药性污染已成为威胁全球公共卫生与环境安全的重大问题。目前除了在管理上规范合理用药和限制抗生素排放,应探讨抵御细菌耐药的分子机制,有效地从根本上遏制细菌耐药的产生。CRISPR系统作为一种天然免疫系统,可用来对抗入侵的外源性遗传物质,其结构和功能与细菌耐药及毒力因素密切相关,深入分析两者的关系有助于更好地理解细菌耐药机制,为防治细菌耐药提供了新的方向。     

胚胎期草甘膦铵盐暴露对中华鳖幼体的表型与生理表现的影响

草甘膦是全球范围内生产与使用量最大的除草剂。虽然草甘膦制剂被分于低毒等级,但是许多研究显示其对动物的生理、行为表达具有广泛的干扰作用。本研究将中华鳖胚胎暴露于不同浓度的草甘膦铵盐溶液以评估草甘膦除草剂对其胚胎发育及孵出幼体表型及生理表现的影响。结果显示:一定浓度范围(5～5 000 mg·L~(-1))内,草甘膦铵盐对中华鳖胚胎发育速率、孵出幼体大小、游泳能力、肝脏甘油三酯含量、超氧化物歧化酶活性、丙二醛含量以及热激蛋白70 mRNA相对表达量无显著影响。结果表明:一定浓度范围草甘膦除草剂暴露对中华鳖胚胎发育的影响较小,不改变孵出幼体的表型及其生理表现。     

Modeling scale up of anthropogenic impacts from individual pollinator behavior to pollination systems

Understanding how anthropogenic disturbances affect plant–pollinator systems has important implications for the conservation of biodiversity and ecosystem functioning. Previous laboratory studies show that pesticides and pathogens, which have been implicated in the rapid global decline of pollinators over recent years, can impair behavioral processes needed for pollinators to adaptively exploit floral resources and effectively transfer pollen among plants. However, the potential for these sublethal stressor effects on pollinator–plant interactions at the individual level to scale up into changes to the dynamics of wild plant and pollinator populations at the system level remains unclear. We developed an empirically parameterized agent-based model of a bumblebee pollination system called SimBee to test for effects of stressor-induced decreases in the memory capacity and information processing speed of individual foragers on bee abundance (scenario 1), plant diversity (scenario 2), and bee–plant system stability (scenario 3) over 20 virtual seasons. Modeling of a simple pollination network of a bumblebee and four co-flowering bee-pollinated plant species indicated that bee decline and plant species extinction events could occur when only 25% of the forager population showed cognitive impairment. Higher percentages of impairment caused 50% bee loss in just five virtual seasons and system-wide extinction events in less than 20 virtual seasons under some conditions. Plant species extinctions occurred regardless of bee population size, indicating that stressor-induced changes to pollinator behavior alone could drive species loss from plant communities. These findings indicate that sublethal stressor effects on pollinator behavioral mechanisms, although seemingly insignificant at the level of individuals, have the cumulative potential in principle to degrade plant–pollinator species interactions at the system level. Our work highlights the importance of an agent-based modeling approach for the identification and mitigation of anthropogenic impacts on plant–pollinator systems.     

热解温度对生物炭循环伏安曲线特性的影响

随着生物炭在农业和环境领域的应用逐渐增多,生物炭对环境中生物化学过程的影响也日益加深.本文利用循环伏安曲线,探究了不同热解温度下生物炭的电子传递方式.结果发现,在热解温度为400℃时,生物炭的电导率较低,而循环伏安曲线上存在明显的氧化还原峰,这表明生物炭的电子传递方式以官能团的氧化还原反应过程为主.随着热解温度升高,以含氧官能团为主的氧化还原活性物质含量降低,氧化还原峰的峰电流降低;同时,生物炭比表面积增大、导电性增强,循环伏安曲线形状逐渐变为梭形,响应电流也逐渐增大;这表明生物炭的电子传递方式逐渐转变为主要依靠生物炭导电性的方式.总之,循环伏安曲线可以定性地分析生物炭的电子传递方式,为探究生物炭不同电子传递方式对生物化学过程的影响提供了一定的研究基础.     

降雨径流事件对三峡水库香溪河库湾甲烷释放的影响

甲烷是一种重要的温室气体,水库的甲烷源汇效应备受关注,然而观测时间的代表性不足以及缺乏对非良好天气状况的考虑制约了CH₄排放的准确估计.本研究以三峡水库香溪河库湾为研究对象,针对2019年夏季一场完整降雨径流事件在库湾中游断面开展跟踪连续监测,初步探讨了降雨以及来流过程对库湾甲烷浓度与释放的影响.结果表明,降雨事件前后,库湾中游监测断面处水-气界面甲烷通量变化范围为0.011~0.326 mg·（m²·h）^-1,表现为大气甲烷的"源".风速和降雨均能够通过调节气体传输速率影响水-气界面的甲烷排放,其中风速的驱动作用更为显著.流域降雨导致的底部异重流抵达监测断面时,水体底层甲烷浓度明显升高,很可能受到上游及沿程输入的影响.此次来流量偏小不足以破坏水温分层结构,底部高浓度甲烷向上扩散过程中,氧化消耗作用明显,对表层甲烷浓度以及水-气界面甲烷释放的影响十分有限.     

全氟辛烷磺酸在大连区域环境多介质中的归趋模拟

阐明污染物的环境归趋对于其污染控制和生态风险评价具有重要意义。本文构建了三级环境多介质逸度模型,研究全氟辛烷磺酸(PFOS)在大连区域环境多介质中的分布及其迁移规律。结果表明,PFOS在大气、水、土壤和沉积物相的模拟浓度分别为5.10 pg·m-3、22.60 ng·L-1、2.25μg·kg-1和0.34μg·kg-1,与实测值较为一致。环境相间的迁移主要是大气向土壤中迁移和土壤向水中的迁移,水和土壤是大连区域PFOS的主要的汇。PFOS在大气和水相的平流输入为主要的污染来源,而大气的平流输出是其主要的输出途径。灵敏度分析表明,有机碳分配系数、溶解度、水和气相平流输入、土壤中水的径流速率以及温度是影响模型结果的主要参数。不确定分析则表明,整体参数的变化对水体输出结果影响最大,对沉积物影响最小。本研究较好地模拟了PFOS在大连区域环境多介质中的迁移和归趋,可为其污染控制和生态风险评价提供科学依据。     

核电厂温排水余热综合利用方案设计的初步研究

核电厂温排水（循环冷却水）余热的充分利用,可以使原本要排放到大气或水域中的热量大大减少,甚至能实现电厂余热的＂零排放＂,在节约能源、产生巨大经济效益的同时,也达到了保护电厂温排水受纳水体免遭热污染的目的。在国内外温排水余热利用途径调研的基础上,运用生态工程理论和生态设计的理念,进行温排水余热综合利用方案设计的初步研究。     

满足新标准采用电除尘新技术改造的应用与分析

提出了现有电除尘器可采用余热利用节能、高频电源、双区结构、隔离振打等新技术进行提效节能改造的思路,分析了这些新技术的技术特性,并进行了实际案例剖析,对满足《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）烟尘排放的要求,形成现有电除尘器的新型改造模式具有重要参考价值。