微生物对scCO2-咸水-砂岩体系中矿物反应的影响

利用Illumina MiSeq对scCO₂-咸水-砂岩体系中微生物16S rRNA基因V3-V4区进行分析,探究高压反应釜体系中微生物对scCO₂的响应及微生物对矿物反应的作用.结果显示,生物量受pH值影响较大,初始pH值为7.02,生物量11.02×10⁶gene/mL,30d时pH值降至5.65,生物量降至0.26×10⁶gene/mL;随着矿物溶蚀,90d时pH值增至5.87,生物量增至4.61×10⁶gene/mL.群落结构中,phylum Proteobacteria（52.60%（30d）,55.34%（90d））与phylum Firmicutes（46.89%（30d）,43.89%（90d））为优势菌门.在属水平,30,90d时Exiguobacterium,Citrobacter,Acinetobacter与Pseudomonas为优势菌属.产酸菌（Exiguobacterium,Acinetobacter与Pseudomonas）促进了长石与粘土溶蚀,咸水中K⁺,Na⁺,Ca²⁺,Mg²⁺,T-Fe浓度高于空白组;铁还原菌（Citrobacter）提高了Fe（Ⅱ）/Fe（Ⅲ）比值;微生物膜对Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺具有吸附作用.SEM结果显示,微生物介导下先于空白组出现菱铁矿沉淀.scCO₂-咸水-砂岩体系中适应菌能促进矿物溶蚀与碳酸盐矿物捕获.     

大黄石自然保护地集群空间结构及其对中国的启示

科学的空间关系和合理的空间结构是保护地治理的基础,美国大黄石生态系统（简称“大黄石”）是多种单元协调共生的保护地集群典范。经过150多年4个时期的建设,大黄石保护地单元空间关系中的边界重叠问题逐步解决,外部相依和内部嵌套相继建立,在更大范围形成土地利用共生圈层和景观尺度的空间相依关系;保护地集群形成了以国家公园为核心、国家森林为主体、其他类型保护地填补空缺的空间结构;“基础—路径—目标”框架可以解释该结构的形成原因,土地权属、政府治理及资源保护利用是保护地集群形成的物质基础、发展路径及建设目标。对中国的启示：空间管控要关注保护地单元的空间关系和保护地集群的空间结构;政府治理要将自上而下、自下而上的方式相结合。     

基于免疫机理的氯化工艺事故风险模糊评价

为预防氯化工艺安全生产事故,基于生物免疫机理,先应用仿生学方法分析了氯化安全生产事故预警体系与生物免疫系统的相似性,结合氯化生产工艺的实际情况,构建了基于抗原-抗体模式的安全生产预警体系的层次模型,并确定了各评价指标的权重。结果表明,影响较大的抗原A指标有A12(个体的防护水平)、A24(氯的毒性)、A34(暴露于危险环境);影响较大的抗体B指标有B12(应急机制的完善)、B26(反应物料比例的控制和连锁)、B29(冷却系统中冷却介质的温度)、B30(冷却系统中冷却介质的压力)。基于所构建的氯化工艺安全生产预警指标体系,结合某厂氯苯生产工艺及操作控制指标,进一步运用模糊综合评价方法,对该工艺的事故风险进行了模糊评价。结果表明,以抗原-抗体模式建立的事故风险模糊综合评价方法可操作性强、效果较好,可以提高事故的预防和控制能力,可在工艺过程的安全综合评价中广泛应用。     

一种改进的CSCA+PCA化工过程异常检测技术

为了解决化工过程异常检测时因参数众多且数据庞杂而导致一些异常无法被有效检出的问题,在Brownlee的克隆选择分类算法（CSCA）基础上,通过引入主成分分析（PCA）技术,进行数据降维和数据重整,探讨了人工免疫算法在化工过程异常检测中的适用效果和技术方案,以TE过程数据作为样本进行异常检测和分类实验。结果表明,过程异常数据的规模、属性的数目对CSCA异常检测效果具有明显影响,而通过主成分分析进行数据降维之后,CSCA检测效果有所提高;进一步的数据重整之后,CSCA对过程异常分类辨识的准确率可提升到85%以上;基于CSCA+PCA的数据降维及重构之后的过程异常检测技术方案,可以获得较高的异常检测准确率,从而一定程度上为化工过程安全运行提供技术保障。     

常压设备氯腐蚀的动态风险预测模型

针对原油加工过程中常压设备因氯腐蚀引起穿孔、进而导致泄漏事故发生的问题,结合氯腐蚀试验与动态预测方法,建立常压设备氯腐蚀的动态风险预测模型,从而及时规避腐蚀泄漏风险。首先,针对常压塔设备材料Q345钢开展挂片腐蚀试验,在获取试验数据的基础上,采用灰色理论建立质量损失预测模型,通过计算可得随时间变化的腐蚀速率和累积腐蚀厚度;除此之外,运用马尔科夫链预测腐蚀状态的概率。结果表明,采用灰色理论建立的质量损失预测模型精度良好,且此模型可得任意时刻腐蚀速率及累积腐蚀厚度;与此同时,基于马尔科夫链建立的腐蚀状态概率预测模型表明,Q345钢在第3年和第15年分别进入腐蚀加速和腐蚀穿孔阶段,该结论可作为制定检维修计划的参考。     

CO2-咸水-砂岩相互作用过程中微生物群落结构动态变化特征

采用MiSeq高通量测序技术,分析CO_2-咸水-砂岩相互作用过程中微生物群落结构及多样性的动态变化特征.结果表明CO_2注入咸水层后,部分微生物可在极端条件(高温、酸性)下生长.在CO_2-咸水-砂岩相互作用过程中,微生物菌属种类趋于单一,变形菌门相对丰度最终达到99.77%.优势菌属在群落结构变化过程依次为假单胞菌属,柠檬酸杆菌属及短波单胞菌属.同时,CO_2注入后还存在着芽孢杆菌属,嗜氢菌属,根瘤菌属等微生物群落结构变化过程中特有的微生物菌群;随着CO_2注入时间的延长,香农指数逐渐变小,辛普森指数逐渐变大,表明微生物群落结构变化过程中,细菌多样性显著降低,且变化过程中所发现的芽孢杆菌属、柠檬酸杆菌属、假单胞菌属等菌属均能够促进CO_2在微生物介导的CO_2-咸水-砂岩相互作用过程中的溶解/沉淀捕获.此外,注入CO_2后香农指数从5.330 2降至1.946 5,表明生物多样性显著减少.研究发现,以上几类菌属对钾、钠长石类矿物以及绿泥石的溶蚀有着积极的作用,同时也促进了方解石、菱铁矿等矿物的生成.反之,CO_2-咸水-砂岩相互作用过程中矿物溶解或沉淀过程导致的pH的变化,水化学组分中的阴阳离子浓度的变化等,与微生物群落结构变化存在着密切的关系.     

基于FTA和ISM的氯化反应失控火灾爆炸危险性分析

为加强甲烷热氯化工艺过程的安全管理,对氯化反应过程进行危险性分析。本研究介绍了氯甲烷的危害特性以及反应釜失控造成火灾爆炸的危险性,借助事故树分析法中结构重要度的排序获取基本原因事件,在此基础上运用解释结构模型(ISM)对氯化反应过程进行火灾爆炸危险性分析,根据所得基本原因事件的层级划分可得到造成事故发生的直接、间接以及根本原因,最终由ISM分析结果提出针对甲烷热氯化工艺火灾爆炸事故的安全对策措施。     

基于免疫遗传算法的化工过程微小差别异常诊断

化工过程中同一类型的异常往往也存在微小差别,将不同程度的同一类型异常进行有效识别和归属,掌握同一类型异常的多样化情况,对于化工过程安全监控有重要意义。设计了一种基于人工免疫和遗传思想的微小差别异常诊断方法,并以一个典型的精馏过程Chem CAD仿真模型进行同类型不同程度的阀门异常模式设置,获取正常情况和各异常情况下的样本数据,然后利用所提出的诊断方法计算不同程度异常对其异常类型的隶属概率。结果表明,同一阀门不同开度异常尽管会导致过程监控参数的变化,但该微小差别异常诊断方法却能对其进行有效归属,且归属准确度经启发式算法多次运行后可达98%以上。最后进一步运用TE过程中具有微小差异输出结果的4种异常模式进行了验证试验,结果表明,该方法也可以在较少的异常数据基础上完成对异常模式的准确归属。     

路边的自然风光

正12月12日那天,我去了北京植物园。那里景色宜人,我从刚进大门就闻到了植物的芳香。那里面的草坪上有这样一句话"花儿微微笑,请您绕一绕"。这时我看到了有一个叔叔要从草坪上踩过去摘松果。我跑过去对那位叔叔说"叔叔您好,您不能去摘松果,因为,小草也有生命,您踩了过去,就会伤害到小草,破坏了草坪的自然景色,以后来