拉力作业上肢肌肉疲劳评价模型研究

为避免作业人员肌肉疲劳累积,预防工作相关肌肉骨骼系统疾患(WMSDs),提出一种基于肌力降幅(FD)-主观疲劳评分(RPE)的肌肉疲劳评价模型。首先设计并开展模拟拉车作业试验,招募10名大学男生参与测试,测量不同时刻右手最大剩余肌力,并记录基于Borg CR-10量表的RPE值;然后归一化处理各时刻FD,建立不同姿势、不同负荷下的3个拉力作业上肢肌肉疲劳评价模型,并结合试验条件分析不同模型之间的差异。研究表明:RPE与FD间有线性关系,RPE-FD关系可能具有姿势属性;所建模型合理,可用于评价拉力作业人员工作过程肌肉疲劳,并可为施力作业过程肌肉疲劳监测与作业任务分析提供依据和手段。     

作业人员肌肉施力疲劳评价模型

为评价施力作业过程中人员肌肉疲劳状态,建立基于肌力(F)的主观肌肉疲劳评价模型。通过模拟拉车作业试验获得不同时刻拉力值以及手臂和腰部主观肌肉疲劳评分(RPE),归一化处理肌力降幅(FD)值,以消除个体差异;通过相关性分析方法研究肌力降幅归一化值(NFD)与RPE之间的关系;通过回归性分析方法,分别构建以NFD为自变量的手臂与腰部RPE回归方程(即RPE-NFD回归方程),并研究手臂与腰部PRE随时间变化特征。结果表明:RPE与NFD显著线性正相关; RPE-NFD回归方程能够描述施力作业过程中RPE随FD变化的情况;所建评价模型能反映肌肉疲劳随时间发展的特征,并可用以获得作业人员不同施力作业以及不同作业时间下的RPE值。     

静态单手拉车作业最大耐受时间建模

为分析单手拉车作业肌肉疲劳情况,设计并完成模拟静态手拉叉车试验:通过测量拉车前后单臂拉力的变化及最大耐受时间(MET),记录基于Borg CR-10主观疲劳评分表(RPE)的身体疲劳度,探讨负荷和身体质量指数(BMI)对MET、剩余拉力、力量衰减程度和RPE的影响;并基于试验数据构建单手拉车作业肌肉疲劳MET预测方程。试验结果表明,仅负荷显著影响MET;所构建的以指数函数和幂函数为基础的MET方程与现有方程具有一致性;用所建方程得到的预测值与实测值偏差优于用现有MET方程得到的结果。     

拉力作业肌肉疲劳研究进展及展望

为全面了解人工物料搬运(MMH)中拉力作业肌肉疲劳研究现状,深入分析作业过程肌肉疲劳特征,预防肌肉骨骼系统疾患(MSDs),在检索国内外MMH拉力作业肌肉疲劳研究相关成果的基础上,总结5种基本研究方法,并将MMH拉力作业按照工作任务类型和研究对象进行分类,综述其研究所采用的方法及研究结论。最后,评述拉力作业肌肉疲劳现有研究结果,并结合其他作业任务的肌肉疲劳研究成果,展望5个拉力作业肌肉疲劳的研究方向。结果表明:现有拉力作业肌肉疲劳研究主要包括静态作业研究和动态作业研究2个方面,且由静态作业研究向动态作业研究转变;同时采用几种研究方法以全面揭示作业过程肌肉疲劳问题;动态以及间歇作业肌肉疲劳特征、发展规律和预测建模方面的研究较少,是今后的主要研究方向。     

人工破拆壁面作业肌肉疲劳实验研究

为研究人工破拆壁面作业肌肉疲劳发展特征,避免肌肉疲劳累积,降低工作相关肌肉骨骼损伤(WMSDs)风险,本文设计人工破拆壁面作业实验,招募8名男性大学生进行实验,测量40和90 cm作业高度上人工破拆作业前后握力和推力、最大耐受时间(MET)、主观肌肉疲劳评分(RPE)以及右手尺侧腕屈肌、肱二头肌、肱三头肌、三角肌前束以及左手肱二头肌、三角肌前束6个肌群的活动特征,然后运用统计学方法分析作业高度对作业过程肌肉疲劳的影响以及各肌群肌肉活动特征.研究表明:人工破拆壁面作业肌肉疲劳明显,但高度仅影响作业前后最大推力大小,对握力、MET以及RPE影响并不显著;最大推力实验条件下,除90 cm高度下左右手三角肌前束产生疲劳外,其他肌群并未出现疲劳;较低高度上人工破拆作业疲劳可能由姿势导致而非局部肌肉疲劳的耦合叠加.     

姿势对单手拉叉车肌肉疲劳影响的试验研究

为分析不同姿势下单手拉车作业肌肉疲劳情况,设计并完成模拟手拉叉车试验,测量拉车前与拉车过程中单臂拉力的变化,记录基于Borg CR-10主观疲劳量表的身体疲劳度。选取20名男大学生作为被试。结果表明,手臂姿势和拉车时间均显著影响拉力;Duncan多重比较结果显示,手臂伸直姿势下的拉力值显著高于手肘屈曲姿势下的值;手肘屈曲姿势下,手臂拉力的最大自主收缩力(MVC)下降更快;手肘屈曲姿势和手臂伸直姿势下的疲劳速率分别为(0.137±0.065)和(0.133±0.057)。构建起以指数函数为基础的2种姿势下单臂拉车作业肌肉疲劳预测模型,其预测结果与实际情况吻合较好。     

柴油在土壤中迁移的试验模拟研究

通过土柱模拟试验研究了0#柴油在不同类型的土壤(壤土、砂土)中分别以连续和间歇方式入渗的渗流特征.结果表明:柴油在壤土中的入渗速率小于砂土;相同类型的土壤中,连续入渗的速率大于间歇入渗;柴油饱和溶液入渗条件下,绝大部分的柴油集中在深度小于25 cm的土层里,只有在连续入渗砂土情况下,大量的柴油迁移到了35 cm深度的土层;柴油以无水液流态(NAPL)间歇入渗条件下,壤土和砂土中各土层的柴油质量比与土层深度服从相应的负指数关系.通过对比静态吸附的结果,发现迁移过程中存在吸附、截留和生物降解作用等.     

受限空间钻孔工人的肌肉疲劳特性研究

为了研究受限空间下钻孔工人在作业过程中的肌肉疲劳特征,通过模拟试验,测量立姿、半蹲姿、全蹲姿姿势下,颈夹肌、胸腰筋膜等10块肌肉的表面肌电值(sEMG);用中值频率(MF)作为指标,根据MF下降率评定各肌肉的疲劳程度,并通过设置不同的时间梯度,对比疲劳程度的变化,从而提出减轻肌肉疲劳的方案。试验结果表明:肌肉疲劳程度越深,MF下降越快;腰部3种姿势下均表现出较高的下降率(0. 374±0. 129),立姿中颈部下降率(0. 60)、蹲姿中小腿胫骨肌下降率(0. 55)也较高;而调整作业周期可以使MF值下降1. 33～9. 85倍,有效减轻疲劳程度。     

草原公路驾驶人腰部疲劳恢复的表面肌电分析

为研究草原公路驾驶人腰部肌肉疲劳恢复特性,在草原公路模拟驾驶环境开展腰部疲劳恢复试验。利用MP150多通道生理测试仪采集驾驶人试验前、驾驶结束时和疲劳恢复阶段的腰部肌电信号,并应用配对样本t检验和独立样本t检验进行统计分析,探讨草原公路驾驶人腰部肌肉疲劳恢复特征。结果表明:在驾驶疲劳恢复期,时域指标平均振幅值(AEMG)、积分肌电值(IEMG)和均方根值(RMS)随恢复时间而增大,频域指标中位频率值(MF)和平均功率频率值(MPF)则随之减小;各指标在疲劳恢复初期恢复较快,当驾驶人疲劳恢复程度达到80%左右时,其在之后同等时间段内肌电各指标的恢复能力趋于平缓;2 h组腰部竖脊肌的表面肌电(sEMG)指标在恢复期第18 min与静测无显著差异,4 h组在恢复期第27 min与静测无显著差异。     

影响在用车用液化天然气气瓶静态蒸发率测量的几个因素

对在用车用液化天然气气瓶的静态蒸发率进行了试验研究,采用两种试验方法(称重法和质量流量计法)和两种试验介质(液氮和液化天然气),进行了静态蒸发率的对比试验。获得了两种试验方法下静态蒸发率测量数值的差异,获得了两种试验介质间静态蒸发率换算系数的试验值,对试验介质(液氮)和实际储存介质(液化天然气)静态蒸发率之间换算关系的理论研究进行了补充。     

井下支护作业人员颈部肌肉疲劳特性研究*

为探究井下支护作业人员颈部肌肉疲劳受伸张和屈曲角度变化的影响,采用表面肌电法（sEMG）实验模拟测量7种点位角度下,颈部夹肌、斜方肌以及胸锁乳突肌在不同作业频率时的疲劳情况,以积分肌电值(iEMG)及中值频率（MF）评价各肌肉疲劳程度。研究结果表明:低频实验中随点位角度的增大,颈部屈曲活动时,胸锁乳突肌疲劳变化明显,iEMG疲劳前后差值最大为1.55,MF下降率最大为0.60;颈部伸展活动时,夹肌疲劳变化明显,iEMG疲劳前后差值最大为1.59,MF下降率最大为0.59;斜方肌未表现出明显疲劳变化规律。高频实验相较低频实验疲劳发生速度加快,疲劳积累程度显著提升,颈部活动主要肌肉疲劳发生时间由16~19 min提前至13~17 min,各肌肉MF下降速度为低频实验的1~1.55倍。     

纳米羟基磷灰石对铅污染土壤中植物吸收铅和3种酶活性的影响

采用盆栽试验研究了纳米羟基磷灰石对铅污染土壤中油菜和白菜的生物量、土壤中Pb质量比、油菜和白菜中Pb累积量及土壤中3种酶活性的影响。结果表明:在纳米羟基磷灰石质量比为15g/kg时油菜地上部Pb累积量为最小值2.06 mg/kg,土壤中脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性达到最大值,与空白相比分别提高9.16%、79.2%、64.3%,并且达到了显著性差异(p0.05);在纳米羟基磷灰石质量比为20 g/kg时白菜地上部Pb累积量为最小值5.21 mg/kg,土壤中脲酶、过氧化氢酶活性达到最高值,比空白分别提高93.9%、18.8%,并且达到了显著性差异(p0.05),而蔗糖酶活性达到最大值的质量比为15 g/kg,与空白相比提高75.4%,并且达到了显著性差异(p0.05)。种植油菜土壤中Pb总量与3种酶活性呈现极显著的正相关,而种植白菜的土壤中Pb总量与脲酶和过氧化氢酶呈现极显著的正相关,与蔗糖酶相关性不显著。油菜的生物量、种植土壤中3种酶活性和耐Pb毒性能力明显高于白菜,因此,种植油菜比白菜的修复效果好。     

四种氮肥对海甘蓝(Crambe abyssinica)富集镉锌效应及根际土壤细菌群落特性的影响

以Cd和Zn复合污染土壤为研究对象,通过盆栽试验,研究了相同施氮量的4种氮肥(CO(NH_2)_2、(NH4)_2SO_4、NH_4Cl和NH_4NO_3)对海甘蓝累积Cd、Zn效应及根际土壤细菌群落变化的影响。结果表明,海甘蓝种子对地上部生物量的贡献最大。海甘蓝地上部生物量(b)表现为b(NH_4Cl)b((NH_4)_2SO_4)≈b(NH4NO3)≈b(CO(NH_2)_2),地上部干重占整株干重的96%~98%。与施用CO(NH_2)_2相比,施用NH4Cl和(NH4)_2SO_4显著降低了土壤pH值,促进了土壤Cd和Zn活化,提升了海甘蓝茎、根等部位的Cd和Zn质量比;而NH_4NO_3与CO(NH_2)_2处理间的海甘蓝各部位Cd、Zn质量比并无显著差异。4种氮肥强化处理的海甘蓝Cd和Zn总提取量并未存在显著差异,整株海甘蓝对Cd和Zn的提取量分别为168.12~234.87μg/株和9 090.08~17 429.37μg/株。海甘蓝富集的Cd和Zn主要集中在地上部。与施用CO(NH_2)_2相比,施用NH_4Cl显著降低了海甘蓝根际土壤细菌Chao1,而CO(NH_2)_2、(NH_4)_2SO_4和NH_4NO_3处理间的OTUs、Chao1和Shannon Index均无显著差异。土壤有效Cd和Zn质量比是影响海甘蓝根际细菌丰度变化的最主要环境因素。利用海甘蓝植物提取修复Cd-Zn污染土壤时,应综合权衡强化措施对生物量、土壤pH值、Cd和Zn迁移分布及根际细菌特性的影响,不断优化氮肥施用参数(类型、时间和施用量),以获取最佳提取修复效果。     

重金属在污泥长期施用土壤-作物系统的累积状况及淋溶特性

污泥农用导致的相关环境风险和粮食安全问题不容忽视。连续3 a向酸性黄壤(S1)和石灰性土(S2)中施加低污染(W1)和高污染(W2)污泥,通过盆栽试验和淋溶试验研究了污泥长期农用条件下Zn、Cd、As、Cr对土壤、作物和水体的环境风险。结果表明:1)施用污泥后Zn和Cd在石灰性土中的累积速率均高于酸性黄壤;2)施加高污染污泥后,重金属在玉米、小麦、菠菜等农作物可食部分的累积量均高于施加低污染污泥的处理;3)在污泥连续施用条件下,玉米对重金属累积量不显著,小麦和菠菜的累积量则较高(如小麦籽粒Cd、Zn、As质量比分别为0.09~0.16 mg/kg、64.99~103.45 mg/kg和0.22~0.4 mg/kg,菠菜对应值分别为0.10~0.44 mg/kg、5.19~36.73 mg/kg和0.02~0.11 mg/kg),大部分超过国家食品安全标准(GB/T5009.36—2003)相关限定值;4)随淋溶次数增加,各处理组淋溶水中重金属的迁移速率逐渐降低并趋于稳定,但黄壤+高污染污泥处理组中Zn、Cd、As和Cr的释放率(分别为0.83%、1.67%、0.56%和0.32%)高于对应的石灰性土+高污染污泥处理组(分别为0.69%、1.16%、0.41%和0.28%),表明重金属在黄壤中相对石灰性土壤中更易向水体迁移,存在较大的环境安全风险。     

海洋石油钻井平台生产性噪声慢性暴露对血清皮质醇水平的影响

采用自身对照试验,利用个体噪声剂量系统检测海洋石油钻井平台作业人员在作业期间生产性噪声个体暴露水平(40 h等效声级),采用酶联免疫吸附试验(ELISA)分别检测噪声暴露作业前后血清皮质醇水平,并分析血清皮质醇水平变化与噪声暴露水平和暴露时间的关系。结果表明:噪声暴露作业后,全部作业人员血清皮质醇水平明显升高(p0.05,α=0.05);不同噪声暴露水平作业人员血清皮质醇水平差别没有统计学意义(p0.05);噪声暴露20 d的作业人员血清皮质醇水平明显高于噪声暴露≤20 d者(p0.05)。血清皮质醇水平变化与噪声暴露水平没有显著关联性,而与噪声暴露时间呈明显的正相关(p0.05)。研究表明,生产性噪声慢性暴露使血清皮质醇水平升高,且暴露时间是主要影响因素。     

考虑速度变化的飞机尾流间隔动态缩减研究

针对现有的静态尾流间隔缩减研究没有考虑进近阶段前后机速度变化这一缺点，提出一种进近阶段动态尾流间隔缩减研究方法。首先，对前后机进近阶段广播式自动相关监视(Automatic Dependent Surveillance-Broadcast, ADS-B)数据进行分析，提取数据中的速度参数，并按速度变化趋势进行精细化分段。然后，基于前机尾流模型以及后机响应模型对不同分段的后机在ICAO(International Civil Aviation Organization)规定间隔下遭遇尾流时的升力变化、滚转力矩以及滚转力矩系数，并与安全指标进行对比，以验证安全性。最后，根据临界安全指标计算得到不同时刻前后机的最小尾流间隔。结果表明：按动态间隔缩减计算方法计算的最小间隔比ICAO的间隔标准缩减了44.5%,比静态缩减后的最小间隔缩减了11.3%;在后机开始减速时刻，动态方法计算的最小间隔比静态方法计算的结果更大，静态间隔缩减方法存在间隔过度缩减的问题。     

石灰对Cd、Pb在土壤-水稻体系中转移和累积的影响

在酸性土壤中,石灰对重金属污染土壤有明显的钝化修复效果。通过土壤盆栽试验,以宜优673(籼稻)为供试作物,研究了添加石灰(消石灰,Ca(OH)2)对Cd-Pb复合污染土壤中Cd、Pb的有效性,以及Cd、Pb在土壤-水稻体系中转移与累积的影响,探讨了石灰降低水稻糙米Cd和Pb累积量的主要途径。结果表明,石灰提高了土壤的p H值,显著降低了土壤Cd和Pb的有效性和根表铁膜中Cd、Pb的质量比,对根系Cd质量比的影响不显著,但显著降低了成熟期根系Pb的质量比。石灰抑制了Cd从根向叶、从茎向叶的转移,抑制了Pb从茎和叶向糙米的转移,最终降低了Cd和Pb在糙米中的累积量。与Cd的累积相比,石灰抑制Pb在糙米中累积的效果更为显著。研究表明,石灰降低了土壤中Cd和Pb的有效量,抑制了Cd和Pb在水稻体内的转移,是降低水稻糙米Cd和Pb累积量的主要途径。     

不同扰动方式对底泥/水系统中生物有效磷的影响

为了解底泥扰动对水体磷迁移转化的影响,通过模拟试验研究了底泥不同扰动方式(间歇扰动、持续扰动)下上覆水中生物有效磷(BAP)及其组成的变化规律.结果表明,间歇扰动作用下,在24～216h和216～624 h之间,BAP分别稳定在0.09mg·L-1和0.052 mg·L-1.显著低于初始状态(0.679 mg·L-1);持续扰动作用下,BAP在第6 h达到最大值(2.437mg·L-1),随后下降,24h后稳定在0.759mg·L-1.但其组成以颗粒态生物有效磷(BAPP)为主(超过93%).间歇扰动作用下,溶解性总磷(TDP)占BAP的百分比下降了约10%,而无扰动试验中,该值有所增加.说明扰动促进了TDP向BAPP的转化,降低了水体富营养化的直接风险.     

基于航空器高度保持性能的风险碰撞模型优化*

为提高Reich风险碰撞模型在“缩小垂直间隔”(Reduced Vertical Separation Minimum,RVSM)标准实施后的适用性。基于同一机型航空器的测高系统误差（Altimetry System Error,ASE）数据在超高空各高度层中并不服从相同分布且具有显著的统计学差异,针对现有的Reich模型对同一机型仍使用整个航空空域的ASE数值进行经验分布拟合的现状,对模型中ASE混合累积经验分布参数部分进行改进,添加高度层相关的参数,使原有仅根据机型进行累积的ASE经验分布细化为根据机型和高度层2部分进行累积。结果表明:改进后模型可准确体现ASE数据在不同高度层的差异性;采用改进的风险模型进行仿真计算,得到更加精确的结果;验证改进后模型的合理性和其在应用中的有效性。     

北运河下游沉积物中重金属污染特征及评价

围绕高污染状况下的污水补给河流的重金属污染问题,选取北运河干流不同类型河段及支流水体风港减河,采集河流沉积物,测定不同深度沉积物中的Cd、Cu、Cr、Ni、Pb、Zn,分析其历史分布累积及变化特征,并评估其污染状况.结果表明,沉积物中重金属分布存在空间和垂直(历史)差异.上游城镇型河段沉积物的重金属质量比较下游农村型河段(支流汇入前)的质量比高,方差分析显示二者有显著差异;从垂直(历史)分布看,Cu、Pb和Zn呈现由沉积物底层向表层逐渐增加的趋势.此外、支流沉积物重金属质量比高于附近干流,支流汇入后,干流沉积物重金属质量比明显升高,方差分析也显示支流重金属累积与支流汇入前的干流重金属含量存在显著差别.这表明支流水体对北运河干流的污染贡献不可忽视.沉积物质量基准毒性评价表明,北运河及其支流沉积物中Cr及Ni的生物毒害作用存在频繁发生的可能,并且主要发生在下游农村型河段及支流.