基于Blender的矿山虚拟现实快速构建与实现

为了实现矿山三维实体模型和虚拟现实的快速搭建与实现,分析了当前数字化矿山建模可移植性差、扩展性不灵活、开发难度大的缺陷 ,提出了一种矿山三维模型及虚拟现实体系的自动构建方法:基于Blender开源软件提供的建模平台,利用Python语言编写矿山实体的表达方法 与生成算法;利用矿山基础信息,实现了对矿山井巷、矿体等三维实体模型的自动、快速构建,并以矿山井巷工程、矿体以及地表模型等实体 模型的构建为例进行了演示;利用Blender脚本实现对三维实体模型的快速渲染,初步建立了矿山虚拟现实环境与仿真系统,并利用驱动内核实 现虚拟情景的演示。结果表明,该方法具有开发快捷、要求低等特点,为数字化矿山建设提供了一种新的思路。     

The origin of high hydrocarbon groundwater in shallow Triassic aquifer in Northwest Guizhou,China

Original high hydrocarbon groundwater represents a kind of groundwater in which hydrocarbon concentration exceeds 0.05 mg/L. The original high hydrocarbon will significantly reduce the environment capacity of hydrocarbon and lead environmental problems. For the past 5 years, we have carried out for a long-term monitoring of groundwater in shallow Triassic aquifer in Northwest Guizhou, China. We found the concentration of petroleum hydrocarbon was always above 0.05 mg/L. The low-level anthropogenic contamination cannot produce high hydrocarbon groundwater in the area. By using hydrocarbon potential, geochemistry and biomarker characteristic in rocks and shallow groundwater, we carried out a comprehensive study in Dalongjing (DLJ) groundwater system to determine the hydrocarbon source. We found a simplex hydrogeology setting, high-level water–rock–hydrocarbon interaction and obviously original hydrocarbon groundwater in DLJ system. The concentration of petroleum hydrocarbon in shallow aquifer was found to increase with the strong water–rock interaction. Higher hydrocarbon potential was found in the upper of Guanling formation (T₂g³) and upper of Yongningzhen formation (T₁yn⁴). Heavily saturated carbon was observed from shallow groundwater, which presented similar distribution to those from rocks, especially from the deeper groundwater. These results indicated that the high concentrations of original hydrocarbon in groundwater could be due to the hydrocarbon release from corrosion and extraction out of strata over time.

     

Entomotoxic effect of silicon dioxide nanoparticles on Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera: Plutellidae) under laboratory conditions

The use of higher dosage and repeated applications of conventional pesticides have led to the rapid development of insect resistance to pesticide and adverse effects on human health and environment. Accordingly, researchers are prompted to identify an alternative entomotoxic agent for crop protection. Nanocides are being considered as alternatives to conventional insecticides because they are expected to lessen the application rate and reduce the chances of resistance development in pests. In this study, we evaluated the entomotoxic effects of nanosilica on larvae of Plutella xylostella, in a laboratory by using dust spray, larva dipping, leaf dipping, and solution spray methods. Dust treatment showed a more highly significant effect than the other three treatments. The mortality percentage increased up to 58% and 85% at 24 and 72 h after treatment, respectively, when nanosilica was applied at a rate of 1 mg cm^?2. In all four bioassays, mortality rate increased with both increased time after nanosilica exposure and increased concentration. Light microscopy and scanning electron microscopy images showed that larval death was due to desiccation, body wall abrasion, and spiracle blockage. These results suggested that nanosilica can be an alternative to conventional pesticides if dust formulation would be properly used.     

磺胺类抗生素对不同革兰氏阴性菌的毒物兴奋效应研究

抗生素滥用所导致的环境问题日益受到人们的关注,抗生素在环境中常以低剂量的形式暴露,生物体在低浓度的抗生素作用下通常会表现出毒物兴奋效应(hormesis)。因此,研究抗生素的hormesis,对抗生素的生态风险评价极其重要。为了研究抗生素的hormesis,本文选取4种磺胺类抗生素为研究对象,观测了不同浓度培养基下磺胺对大肠杆菌能否产生hormesis。结果表明,磺胺对大肠杆菌在原倍和0.8倍浓度的培养基下不产生hormesis,在0.6和0.4倍浓度的培养基下产生hormesis;并且,结合我们之前对另一种革兰氏阴性菌——费氏弧菌hormesis的研究可知,对于具有不同群体感应系统的2种革兰氏阴性菌,都存在hormesis,磺胺可以通过作用群体感应系统使革兰氏阴性菌产生hormesis,只是hormesis的大小不同。上述研究结果为抗生素的生态风险评价提供了依据,为hormesis的相关研究提供了参考。     

北京不同污染天气PM_(2.5)和PM_(10)染毒对大鼠生理病理参数的影响

为探讨北京不同污染天气大气可吸入颗粒物PM_(10)和细颗粒物PM_(2.5)污染对雄性大鼠血常规、氧化损伤、炎症反应和肺组织的影响,将64只雄性8周龄Wistar大鼠随机分为8组,分别为2个对照组(空白组和生理盐水组)和6个染毒组(清洁、雾霾及沙尘暴3种不同天气的PM_(10)染毒组和PM_(2.5)染毒组),每组8只。用2015年3月—5月在北京南海子麋鹿苑采集的清洁、雾霾和沙尘暴3种不同天气的PM_(10)和PM_(2.5)制备悬液,分别采用气管滴入PM_(10)和PM_(2.5)悬液作为染毒组,空白对照组不做任何处理,生理盐水对照组采用气管滴注生理盐水。急性染毒24 h后处死大鼠。采集血液测定18个血常规指标,分析肺泡灌洗液(BALF)中转化生长因子-β1(TGF-β1)、乳酸脱氢酶(LDH)、总抗氧化能力(T-AOC)、白介素-6(IL-6)及肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的含量,并在高倍显微镜下观察肺组织和气管病理形态变化。同时,对PM_(10)和PM_(2.5)中的水溶性离子、有机碳/元素碳、16种多环芳烃和7种重金属等元素进行了测定,并分析了各组分与大鼠生理病理指标的相关性。结果表明:清洁、沙尘暴天气的PM_(10)和雾霾天气的PM_(2.5)急性染毒导致大鼠白细胞系参数即免疫力显著下降。污染天气颗粒物染毒后大鼠BALF氧化炎症因子的改变表明呼吸系统受到感染:沙尘暴和清洁天的PM_(10)染毒均显著提高了TGF-β1,雾霾PM_(10)染毒后IL-6和LDH有一定程度升高。3种天气颗粒物染毒对肺和气管造成的组织病理伤害各有特点,但PM_(2.5)伤害程度普遍大于PM_(10)。染毒颗粒物粒径大小,其化学成分类别、浓度是造成大鼠血常规指标变化、氧化炎症反应和组织学病变的可能原因。     

基于着生硅藻指数的梧桐河水生态健康评价

在黑龙江省梧桐河,调查了13个点位的着生硅藻群落结构和水环境特征,应用8种硅藻指数对该河流水生生态系统进行健康评价,并在此基础上应用主成分分析、相关分析、冗余分析、箱型图分析等统计分析方法研究了影响梧桐河着生藻类群落的主要环境因子和8种硅藻指数在梧桐河的适用情况。结果显示:梧桐河存在一定程度的环境污染,优势种以小型异极藻(Gomphonema parvulum)等耐污种为主。8个硅藻指数中,硅藻属指数(Generic Index of Diatom,GI)、澳大利亚河流硅藻生物评价指数(Diatom Index for Australian Rivers,DIAR;Diatom Species Index for Bioassessment of Australian Rivers,DSIAR)评价结果偏差较大,在梧桐河不适用;相似度指数(Jaccard Index,JI)与富营养化硅藻指数(Trophic Diatom Index,TDI)评价结果较为严格,评分明显偏低;硅藻污染耐受指数(Pollution Tolerance Index,PTI)、硅藻生物评价指数(Diatom Bioassessment Index,DBI)和生物硅藻指数(Biological Diatom Index,BDI)在梧桐河流域适用性最好。根据冗余分析(RDA),将梧桐河流域点位分为3组,第一组点位为中-重度污染,主要影响因子为流速和总磷;第二组点位为轻-中度污染,主要影响因子为磷酸盐、氨氮和溶解氧;第三组点位为轻污染-清洁,主要影响因子为p H和电导率。     

微塑料与有机污染物的相互作用研究进展

微塑料(粒径小于5 mm的塑料)作为海洋中一种新型的污染物正受到越来越多的关注。微塑料在全球多个海域均有检出,根据其来源分为原生微塑料和次生微塑料。原生微塑料由人工直接制造所得,常见于日常生活用品中;次生微塑料由大块塑料制品长期风化、磨损和光解形成。塑料自身含有多种有机添加剂,不断向环境中释放,污染海洋环境;微塑料表面还可吸附有机污染物,此吸附作用受两者的物理化学性质和环境条件影响,吸附污染物后的微塑料生物毒性增强。另外,聚合物复合光催化材料可加快有机污染物如染料的光降解反应速率,因而微塑料可能会促进有机污染物的光解。针对目前微塑料对有机物光降解的贡献、机理鲜见研究的问题,未来应加强以下3方面的研究:(1)微塑料对不同有机污染物光降解是否存在影响?(2)微塑料类型、尺寸以及反应条件对有机污染物光降解如何影响?(3)微塑料对有机污染物光降解影响的内在机制是什么?     

杂多酸型光催化剂降解有机废水的研究进展

杂多酸(多金属氧酸盐,POM)是一种环境友好的固体酸,是一种包含有过渡金属(第Ⅴ或第Ⅵ副族)含氧阴离子的多原子阴离子,这些含氧阴离子通过共有的氧原子连接在一起.它除了具有其他光催化剂的无毒、无二次污染、方便快捷高效等优点外,还具有高富氧表面的特性,且由于其结构中存在大量的金属中心而能表现出快速可逆和多电子氧化还原转变,其禁带宽度较窄,且光谱响应范围较宽,有着优异的光催化降解性能,已经在光催化降解含有机污染物废水中得到了广泛的应用.本文对杂多酸光催化剂的种类、杂多酸的改性方法以及杂多酸及其复合物在降解有机污染物中的应用进行了综述,指出了目前杂多酸光催化降解技术存在的突出问题及相应的解决方案,并对其未来的发展方向进行了展望.     

湿式旋转溶蚀器对二氧化硫吸收效率和测量干扰的评估

利用大气细颗粒物水溶性离子在线监测仪(Marga 1S)分别与API 100E和Thermo 43i同时测量环境空气和二氧化硫(SO2)标气,进而评估了湿式旋转溶蚀器对SO2吸收效率及其测量干扰.研究结果显示,基于API 100E和Marga 1S测得的2017年南京市环境空气SO2浓度分别为(17.1+7.7)μg·m-3和(9.6±5.9)μg·m-3,Marga 1S较API 100E低43.8％,当API 100E监测SO2浓度低于25 μg·m3时,API 100E和Marga 1S的相对误差较大,秋、冬季Marga 1S测量结果与API 100E最为接近,夏季Marga 1S测量结果偏低;基于实验室研究发现,Marga 1S和Thermo 43i的相关系数r为0.999,相关性较好,Marga 1S的测量结果偏低,与环境空气结论一致.湿式旋转溶蚀器对SO2吸收效率为82.1％-91.7％,随着SO2浓度逐渐升高,湿式旋转溶蚀器的吸收效率逐渐升高,60 μg·m3附近时吸收效率趋于稳定.高浓度SO2条件下,颗粒态中SO42-残留率介于0.43％-1.34％之间,高浓度SO2对颗粒物SO42-组分监测影响较小.     

聚氯乙烯微塑料的原位光解老化及其对土壤微生物群落的影响

近年来,微塑料污染越来越受到大众和科研人员的关注.微塑料被报道在水体、土壤和大气中广泛分布,它们在环境中可能受到物理、化学或生物作用而发生老化现象.目前大部分关于微塑料老化的研究都是在水环境中进行的,同时,有关微塑料的老化研究主要采用离线技术进行表征,只能测定微塑料老化前后的结构变化,不能准确认识微塑料界面反应过程,因此,亟待开发微塑料老化过程的在线监测技术及研究其在非水相环境中的老化过程.研究污染物性质的目的 之一是为研究其环境影响提供理论依据,因此,本研究选择了聚氯乙烯(PVC)农业地膜在空气中老化后进入土壤的环境过程,搭建了单颗粒微塑料的显微-傅里叶变换红外光谱原位监测装置,从分子水平揭示了PVC微塑料的光化学转化过程,同时也探究了老化后PVC微塑料对土壤微生物群落所产生的影响.