Neurophysiological Effects Induced in the Nervous Tissue by Low-Frequency, Pulsed Magnetic Fields

Summary The influence of pulsed magnetic fields (PMF) on the properties of nervous tissue was investigated. Hippocampal slices or synaptosomes obtained from hippocampal tissue were used as model systems. The amplitude of potentials recorded in vitro from one of the hippocampal pathways (Schaffer collaterals that use glutamate as a neurotransmitter) was employed as a measure of the influence of magnetic fields on synaptic efficiency. The synaptic glutamate turnover and radioactive calcium accumulation were used as markers of the PMF influence on biochemistry of synaptic mechanisms. The exposure of hippocampal slices for 30 min to PMF amplified evoked potentials. While the frequency of 0.16 Hz exerted the strongest effect, lower (0.01, 0.07, 0.03 Hz) and higher (0.5 Hz) frequencies were much less effective. The enhancement of the neuronal excitability was correlated with significant increase in the neuronal spontaneous activity mediated by electrical synapses. The PMF-induced changes in the excitability of the tissue were accompanied by an increase in the synaptic turnover of glutamate. The release of radioactive D-Aspartate (a glutamate analog used as a marker for glutamate turnover) from the slices, and its uptake by synaptosomes were enhanced, and reduced respectively, following the stimulation with pulsed magnetic fields. The frequency which was the most efficient in amplification of evoked potentials (0.16 Hz) was also the most effective in the modulation of the release and uptake processes. The PMF-induced changes in neurotransmitter turnover coincided with an increase in ⁴⁵Ca²⁺ accumulation observed in hippocampal slices exposed to PMF.     

天山北麓地区博乐黄土磁化率、粒度特征与古气候意义

受西风控制的天山地区黄土广泛分布,是中亚重要的黄土分布区之一。这些陆相风成沉积物为研究中亚干旱区气候环境变化历史提供了重要的信息载体。本文选取天山北麓博乐地区一个厚为12.7 m的黄土剖面作为研究对象,分析了其磁化率、粒度指标的变化特征,并探讨了其古气候意义。结果表明:(1)博乐黄土粒度组成以粉砂为主,是典型的风成沉积物,成壤作用很弱;(2)博乐黄土磁化率变化主要受控于风力强度;(3)剖面粒度的环境敏感粒级为31.7μm、31.7—282.5μm,分别可能代表风暴过后的浮尘堆积和风暴过程中风力近距离搬运的沉积物组分;(4)博乐黄土MIS(海洋氧同位素)3阶段记录了多次千年尺度气候事件,能与北大西洋Heinrich事件和D-O事件对应,表明中纬度西风环流在传递北大西洋信号到东亚的过程中扮演着重要角色。     

Fe3O4活化过硫酸盐体系同步去除诺氟沙星和铅

采用Fe₃O₄活化过硫酸盐（PS）同步去除水中的NOR （诺氟沙星）和Pb （II）.探讨了Fe₃O₄投加量、PS浓度、初始pH值和Pb （II）浓度对NOR降解的影响.结果表明,NOR的降解符合伪一级反应动力学,在温度为30℃、NOR初始浓度为5.0mg/L、Pb （II）浓度为1.0mg/L、Fe₃O₄投加量为2.0g/L、PS浓度为1.5mmol/L、初始pH值为7.0的条件下,反应120min后,NOR降解率达90.2%,Pb （II）去除率为99.5%.自由基淬灭实验证实,硫酸根自由基（SO₄^-·）是NOR降解的主要自由基.通过LC-MS分析结果推测了NOR可能的降解路径和中间产物.Fe₃O₄活化PS高级氧化工艺可作为一种同步去除有机污染物和重金属的工艺.     

用高精度磁测圈定煤田自燃区的应用效果

煤田自燃在中国北方非常普遍,每年都给中国的煤炭资源以及生态环境造成重大损失。为控制和监测煤田自燃,须对其自燃边界进行圈定。煤层自燃后产生“热剩磁”,基于这一理论,运用高精度磁测圈定了西北某煤田自燃区的边界范围,并建立了“倾斜磁化有限延伸的板状体”模型进行正演。由钻孔验证的结果来看,高精度磁测圈定煤田自燃区边界范围的应用效果良好。     

磁性有序介孔碳的制备及其对水中双酚A的吸附

采用水热法成功制备了磁性有序介孔碳（Fe-OMC）,用于吸附水中双酚A （BPA）.采用高倍投射电镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪、比表面积分析仪和振动样品磁强计对Fe-OMC进行表征.结果表明,该吸附剂具备较大的比表面积、独特的有序介孔孔道结构、丰富的含氧官能团以及较强的超顺磁性.Fe-OMC能够高效地吸附去除水中的BPA,平衡吸附量可达72.62mg/g,经过外加磁场分离回收后依旧具备较好的吸附性能.随着BPA浓度从1mg/L提高到20mg/L,其平衡吸附量由8.33mg/g增至91.78mg/g.随着pH值的升高呈现出先降低后升高再降低的趋势,最高吸附量出现在pH=8（75.34mg/g）.Fe-OMC对BPA的吸附过程可用准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温模型进行描述.计算的热力学参数表明,Fe-OMC对BPA的吸附过程是自发进行的放热过程.     

单跨简支梁竖向振动的磁悬浮半主动控制

由于传统的隔振器需要足够的竖向刚度来支撑上部结构,因而不能隔离竖向振动。为了解决这一问题,本文提出一种新的隔振策略,即磁浮式半主动控制方法,并将这一方法应用于弹性梁弯曲振动的半主动控制。将均质弹性梁简化为一带集中质量的简支梁,导出了控制系统的运动方程,讨论了系统在平衡点的稳定性,应用推广的Runge-Kutta方法,得到了系统在随机地面输入下的加速度响应。结果表明:杆件的初始悬浮位置是磁浮式半主动控制系统的平衡点,且平衡点是L稳定的;磁浮式半主动隔振系统具有类似于软弹簧的性质,与普通的弹性简支梁相比,磁浮式半主动振动控制系统的振动频率较低,加速度响应明显减小,系统具有良好的竖向隔振性能。     

磁场对航空拖缆碳钢材料腐蚀行为影响研究

目的鉴于航空拖缆海洋环境使用的实际需要以及海洋环境中磁场对腐蚀的影响,展开磁场对航空拖缆碳钢材料腐蚀行为影响的研究。方法分别运用线性极化、交流阻抗以及电化学噪声等试验方法研究施加磁场扰动下碳钢腐蚀速度变化以及腐蚀机理。结果施加磁场后,阴极氧去极化过程和中间产物的形成过程在碳钢不同腐蚀状态下分别占主导地位。当磁场强度较低时,阴极氧去极化被抑制,是腐蚀速度的控制步骤,电荷转移电阻增大,腐蚀速度减小。磁场强度逐渐增大,中间产物的形成和转化过程逐渐成为主导因素,噪声电阻增大,腐蚀速度减小。结论磁场对航空拖缆碳钢材料的腐蚀速度产生影响。     

混气悬浮磁化焙烧铁尾矿及其磁分选效果

为实现铁尾矿资源化回收利用,以H₂、CO、CO₂和N₂模拟还原混气对铁尾矿进行悬浮磁化焙烧,通过磁选获得铁精矿。探究温度、时间、H₂和CO占比对铁精矿铁品位和回收率的影响,采用X射线衍射、振动样品强磁计、X射线光电子能谱、BET表面分析和扫描电子显微镜X光微区分析方法,探究悬浮磁化焙烧磁选过程中晶相结构变化和反应机理。结果表明,铁尾矿在温度、时间和H₂∶CO∶CO₂∶N₂（体积比）分别为600 ℃、10 min和20∶15∶15∶50时,铁精矿铁品位和回收率最优分别为62.06%和98.03%。铁精矿饱和磁化强度由0.77 Am²·kg⁻¹提升到59.43 Am²·kg^-1。悬浮磁化焙烧能有效将赤铁矿针铁矿还原为磁铁矿,且BET表面积提升了13.1676 m²·g⁻¹,并能通过磁选有效分离Fe₃O₄和SiO₂等脉石。本研究可为从铁尾矿中回收铁资源提供参考。     

嘉兴市南湖生态环境修复工程的系统构建与效果评价

为改善嘉兴南湖水体质量,恢复湖区生态系统,实现南湖水质、生态及景观的全面提升,在分析南湖水质问题和水体浑浊成因的基础上,采取外源污染控制、内源污染清除和原位生态修复的方法,构建了南湖水下生态系统,并对南湖的生态修复效果进行评价分析。结果表明：南湖主要水质指标(COD、NH₃-N、TP)基本达到地表水Ⅲ类(湖泊标准),湖区大部分区域水体透明度达到80 cm以上,水体颜色由黄色变为浅绿色;超磁分离一体化设备可以显著去除水体中的TP(去除率为92.61%),对NH₃-N(去除率为37.94%)也有一定的去除作用,但是对TN、COD等的去除不明显;以“沉水植物”为主体的水下森林生态系统对悬浮型颗粒物具有明显的去除作用,沉水植物种植区域悬浮物下降值为42.09%;环保绞吸疏浚与土工管袋干化相结合的技术,减少了疏浚过程中的底泥再悬浮,土工管袋干化后的尾水采用超磁分离一体化设备二次处理,悬浮物SS指标均不超过4 mg·L⁻¹,实现了疏浚土尾水的达标排放。嘉兴南湖生态环境修复工程(一期)项目的成功实施,验证了超磁分离一体化工艺、环保绞吸疏浚与土工管袋干化、水上抛投沉水植物种植等技术的有效性。本研究成果可为平原河网水系、开放性水域、高浊度水体的城市湖泊生态修复提供借鉴和参考。     

磁性复合有机海泡石吸附双酚A特性及动力学

通过对天然海泡石进行磁改性与有机改性,制得新型水质净化功能材料——磁性复合有机海泡石(MCOS),采用振动样品磁强计对其进行了表征,考察了其在不同pH、投加量、初始浓度、时间和温度下对水中双酚A(BPA)的吸附效果,并研究了其对BPA的吸附动力学。结果表明:MCOS具有超顺磁性,饱和磁化率为14.1 emu·g-1;MCOS对BPA的最佳吸附pH为10.0;当BPA的初始浓度为30 mg·L-1时,MCOS的适宜投加量为1.0 g·L-1;MCOS对BPA的平衡吸附时间为90 min;随着反应温度的升高,MCOS对BPA的吸附量减小。准二级反应动力学模型可以很好地描述MCOS对BPA的吸附动力学行为。颗粒内扩散模型表明,在BPA的吸附初始阶段发生了颗粒内扩散。吸附活化能为11.7 kJ·mol-1,表明吸附过程可能由化学吸附控制。