数字孪生技术为科技发展开创新机遇

数字孪生(Digital Twin)的设想首次出现是在美国密歇根大学的产品全生命周期管理课程上。该设想的目的是,在虚拟空间构建的数字模型与物理实体交互映射,忠实地描述物理实体全生命周期的运行轨迹。现如今,数字经济已成为全球经济发展的热点,各国纷纷提出数字经济战略。     

数字孪生引领安防行业数字化转型

数字孪生(Digital Twin)的设想首次是出现在美国密歇根大学的产品全生命周期管理课程上。该设想的目的是,在虛拟空间构建的数字模型与物理实仲交互映射,忠实地描述物理实体全生命周期的运行轨迹。回顾发展,数字孪生概念的萌芽在2017年到2018年得到培育和滋养,2019年完成相关技术方案的架构建设,标志着数字孪生正式迈入建设实施落地的阶段。     

再悬浮作用下长江河口沉积物中Hg的迁移与释放

利用PES(particle entrainment simulator)装置,实验测定了不同的扰动强度和时间对长江口沉积物结合Hg释放和再分布的影响.在再悬浮过程中,上覆水中HgD(溶解态Hg)和HgP(颗粒态Hg)随扰动强度和扰动时间发生变化,含量分别在34~268ng.L-1和25~195μg.kg-1之间,HgD和HgP含量相关性不显著.经一级扰动强度扰动近3 h后,上覆水中的Hg总体上存在释放,HgD含量从扰动前的179 ng.L-1增加到了268 ng.L-1,HgP含量仅有略微增加,从116μg.kg-1增加到了139μg.kg-1.经二级扰动强度扰动近3 h后,上覆水中HgD和HgP总体上减少了,而经三级扰动强度扰动近3 h后,上覆水中HgD又有略微增加,HgP含量也从89μg.kg-1增加到了162μg.kg-1.上覆水中Hg分配系数(lgKd)与水体的pH、Eh、DO、TSS均没有显著的相关性,而是受水体中各种物理、化学性质的综合影响.当扰动强度增大后,在再悬浮初期尤其前5 min之内,上覆水中悬浮颗粒含量迅速增加,Hg的lgKd也迅速增大,悬浮颗粒对溶解态Hg产生了强烈的吸附作用.之后随扰动时间的延长和悬浮颗粒含量的增加,Hg的lgKd值降低,由硫化物氧化释放的Hg被新近生成的铁锰水合氧化物等胶体物质结合.在较强动力条件下,随扰动时间延长,部分粗颗粒会发生沉降,"细颗粒浓缩效应"使上覆水中HgP含量增加.     

应用荧光原位杂交方法检测亚历山大藻

采用PCR方法对三株亚历山大藻核糖体DNA 大亚基部分序列和ITS区序列进行了特异性扩增和序列测定.ITS区测序及BLAST比对结果显示,三株藻类分别为塔玛亚历山大藻(Alexandrium tamarense),链状亚历山大藻(A. catenella)和微小亚历山大藻(A. minimum).在此基础上,针对中国沿海分布的有毒亚历山大藻,根据其核糖体DNA大亚基(LSU rDNA)序列信息,设计了特异性的荧光标记探针,建立了基于荧光原位杂交技术(FISH)上的有毒亚历山大藻检测方法.结果表明,探针Alexp1较理想地标记选定的目标藻--塔玛亚历山大藻(YA 藻株),经探针标记的藻细胞在荧光显微镜下可以明显区分于其他非目标藻.     

相关分析和主成份分析在有机酸来源分析中的应用

源解析是大气中低分子有机酸研究的重要内容。收集了贵阳市和尚重镇2006年5月至2007年4月降水样品,测定其中有机酸和主要的无机离子。结果表明,大气降水有机酸存在显著相关关系,说明两地区均存在有机酸的共同来源。运用不同来源示踪剂发现,尚重镇低分子有机酸来源比较单一,主要是受植物或土壤的直接和间接释放作用的影响;贵阳市低分子有机酸的来源相对复杂,尤其是人为活动和大气光化学反应都可能是大气有机酸的重要来源。主成分分析把贵阳市和尚重镇大气降水中主要离子大致分为3类,尚重镇SO42-、NO3-、HCOOH、CH3COOH和(COOH)2是第一主成份,反映了农业活动、土壤释放和生物质燃烧可能是这类污染物的重要来源,贵阳市降水中CH3COOH、HCOOH和(COOH)2具有较高的因子负荷,为第三主成份占方差总和的19.68%。     

Biodegradation and ecotoxicological assessment of pectin production wastewater

The chemical composition of pectin production wastewater and its toxicity during biological treatment were investigated. Samples of wastewater from di erent steps of a pectin production wastewater biological treatment plant were investigated including the influent of the treatment (1), after denitrification tank (2), after anaerobic treatment (3) and final e uent (4). The conventional physicochemical characteristics of samples did not indicate wastewater toxicity. However, toxicity assessments carried out on Vibrio fischeri and Scenedesmus subspicatus indicated low EC50 values. The fractionation of the samples using an XAD resin showed that the toxicity was associated with the organic matter. Wastewater apparent molecular mass distributions were 14.3, 25.0, 24.4 and 29.6 kDa for samples 1–4, respectively. Finally, characteristics of the sample by pyrolisis-gas chromatography-mass spectrometry (Py-CG-MS) demonstrated its polyphenolic nature and a 23% increase in the levels of such compounds after the first biological treatment step.     

内河船舶污染特点分析及调控税收机制研究

在水污染形成过程中,由船舶引起的污染占很大的比重。文章对船舶污染的物理及经济特性进行了分析,并对国内外普遍运用的排污调控政策机制也进行了分析研究,在此基础上设计了针对内河船舶污染控制的税收政策机制。     

醇和酚类污染物对欧洲林蛙蝌蚪及梨形四膜虫毒性的定量结构-活性模型

醇和酚类等有机化合物作为重要的工业原料,广泛应用于医药卫生、有机合成、食品工业等领域,但生产中排放于环境的这些物质,会对生物造成一定的毒性作用。为建立包含醇和酚类有机污染物对欧洲林蛙蝌蚪及梨形四膜虫毒性的定量结构-活性相关性模型,计算了227种有机污染物的分子连接性指数和分子形状指数,优化筛选了分子连接性指数的0X、1X、2X、4X和5Xc、分子形状指数的K1和K2共7种参数,将这7种结构参数作为神经网络输入层变量,110种有机污染物对欧洲林蛙蝌蚪的毒性值作为输出层变量,采用7:8:1的网络结构方式,构建了令人满意的对欧洲林蛙蝌蚪毒性的神经网络预测模型,方程总相关系数r为0.988,毒性预测值与实验值之间的平均误差为0.14。为检验指数的普适性,同样用这7个结构参数与117种醇和酚类化合物对梨形四膜虫的毒性进行分析,所得神经网络模型的总相关系数达到0.997,对梨形四膜虫毒性的预测值与实验值之间的平均误差仅为0.065,结果表明,所建模型具有良好的预测有机污染物对林蛙蝌蚪及梨形四膜虫急性毒性的能力。     

PM_(2.5)和甲醛联合暴露致小鼠肺损伤及其分子机制的研究

我国城市当前普遍存在室外大气PM_(2.5)与室内甲醛(FA)联合污染状况,二者均被报道在单独暴露下可以导致肺损伤并诱导和诱发哮喘的急性发作,但其联合污染的具体效应,以及分子机制目前尚不清楚。为探究PM_(2.5)和/或甲醛暴露对小鼠的肺损伤及其可能的机制,分别将雄性Balb/c小鼠分为以下6组:对照组,AZD8055组,PM_(2.5)组,FA组,PM_(2.5)+FA组,PM_(2.5)+FA+AZD8055组。染毒结束后,观察肺组织病理学变化;检测肺组织氧化损伤,活性氧(reactive oxygen species,ROS),还原型谷胱甘肽(glutathione,GSH)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)的含量,DNA损伤,DNA-蛋白质交联(DNA-protein crosslink,DPC)系数和8羟基脱氧鸟苷(8-OH-d G)的含量,以及细胞凋亡、半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)的含量。结果表明,当吸入气态甲醛浓度为3 mg·m-3,气道滴注PM_(2.5)浓度为2.5 mg·m L-1时,肺组织出现不同程度的支气管重塑和炎症细胞浸润。ROS显著上升,GSH显著下降,DPC、8-OH-d G以及Caspase-3都显著上升。添加AZD8055后,肺组织损伤效应更加显著。PM_(2.5)复合甲醛的暴露导致小鼠肺损伤具有协同作用,氧化应激及其下游的DNA损伤可能是甲醛联合PM_(2.5)致小鼠肺损伤的一种重要机制。     

群体感应信号分子存在下磺胺对大肠杆菌生长、突变及R388质粒接合转移的影响

抗生素的滥用使细菌耐药性问题日益突出,给许多疾病的预防与控制增加了难度。基因突变和质粒接合转移是细菌获得抗生素抗性基因的主要方式,许多研究围绕抗性基因来展开,但是关于群体感应对于抗性基因产生和传播的影响鲜有报道。本文以大肠杆菌(Escherichia coli)为模式生物,群体感应信号分子N-(β-酮己酰)-L-高丝氨酸内酯(3-oxo-C6-HSL,C6)和3种磺胺类抗生素(磺胺嘧啶、磺胺甲恶唑、磺胺氯哒嗪)为研究对象,测定了其对大肠杆菌生长效应、突变效应及接合转移效应的影响。结果表明:C6不影响磺胺对大肠杆菌的生长抑制率,但能够削弱磺胺对大肠杆菌突变的促进作用,并且能增强磺胺对大肠杆菌R388质粒接合转移的抑制作用。本文为从群体感应角度研究大肠杆菌耐药性的产生与传播提供新思路。