Field bioassessments for selecting test systems to evaluate military training lands in tallgrass prairie. Ecosystem health. V

Ecosystem responses to physical or chemical stress may vary from changes in single organisms to alteration of the structure and function of the ecosystem. These responses to stress cannol be predicted exactly. Ecosystems repeatedly exposed to physical and/or chemical stress can be used to study the separate and combined environmental effects of stress. Such studies also allow the development of procedures to select test systems for the analysis of stress in ecosystems. A preliminary field survey of six military training sites at Fort Riley, Kansas, USA, was conducted to identify and verify ecological test systems for evaluating ecosystem responses to physical and/or chemical stress. Comparisons of these data with data collected concurrently from Konza Prairie Research Natural Area reference sites showed that soil microarthropods, some species of macroarthropods, small mammals, and native earthworm species were negatively affected by stress. In contrast, plant species diversity, plant foliage biomass, soil mycorrhizae, and many soil characteristics were within the boundaries of nominal variations observed on “pristine” Konza Prairie. Introduced European earthworms appeared to be positively affected by training activities. This study provided a test of systematic procedures to support impact analysis, ecological toxicology, and ecosystem risk assessments. This is paper IX in D. J. Schaeffer's “Environmental Audit” series.     

陶瓷磨削参数对表面残余应力的影响

磨削时容易产生裂纹是影响陶瓷应用的关键问题．在磨削过程中，陶瓷残余应力会增大表面裂纹．磨削条件包括磨削因素和砂轮因素等．本文阐述了用金刚石磨削Al2O3时残余应力的变化规律和机械加工原理．     

Cytophysiological features of Posidonia oceanica as putative markers of environmental conditions

Posidonia oceanica beds form one of the most important coastal ecosystems in the Mediterranean basin and represent a good indicator of the seawater quality, being strongly sensitive to human perturbations. The aim of the present study is to verify whether changes in cytophysiological features of this seagrass could mark early altered environmental conditions. In this context, we investigated in juvenile and intermediate leaves: (1) the presence and structure of phenolic compounds, due to their role in the defence response against biotic and abiotic stress; (2) the presence and distribution of cytokinins, because of their key role in leaf growth and senescence as well as in relation to their interaction in light signalling. Significant and measurable increases in the amount of phenols as well as changes in cytokinins distribution were detected in Posidonia leaves collected from meadows subjected to disturbed environmental conditions as compared to those of preserved ones. These results clearly indicated that these variables could be used as early biomarkers of environmental quality.     

外源植物激素喷施对三叶鬼针草修复镉污染土壤的影响

为了探究外源植物激素喷施对超积累植物吸收重金属的影响,以三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）为供试植物,通过叶面喷施3种不同浓度的6-苄基腺嘌呤（6-BA）、水杨酸（SA）和24-表油菜素甾醇（24-EBR）,研究外源植物激素喷施对三叶鬼针草修复镉（Cd）污染的影响.结果表明,分别喷施适宜浓度的3种外源植物激素：①高效强化三叶鬼针草修复Cd污染土壤效果,使植株叶部Cd含量分别增加4.21%、31.79%和14.89%,使转运系数（TF）分别提高9.67%、18.83%和17.85%,使植株提取效率（PR）分别提高15.36%、32.33%和64.38%;②显著促进三叶鬼针草的生长,使植株地上部干重分别增加了37.53%、74.50%和104.02%;③显著增强三叶鬼针草的光合作用,使植株叶绿素a含量分别提高了79.31%、92.27%和51.12%,此时光化学猝灭系数（qP）分别提高11.32%、89.16%和78.43%,非光化学猝灭系数（NPQ）分别提高51.71%、241.12%和27.85%;④显著强化三叶鬼针草抗氧化能力,使得植株丙二醛（MDA）浓度分别降低了62.41%、68.67%和46.76%,使超氧化物歧化酶（SOD）活性分别提高了68.33%、10.28%和6.17%,过氧化氢酶（CAT）活性分别提高了31.43%、37.87%和37.31%.综上所述,Cd胁迫下喷施适宜浓度的外源6-BA、SA和24-EBR可显著提高三叶鬼针草生物量,促进重金属在植株体内富集;提升植株光合作用能力,降低重金属胁迫对植株的氧化损伤,增强抗氧化能力,提高植株对于Cd的吸收和耐受性;促进植株根部Cd向地上部转移,提高植株对重金属Cd的提取效率,高效强化植株修复效果,其中以30 mg ·L^-1 SA叶面喷施效果最佳.     

基于人工智能的深潜耐压球壳应力场映射

目的 针对深潜耐压球壳在真实下潜过程中全局应力场难以直接获取的问题,提出一种基于人工智能的深潜耐压球壳应力场映射算法。方法 构建深潜耐压球壳有限元模型,并开展仿真分析。提出深潜耐压球壳监测布点方案,进而利用长短时记忆神经网络(Long-short Term Memory Network,LSTM),将测点应力信息作为输入,将全局应力场信息作为输出,构建深潜耐压球壳应力场映射模型。最后,对不同测点下的映射结果进行分析。结果 与模型试验结果相比,仿真误差小于2%。与DNN模型及BP模型相比,映射误差分别下降94.92%与97.76%。结论 所提映射算法可在部分测点失效的情况下仍可以保持较高精度。     

残余应力对焊接角接头裂纹扩展性能的影响分析

目的 分析焊接残余应力对角接接头裂纹扩展特性的影响。方法 基于热弹塑性力学法,建立角接头的有限元模型,计算焊接温度场,并采用热机耦合方法计算焊接残余应力。采用断裂力学方法,分析计算焊趾部位的应力强度因子和裂纹扩展寿命,并对比分析残余应力对裂纹扩展的影响。结果 计算得到焊缝的残余应力达到了材料屈服极限,呈拉伸应力状态,其Von Mises应力值为345 MPa。在应力为200 MPa以内,考虑残余应力的前提下,分别使用文献试验得到的数据和IIW标准中的数据作为裂纹扩展参数,应力比R=–1时的裂纹扩展寿命分别为2.61×10⁶和6.84×10⁵次循环;在应力比R=0时的裂纹扩展寿命分别为1.16×10⁵和2.90×10⁴次循环。结论 残余应力会加速裂纹扩展。采用控制变量法,将应力范围设定为常值,当应力比R<0时,残余应力扩大了应力强度因子的范围;在应力比R>0时,残余应力一方面会增大最大应力强度因子,使其接近材料的断裂韧度,同时拉伸残余也提高了平均应力强度因子或者提高了应力比R,在这种情况下,残余应力均会加速裂纹的扩展速度。随着裂纹长度的增加,残余应力对裂纹扩展速率的影响会增大。外载荷和残余应力共同对裂纹扩展产生影响,应力比R和残余应力对裂纹扩展的影响机制相同,在焊接结构寿命评估时,需要综合考虑这2个影响因素。     

除草剂三氟羧草醚经口暴露对小鼠学习记忆能力的影响

目前,有关三氟羧草醚(Acifluorfen,AF)的神经毒性未见报道且亟待确定.为探讨AF经口暴露对小鼠学习记忆能力的影响及其可能机制,将30只雄性昆明小鼠随机分成生理盐水对照组、0.13、1.3、13和130 mg·kg~(-1)·d~(-1) AF染毒组共5组,灌胃染毒14 d,进行Morris水迷宫实验,观察脑海马病理切片,并检测脑组织中活性氧(ROS)、丙二醛(MDA)、还原型谷胱甘肽(GSH)、磷酸化cAMP反应元件结合蛋白(pCREB)和脑源性神经营养因子(BDNF)含量.结果显示,与对照组相比,AF染毒剂量分别为13和130 mg·kg~(-1)·d~(-1)时,小鼠行为学上学习记忆能力下降;海马细胞排列松散;出现氧化损伤,其中,ROS含量显著升高(p0.05),GSH含量显著减少(p0.05);神经保护能力减弱,其中,pCREB和BDNF水平显著(p0.05)或极显著(p0.01)下降.结果表明,AF能够导致小鼠学习记忆能力下降,氧化应激和CREB-BDNF通路级联下调可能是AF造成神经毒性的机制之一.     

纳米Al2O3经气道滴注致小鼠脏器损伤和炎症反应的研究

为探讨纳米氧化铝(nAl_2O_3)气道滴注对小鼠脏器的毒性作用,本研究将Balb/c小鼠随机分成6组:生理盐水组、50 mg·kg~(-1)·d~(-1) Vit E(维生素E)组、0.5 mg·kg~(-1)·d~(-1) nAl_2O_3组、5 mg·kg~(-1)·d~(-1) nAl_2O_3组、50 mg·kg~(-1)·d~(-1) nAl_2O_3组、nAl_2O_3 50+Vit E组(50 mg·kg~(-1)·d~(-1) nAl_2O_3+50 mg·kg~(-1)·d~(-1)Vit E).实验周期为21 d,气道滴注暴露,隔天滴注,维生素E灌胃阻断.染毒结束后,检测肺部、脾脏、肝脏和肾脏中活性氧(Reactive Oxide Species,ROS)和还原型谷胱甘肽(Glutathione,GSH)含量,并进行肺部病理学观察和肺泡灌洗液细胞计数.结果表明:与对照组相比,nAl_2O_3剂量为0.5 mg·kg~(-1)·d~(-1)时,小鼠肺部ROS含量增加(p0.05),肝脏GSH含量下降(p0.05);nAl_2O_3剂量为5和50 mg·kg~(-1)·d~(-1)时,小鼠肺部、脾脏、肝脏和肾脏ROS含量均显著增加(p0.05),肺部和肝脏GSH含量均显著下降(p0.05);且小鼠肺部出现支气管壁增厚、气道腔皱缩、组织纤维化等气道重塑和嗜酸性粒细胞等炎症细胞浸润现象.而抗氧化剂维生素E的阻断显著降低了肝脏ROS含量,有效恢复了肺部GSH活性(p0.01),且缓解了肺部气道重塑和炎症细胞浸润现象(p0.05).研究表明,nAl_2O_3经气道滴注染毒后,不仅会对小鼠肺部造成损伤和炎症反应,同时也能够对脾脏、肝脏和肾脏造成氧化损伤.本研究可为纳米材料的安全性应用及其潜在危害的预防提供科学依据.     

IVE模型中区间划分方法对排放因子估算的影响

利用便携式排放测试系统（Portable Emission Measurement System,简称PEMS）和GPS系统（Global Position System,简称GPS）选取多辆天津市机动车进行了道路测试,并对其排放及行驶数据进行了研究,分析了在IVE（International Vehicle Emissions,简称IVE）模型中不同区间的划分方法下,机动车比功率（Vehicle Specific Power,简称VSP）与排放相关系数的差异.CO、CO₂、NO_x排放与VSP相关系数在Paps（Preaverage Power Stress,前平均比功率负载,简称Paps）方案下进行划分时的平均值从原有的引擎负载（Engine Stress,简称ES）方案下的0.1以下上升到0.4以上;但是HC排放与VSP相关系数在ES方案下的均值为0.0370,在Paps方案下却为-0.0766.分别计算污染物实测排放因子与IVE模型改进前和改进后的污染物排放因子的比值,发现采用Paps区间划分方法计算得出的排放因子数据比ES区间划分方法得出的数据显著接近于实测排放因子,显示Paps区间划分方法有助于改善机动车排放估算的准确度.     

综合环境条件下电子装备贮存寿命加速试验方法研究

目的通过加速试验评估典型电子装备在综合环境应力条件下的剩余贮存寿命。方法针对电子装备在贮存过程中受综合环境因素影响的特点,提出一种综合考虑温度-振动-电应力等环境条件的加速试验方法,以已经达到设计贮存寿命的某典型电子装备为试验对象,开展温度-振动-电应力综合加速寿命试验。结果通过4个月左右的综合环境条件贮存加速试验,验证和评估了典型电子装备具备5年的剩余贮存寿命,取得了良好的试验效果。结论综合环境条件加速试验充分考虑了装备寿命期经受的环境因素,能够准确模拟装备服役期间各种环境应力叠加效应以及不同任务阶段环境因素的累积效应。