基于人工神经网络的烟气及温度实时预测模型*

为监测建筑火灾事故区域的危险程度,实现更加安全、高效的火灾应急救援,以通廊式建筑为研究对象,基于转置卷积神经网络及数值模拟方法开发1种可实时预测走廊位置处烟气扩散和温度分布的神经网络模型。首先,依托Python建立包含全连接、转置卷积、反池化等在内的19层神经网络模型的整体架构;其次,建立包含99个火灾场景,共7 920组图像数据的火场信息数据库用于模型训练;最后,使用测试集对模型进行可靠性验证。研究结果表明:烟气（温度）预测模型在不同火灾场景下的预测精度达到95%,训练完成后模型的预测时间一般为1~2 s。研究结果可为应急策略的快速制定提供数据参考。     

Assessment of antibiotic resistance genes in dialysis water treatment processes

• Quantitative global ARGs profile in dialysis water was investigated. • Totally 35 ARGs were found in the dialysis treatment train. • 29 ARGs (highest) were found in carbon filtration effluent. • erm and mtrD-02 occurred in the final effluent. • The effluent was associated with health risks even after RO treatment. Dialysis water is directly related to the safety of hemodialysis patients, thus its quality is generally ensured by a stepwise water purification cascade. To study the effect of water treatment on the presence of antibiotic resistance genes (ARGs) in dialysis water, this study used propidium monoazide (PMA) in conjunction with high throughput quantitative PCR to analyze the diversity and abundance of ARGs found in viable bacteria from water having undergone various water treatment processes. The results indicated the presence of 35 ARGs in the effluents from the different water treatment steps. Twenty-nine ARGs were found in viable bacteria from the effluent following carbon filtration, the highest among all of the treatment processes, and at 6.96 Log (copies/L) the absolute abundance of the cphA gene was the highest. Two resistance genes, erm (36) and mtrD-02, which belong to the resistance categories macrolides-lincosamides-streptogramin B (MLSB) and other/efflux pump, respectively, were detected in the effluent following reverse osmosis treatment. Both of these genes have demonstrated the potential for horizontal gene transfer. These results indicated that the treated effluent from reverse osmosis, the final treatment step in dialysis-water production, was associated with potential health risks.     

国产地基合成孔径雷达监测预警系统在紫金山金铜矿露天采场边坡位移监测的应用

紫金山金铜矿是福建紫金矿业集团股份有限公司下属的一个矿山基地,其露天采场将是全亚洲第一高露天矿山边坡。基于目前矿山采用的全站仪、GPS等监测技术,易受粉尘、降雨、光照、云雾等影响,无法实现大范围边坡区域实时、自动监测。而地基合成孔径雷达差分干涉测量技术则可以克服上述缺陷,该技术是滑坡监测技术未来的发展趋势,对于灾害预报及防治具有重要意义。介绍了国产地基合成孔径雷达边坡位移监测预警系统在紫金山金铜矿露采边坡的首次应用,验证了地基合成孔径雷达系统用于形变监测的可靠性、有效性及高精度等优势。     

近江牡蛎热休克蛋白70基因对三丁基锡的响应

为研究TBT(Tributyltin,三丁基锡)在双壳贝类HSP70s(热休克蛋白70)分子的高表达响应,以近江牡蛎(Crassostrea hongkongensis)为材料,用不同质量浓度(0、10-2、10-1、100、101、102、103 ng/L)的TBT对近江牡蛎处理不同时间(12、24、48、96、192 h)后,采用实时荧光定量PCR检测其3种器官(消化腺、外套膜和鳃)中HSP70和HSC70基因mRNA的表达水平. 结果显示:10-1～102 ng/L的TBT能诱导近江牡蛎HSP70和HSC70基因mRNA水平显著高于对照组(P<0.05),其表达水平均为先升后降,在96 h达到峰值;103 ng/L的TBT也能诱导近江牡蛎HSP70和HSC70基因显著高表达(P<0.05),但随着处理时间延长,mRNA表达出现抑制现象. 能诱导HSP70和HSC70基因表达水平显著高于对照(P<0.05)的TBT临界浓度均在10-2~10-1 ng/L范围内,可见2种基因对TBT的响应灵敏度高且相同,反应强度也没有显著差异(P>0.05). 3种器官对TBT的响应灵敏度也相同,但在消化腺和鳃中的响应强度都极显著(P<0.01)高于外套膜. 研究表明,近江牡蛎HSP70和HSC70基因对极低质量浓度的TBT就有高表达响应,可以作为TBT污染的早期预警指标;近江牡蛎较适宜的指示器官是消化腺和鳃,其次是外套膜.      

铜胁迫对农田土壤酶活性、细菌和古菌数量的影响

为了研究铜矿周边农田土壤中不同Cu含量对土壤酶活性、细菌和古菌基因拷贝数的影响,在铜矿周边农田土壤中采集了8个不同Cu含量的土壤,测定土壤的酶活性、细菌和古菌基因拷贝数,结果表明,土壤总Cu含量为28.30~1 019.27mg·kg~(-1),酸可提取态Cu含量为335~415.11 mg·kg~(-1),细菌16S rRNA基因拷贝数在每克干土3.10×10~(10)~1.84×10~(11)个之间,古茵16S rRNA基因拷贝数在每克干土737×10~8~6.82×10~9个之间。土壤总Cu和酸可提取态Cu含量对土壤脲酶活性影响较大,但对土壤脱氢酶和转化酶活性影响不显著。土壤细菌基因拷贝数均与总Cu含量、各形态Cu含量呈极显著的负相关关系,同样土壤古菌基因拷贝数与总Cu含量、各形态Cu含量也均呈极显著的负相关关系,说明Cu胁迫对土壤细菌和古菌活性具有较大的抑制作用。     

马氏珠母贝hsp90基因的克隆及芘胁迫对其表达水平的影响

利用简并引物PCR(polymerase chain reaction,PCR)方法和cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术获得马氏珠母贝Pinctada martensii hsp90基因cDNA序列,全长为2 584 bp。根据所得序列设计定量特异性PCR引物,采用半定量RT-PCR以及实时荧光定量(real-time PCR)PCR检测了马氏珠母贝外套膜、鳃、肝胰腺、闭壳肌、性腺、腹足等组织中hsp90基因的表达水平。同时,利用荧光定量PCR技术检测了芘暴露处理前后马氏珠母贝肝胰腺组织中hsp90基因的表达水平。研究结果表明:马氏珠母贝hsp90基因在不同组织中的表达水平为性腺鳃肝胰腺外套膜腹足闭壳肌,表现出组织差异性。芘胁迫对马氏珠母贝hsp90基因的表达有一定的诱导作用,暴露后第1天和第5天,随染毒浓度的增加,hsp90基因的表达上调,呈现出一定的剂量-效应关系,于染毒后第7天基本恢复。研究结果显示,马氏珠母贝hsp90基因可以作为一种理想的分子生物标记物用于监测海洋环境中芘的污染。     

生物强化系统微生物分子诊断技术的应用及新发展

现代分子生物技术的飞速发展及其在环境研究领域的应用,为生物强化技术的研究和发展提供了新方法和新思路.本文从生物强化系统特异微生物检测及定量化技术、生物强化系统微生物群落结构组成及动态演替规律研究、生物强化作用机制的分子生物学解析、生物强化菌的基因工程构建、生物强化系统微生物的安全释放及控制技术几方面,对生物强化系统微生物分子诊断技术的应用和发展作了较为全面的综述.     

Effects of perfluorooctanoic acid on neural genes expression and neuronal morphology in the planarian Dugesia japonica

Perfluorooctanoic acid (PFOA) is an emerging persistent organic pollutant that is considered as a neurotoxicant in animal studies. However, these neurotoxicological studies did not evaluate potential neural deficits in aquatic animals associated from PFOA exposure. In this study, the effects of PFOA on neural genes expression and neuronal morphology in the planarian Dugesia japonica have been investigated. The results show that PFOA exposure results in neural-related genes expression alteration and neuronal morphology defects in planarians. These results suggest that the planarian D. japonica is a good bioindicator for the detection and evaluation of PFOA effects on freshwater invertebrates. The basal phylogenetic position of planarians makes them a good indicator species that can predict toxicity for higher taxa, providing information for the overall ecological toxicity of PFOA in aquatic environment.     

土霉素生产废水生物处理装置中微生物群落结构特征解析

抗生素对细菌具有强抑制作用,从而会影响废水生物处理系统中的微生物群落结构。在用定量PCR方法对土霉素生产废水处理装置(进水中土霉素浓度为1 662.1±248.6μg/L)中的细菌16S rRNA基因和真菌18S rRNA基因的含量进行比较的基础上,利用16S rRNA基因克隆文库方法对污泥中的细菌群落结构进行了详细解析。定量PCR结果显示,土霉素废水活性污泥中真菌(18S rRNA)/细菌(16S rRNA)基因的拷贝数比例高达1.2,明显较高于非抗生素肌苷废水活性污泥中的比例1.52×10-6,表明真菌对于土霉素废水中有机物的去除可能发挥重要作用。细菌克隆文库分析结果显示,Alpha变形菌和Beta变形菌是主要的优势菌,比例分别为23.7%和22.0%,其次是酸杆菌(17.0%)和拟杆菌(11.9%)。