An application of Markov Decision Programming to ecologico-cybernetics—A decision method applied to the antifrost of winter wheat

Modern ecologico-cybernetic principle is of importance to decreasing damages in relation to agricultural productions. As an illustration of this, the authors studied some of the questions about the optimal policy of choosing actions for the antifrost measures of winter wheat by means of the finite-stage model of Markov Decision Programming (MDP). The related data came from the investigation results of the investigated region in the northeastern part of Henan, China. First, the authors give the states, ecologico-cybernetic action measures, transition probabilities and reward values in relation to these antifrost action measures of winter wheat crop. Second, the authors describe the principles and computational procedures of the ecologico-cybernetic decision-makings based on the finite-stage model of MDP. Third, a simple table applicable to the decision-making practice is given. Finally, we evaluate the results of this study, point out their shortcomings and suggest that this method is applicable to the other fields in relation to decreasing damage ecologico-cybernetics.     

Effects of Glomus mosseae on the toxicity of heavy metals to Vicia faba

A glasshouse pot experiment was conducted to investigate effects of the arbuscular mycorrhizal fungus Glomus mosseae on the growth of Vicia faba and toxicity induced by heavy metals （HMs） （Cu, Zn, Pb and Cd） in a field soil contaminated by a mixture of these metals. There was also uninoculation treatment （NM） simultaneously. Mycorrhizal （GM） plants have significantly increased growth and tolerance to toxicity induced by heavy metals compared with NM plants. P uptake was significantly increased in GM plants. Mycorrhizal symbiosis reduced the transportation of HMs fi＇om root to shoot by immobilizing HMs in the mycorrhizal, shown by increasing the ratios of HMs from root to shoot. Oxidative stress, which can induce DNA damage, is an important mechanism of heavy metal toxicity. GM treatment decreased oxidative stress by intricating antioxidative systems such as peroxidases and non-enzymic systems including soluble protein. The DNA damage induced by heavy metals was detected using comet assay, which showed DNA damage in the plants was decreased by the GM treatment.     

医药行业蒸馏系统蒸气云爆炸模型的研究

医药行业对药品生产的纯度控制相当重要,蒸馏操作是医药行业普遍运用的工艺手段之一.但由于蒸馏工序所涉及的物料常伴随具有较强燃爆性的危险化学品,且闪点以上操作加剧了物料的燃爆危险,因此医药行业蒸馏系统便成了事故多发的工艺单元之一.通过对某公司蒸馏系统的危险性分析,找出了蒸馏系统存在燃爆危险的主要因素,再进一步采用蒸汽云爆炸事故模拟评价方法,结合拉乌尔定律和道尔顿分压定律对该公司蒸馏系统进行安全评价,确定蒸馏系统二元混合物蒸气云爆炸冲击波损害半径.     

SO2排放造成的森林损失计算:以湖南省为例

SO₂排放对我国的森林生态系统造成了严重的损害,因而损失计算对于SO₂控制具有重要意义,但是目前仍缺乏有效的方法计算不同排放水平下的森林损失.本研究以硫沉降超临界负荷作为计算森林损失的参数,推导了适用于我国硫沉降导致森林损失的剂量-响应函数,并以湖南省为例,以1995为基准年,计算了2000年～2020年高中低3种SO₂排放方案下的森林损失.研究结果表明,随着今后湖南省经济和能源消费的增长,森林损失将继续增加.高排放方案下2020年SO₂排放将增长1.2倍,但森林损失增长4.3倍,边际损失高于6000元/t.在当前排放水平下对SO₂排放进行削减,边际效益达到1500元/t,因此控制SO₂具有显著的经济效益.对湖南案例的不确定性分析显示,计算方法有较高的可靠性.研究结果为区域SO₂控制策略的优化提供了支持.     

基于城市用地单元的自然灾害风险评估概念模型

为使城市土地利用规划与灾害风险管理更好地结合,从城市规划的基础单元———城市用地系统出发,提出基于城市用地单元的区域综合自然灾害风险评估的概念模型。基于城市用地单元的灾害风险评估,包括城市土地利用单元上潜在致灾因子及承灾体自然脆弱性相结合的灾损风险评估,以及人口、经济、社会因素等所引起的社会脆弱性评估2个方面。通过耦合矩阵,得到5个等级的灾害风险。其中,灾损风险与脆弱性均较高的城市用地单元或区域应得到高度关注。基于城市土地利用单元的灾害风险评估模型的应用关键,在于建立城市用地单元的数据库。提高基础数据的精度,有助于提高评估结果的精度。     

城市危险源爆炸灾害应急损失评估研究

采用冲击波伤害-破坏超压准则,首先确定了不同当量TNT炸药爆炸引起的人员伤害区域和建筑物破坏区域;再通过确定危险物爆炸所产生热量值的大小,将各种危险物料转化为相应当量的TNT炸药,可用于评估各种不同危险物料爆炸所造成的损失。同时,结合GIS软件平台,编制了爆炸灾害评估模拟程序。在软件平台中以图形的形式给出了设定条件下人员伤害区域及建筑物破坏区域的范围,根据区域内的人员分布和建筑物造价、财产多少,给出了定量的人员伤亡和经济损失应急评估。     

大孤山铁矿边坡爆破损伤分区研究

露天矿生产爆破,特别是靠帮爆破在边坡中形成的爆破损伤区对其稳定性具有很大的影响。本文针对大孤山铁矿露天爆破开采的实际情况,建立了极限平衡数值分析模型及峰值速度衰减公式。利用数值分析软件Geoslope对边坡靠帮爆破过程中岩体损伤范围进行了研究,主要分析了在爆破-200--212m水平时,爆破震动对边坡岩体的影响,并利用萨道夫斯基公式和PPV安全判据对爆区周围岩体损伤范围进行了计算。结果表明距离炮孔6.2m以内范围为完全破碎区,6.2-12.4m为岩体重度损伤区,12.4-19.7m为轻微损伤区。数值分析表明距爆源同一距离的岩体质点峰值速度随深度的增加而减小,爆破区周围震动波速成漏斗形分布,同实际爆破情况吻合。     

基于激波理论的新兴煤矿煤与瓦斯突出事故研究

通过分析新兴煤矿煤与瓦斯突出事故,发现在事故中由于煤与瓦斯突出事故诱发了激波的生成,瞬间产生的巨大超压,引起风流逆向,大量瓦斯随逆向风流从突出地点扩散传播至二水平,接触卸载巷电机车架空线所产生的电火花,从而引发瓦斯爆炸事故。提出了突出激波对事故的影响并分析了突出激波的形成及其破坏作用,研究了影响突出激波破坏作用的影响因素,得出参与突出的瓦斯量和瓦斯压力是影响激波强度的关键因素。有助于了解突出后的气流动力演化规律,并为煤与瓦斯突出事故的防灾、救灾措施的制定以及提高矿井的抗灾能力提供了参考。     

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。     

过敏症状儿童室内PM_(2.5)对小鼠巨噬细胞的氧化损伤及VE的抗氧化保护作用研究

越来越多的研究提示,主要空气污染物PM_(2.5)暴露浓度的升高与儿童过敏性疾病的发病率有着密切的关系,然而PM_(2.5)暴露与过敏性疾病之间的关联尚未完全阐明。为探究患有过敏症状儿童的室内PM_(2.5)对小鼠巨噬细胞的氧化损伤作用以及维生素E(vitamin E,VE)的抗氧化保护作用,从5户患有1种或1种以上的过敏性症状(如过敏性鼻炎、哮喘)儿童的室内采集PM_(2.5),分别考察了不同剂量PM_(2.5)暴露24 h后如何影响小鼠巨噬细胞的氧化应激水平,指标包括活性氧(ROS),还原型谷胱甘肽(GSH),丙二醛(MDA),8-羟基脱氧鸟苷(8-OH-dG),以及炎症因子水平,指标包括肿瘤坏死因子ɑ(TNF-ɑ),白介素8β(IL-8β)的影响。结果表明,200μg·mL~(-1)PM_(2.5)暴露组与对照组比较,细胞内ROS积累,出现脂质过氧化以及DNA损伤,并伴有炎症反应的发生,差异均有统计学意义(P0.05或P0.01);VE(50 mg·mL~(-1))+200μg·mL~(-1)PM_(2.5)组的ROS、MDA、8-OHdG、TNF-ɑ、IL-8β含量低于200μg·mL~(-1)PM_(2.5)组,GSH含量高于200μg·mL~(-1)PM_(2.5)组。较高剂量(200μg·mL~(-1))PM_(2.5)可诱导小鼠腹腔巨噬细胞出现氧化损伤,VE在该应激过程中起着一定的保护作用。