基于多线程的串口通信软件的设计与实现

针对串口通信实时性和系统资源利用的不足,提出了基于多线程技术和自定义消息机制的异步串口通信的设计思想。结合串口通信的机理和多线程同步方式,分析了Win32系统下多线程异步串口通信程序的开发方法。用Delphi实现了加油站中央控制系统中PC机与单片机间的串行通信软件,给出了软件的设计思路,一般步骤和部分程序代码。目前该通信软件已稳定地运行在各加油站中央控制系统中,促进了石油行业自动化的发展,也为相关行业实现自动化提供了帮助。

Stewart平台运动轨迹误差分析

通过并联构型运动学求解,从六自由度并联机构的位置反解模型,完成位置正解数学建模.通过并联构型运动轨迹精度分析,获得六自由度并联机构沿X轴正向位移过程中,相关姿态误差和位置误差随X轴正向位移的变化,仿真结果显示,位置补偿使误差呈数量级下降,可以有效提高此类装备的运动精度.

基于矿鸿系统的梭车监测系统设计

矿鸿梭车监测系统采用国产矿鸿操作系统,自主可控,通过传感器对梭车正系统的电、液等信息进行采集与分析,实时掌握梭车运行状态,指导梭车驾驶人员进行车辆操作;用大屏幕实时显示当前梭车状态,改变传统的梭车“仪表盘”显示方式,直观而快速的显示梭车的运行状态以及异常状况,大大提高了生产安全性;利用矿鸿软总线能力,近场通信,移动终端一靠连,可快速、无拆机进行系统及软件的逻辑维护,大大减少了维护成本;通过长时间的数据存储与积累,对车辆的维护保养、备件计划和升级更新等提供数据依据和可行性分析。

人人都能学好数学——以“指尖上的数学”一课为例

【课前慎思】 我们小学数学的教学内容偏多、偏难,不好玩,不少学生学着学着就怕了、烦了。怎么改造？足球数学？篮球数学？生活中的数学？玩中的数学？苏霍姆林斯基说：＂儿童的智慧在手指尖上。＂学数学就是从数手指开始的。数数、加减法、9的乘法口诀、单位间的进率、乘法计算、植树问题等,都可以借助手指这一天然的学具来学习。那么,手指上还可以有什么数学知识？

黔西煤矿区周边土壤重金属形态特征、污染评价及富集植物筛选

[目的]研究黔西某煤矿区周边土壤重金属污染情况、重金属形态潜在风险及其周边重金属富集植物,为当地的重金属污染防治提供科学依据。[方法]采用潜在生态风险评价及模糊数学法的两种评价方法(单因素决定模型和加权平均模型)对煤矿区及非煤矿区土壤进行重金属生态风险评价,对影响土壤肥力的土壤理化指标进行检测,利用风险评估编码法对重金属形态进行分析,并采用生物富集系数法对煤矿区周边富集重金属植物进行筛选。[结果]煤矿区Hg,Cd,As,Zn,Cr及Ni平均值含量分别是背景值的2.47,3.65,2.00,1.23,1.74,1.69倍。煤矿区潜在生态危害趋势为:Cd>Hg>As>Ni>Cr>Pb>Zn。模糊数学法单因素决定模型评价显示,非煤矿区污染大于煤矿区,加权平均模型则反之。煤矿区Cd,Cr,Cu,Mn,Ni,Pb及Zn潜在风险指数分别为69.17%,7.97%,8.24%,40.10%,45.29%,53.70%及29.90%。蜈蚣草对As富集系数大于1.00,火棘、构树、盐肤木、马桑、凤尾蕨及金丝梅等对Cd富集系数大于1.00,马桑及白蒿对Pb富集系数大于1.00。[结论]煤矿区存在重金属污染,以Cd,As,Hg较为严重。煤矿区周边土壤中重金属对环境构成的潜在风险顺序为:Cd>Pb>Ni>Mn>Zn>Cu>Cr。对当地而言,蜈蚣草可作为煤矿区周边修复As污染的先行植物,凤尾蕨可作为修复Cd污染的先行植物,马桑可作为修复Pb污染的先行植物。

黔西煤矿区土壤重金属污染水平及其形态

为研究黔西煤矿区周边土壤重金属污染情况及其潜在生态环境危害,分别在黔西煤矿区及非矿区进行了土壤样品采集,分析了研究区土壤重金属(Hg,Cd,As,Pb,Cr,Zn,Ni)污染水平,并采用了改进的Tessier法对重金属形态进行分析,应用地累积指数法及改性灰色聚类法进行了重金属风险评价。结果显示:煤矿区Hg,Cd,As,Cr,Zn及Ni平均值含量分别是贵州省背景值的3.37,1.11,1.50,1.63,1.23,1.73倍;非煤矿区As和Hg平均值含量分别是贵州省背景值的2.37,1.83倍。煤矿区受Hg及Cd污染较严重,而非煤矿区Hg和As污染也较为严重。研究区除3号样点外,其他样点均受到不同程度的污染;Hg,Cd及As为研究区污染贡献最大的3个因素,这与地累积指数法评价结果一致。研究区Cr,Cu及Zn以残渣态为主,稳定性较高,对环境影响最低;Cd及Pb非残渣态比例较高,对环境潜在危害较大,应当高度重视研究区Cd及Pb污染。

剑河县水田及旱地的土壤肥力特征与评价

【目的】为贵州剑河县及类似地区生产上合理施肥提供科学依据。【方法】采用变异系数法、相关性系数法及加权平均法探讨土壤全氮、有机质、碱解氮、速效钾、速效磷、全磷和全钾养分等养分指标对其肥力的影响,并利用改进内梅罗综合评价法结合3种方法权重系数均值评价水田及旱地土壤肥力。【结果】水田土壤的速效钾及旱地土壤的全磷水平较低,其余养分指标均为中上、高及很高水平;不同种植物旱地土壤6个样点碱解氮含量均很高,样点间全磷及速效钾含量波动较大,有机质含量波动较小;比较3种加权方法权重系数的平均值,水田及旱地肥力因子权重系数均是有效磷最大,分别为0.2710和0.2358,有效磷是影响水田及旱地土壤肥力的主要因素,土壤肥力指数分别为1.52和1.63,其土壤综合肥力均为肥沃水平。【结论】剑河县水田及旱地土壤肥力均为肥沃水平,有效磷是影响水田及旱地土壤肥力的主要因素;水田及旱地土壤的氮含量均较高,可满足农作物生产需求,生产上应减少氮肥的施用量;水田土壤的钾含量较低,应采取相应施肥措施提高水田土壤的钾素供应水平。

剑河县水田及旱地土壤重金属污染特征与评价

探讨剑河县内某水田及旱地土壤中重金属对人体健康影响程度。通过对两种不同用地土壤中重金属测定值与贵州省重金属背景值进行比较,采用改进灰色聚类法对水田及旱地土壤中重金属污染进行评价,并利用健康风险评价探讨两种用地土壤中重金属对附近人群健康影响程度。结果显示,与贵州省土壤背景值相比,水田及旱地土壤中重金属存在超标现象,较为严重的分别是Pb和As。与国家标准GB15618—1995《土壤环境质量标准》相比较,水田土壤重金属符合1级,旱地土壤重金属符合2级。水田及旱地土壤重金属对儿童威胁较大,前者总非致癌风险顺序为As>Cr>Pb>Cd>Ni>Zn>Cu,后者则是As>Cr>Pb>Ni>Cu>Zn>Cd。改进灰色聚类法评价的结果显示,水田土壤无明显重金属污染,旱地土壤重金属属于轻度污染。手—口途径是土壤重金属为最主要的暴露途径,儿童因土壤重金属摄入而带来的健康风险均高于成年人,应给予儿童群体更多的关注。

Fe3O4/GO对水溶液中Cd（Ⅱ）去除的影响因素

为探索高效且快速去除水溶液中Cd(Ⅱ)污染方法,采用自制磁性四氧化三铁负载氧化石墨烯(Fe3O4/GO)纳米复合材料对水溶液中Cd(Ⅱ)进行去除,利用单因素实验确定影响因素水平范围(初始Cd(Ⅱ)浓度、温度、反应时间、初始pH值),并采用响应面法(RSM)及人工神经网络-遗传算法(ANN-GA)对去除水溶液中Cd(Ⅱ)的影响因素(4因素3水平)进行优化,利用等温吸附、动力学及热力学参数研究吸附剂性能.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪及超导量子干涉器件(SQUID)对复合材料表征.结果表明,平均粒径为30.9nm的磁性Fe3O4/GO纳米复合材料被成功制备.RSM用于磁性Fe3O4/GO纳米复合材料对水溶液中Cd(Ⅱ)去除条件优化,预测去除率达到86.451%,验证试验为82.220%,对应条件:温度为20.14℃,反应时间为57.78min,初始pH值为6.41和初始Cd(Ⅱ)浓度为11.18mg/L;ANN-GA优化条件后的预测去除率为89.722%,验证试验为87.723%,相应条件:温度为29.96℃,pH值为5.49,初始Cd(Ⅱ)浓度为28.36mg/L,反应时间为65.78min.根据模型R2值,预测的最大去除率及验证试验,ANN-GA模型性能及预测能力均高于RSM.RSM方差分析表明4个因素对磁性Fe3O4/GO纳米复合材料去除水溶液中Cd(Ⅱ)的影响大小为:初始Cd(Ⅱ)浓度>温度>反应时间>pH值.吸附机理分析结果显示,Fe3O4/GO纳米复合材料对Cd(Ⅱ)吸附过程同时存在着物理吸附和化学吸附.结合ANN-GA优化,利用磁铁实现且快速分离,磁性Fe3O4/GO纳米复合材料用于去除Cd(Ⅱ)是可行的.

Keggin离子改性凹凸棒土去除水溶液中Zn（Ⅱ）的研究

为探究Keggin离子改性凹凸棒土用于去除水溶液中Zn(Ⅱ),采用XRD、SEM、AFM、TG和XPS技术对改性土进行表征,并利用等温吸附、动力学及热力学方程对其吸附机制进行研究。结果显示,改性土于2θ为13.7°、19.9°和27.6°对应衍射面为(200)、(040)和(400)处出现了凹凸棒土的特征衍射峰。SEM分析显示其形貌为棒晶及棒晶束之间形成的聚集体。AFM表征显示该材料表面粗糙度为32.3nm。热重分析表明改性土表面仅有少量有机物。XPS谱图分析显示Zn(Ⅱ)已成功被吸附到改性土表面上,该过程并未发生氧化还原反应。改性凹凸棒土吸附水溶液中Zn(Ⅱ)是一个自发、吸热及熵驱动的过程。采用Keggin离子改性凹凸棒土制成的廉价吸附剂可用于去除水溶液中Zn(Ⅱ)。

不同样地小檗及背景土壤重金属污染风险分析

【目的】为研究不同样区小檗及其背景土壤重金属污染情况,探讨小檗重金属对人体健康的影响。【方法】以8个不同样地小檗及其根际土壤为研究对象,采用地累积指数评价法、靶标危害系数方法及生物富集系数法对不同样地小檗根际土壤重金属含量、小檗体内重金属对人体健康的影响及小檗对重金属和营养元素的富集情况进行分析与评估。【结果】各样地小檗根际土壤重金属含量均有不同程度的超标现象,其中Cd含量均高于背景值;各样地含重金属小檗的靶标危害系数(THQ)和危害指数(HI)均小于1;仅有易门小檗对Ca有较强吸收。【结论】总量及碳酸盐结合态均显示Cd对环境潜在危害较大,应高度重视各样地小檗根际土壤中Cd含量超标问题。各样地小檗的重金属对暴露人群造成的健康影响不明显,且小檗可作为药材在试验涉及区域进行大量种植与加工。

基于科学史及模型构建的“减数分裂过程”教学设计

本节教学中,节选减数分裂发现过程中的部分科学家研究成果作为主线,引导学生小组合作构建减数分裂过程中染色变化的物理模型并进行修正,发展学生科学思维能力培养学生和敢于质疑的精神,随后引导结合模型分析讨论来突破本节课的教学难点,最后引导学生自主学习来落实重要概念。

喀斯特地区无籽刺梨种植基地土壤重金属风险评价

为明确贵州省喀斯特地区无籽刺梨(Rosa Sterilis S.D.Shi)种植基地土壤重金属污染状况,促进无籽刺梨产业健康发展。通过对贵州省主要无籽刺梨种植基地土壤中铜(Cu)、砷(As)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)含量进行测定和分析,参照全国土壤环境质量标准与贵州省土壤重金属背景值,采用单因子污染指数法、尼梅罗综合污染指数法和Hakanson潜在生态危害指数法,评价无籽刺梨种植基地土壤重金属污染水平和潜在生态风险。结果表明,基地土壤重金属元素Pb、Cd、Hg、As、Cu含量呈正态分布,土壤受到重金属不同程度污染,地区差异较明显,基地土壤Cd、Cu与Hg平均含量超过贵州省土壤背景值。单因子污染指数法评价表明,基地土壤受到Cd的严重污染,一定程度的Hg和Cu污染,其他重金属元素污染不明显。尼梅罗综合指数法评价表明,基地土壤重金属污染达到重污染级。潜在生态风险指数法评价表明,大部分种植基地土壤Hg潜在生态风险参数高,生态风险程度严重,基地土壤Cd潜在生态风险参数高,具有严重潜在生态风险,基地土壤Cu、As、Pb潜在风险参数相对较低,生态风险程度低。潜在生态风险指数(RI)表明,10个基地土壤中有8个基地存在严重潜在生态风险,2个基地存在重度潜在生态风险。

喀斯特山地废弃矿区土壤重金属污染评价

为探究喀斯特山地废弃矿区土壤重金属污染情况及不同评价方法之间的差异,以贵州某废弃矿区周边土壤为研究对象,采用原子荧光光度计及电感耦合等离子体-原子发射光谱仪分别检测土样中As、Cd、Cr、Cu、Pb和Zn的含量。运用潜在生态风险指数法、模糊数学评价法和污染负荷指数法对研究区土壤重金属的污染情况进行评价。结果显示,研究区土壤中6种重金属元素均存在不同程度的污染,不同评价方法皆指出Cd的污染等级较高,表明Cd是研究区土壤污染的主要贡献因子。运用潜在生态风险指数及模糊数学归一化运算法进行评价,研究区土壤受多种重金属元素污染,且达到强等级综合污染水平,运用综合负荷指数法评价为无污染。不同方法之间的评价结果存在较大差异,潜在生态风险评价具有较高的灵敏性,更适于生态环境高度异质的喀斯特山地废弃矿区土壤重金属污染评价。

天然杜鹃林林窗扰动对土壤重金属含量的影响

林窗扰动是森林更新和演替过程的重要干扰类型,影响土壤的物质循环。为了解林窗扰动对贵州百里杜鹃国家森林公园天然杜鹃林土壤重金属分布的影响,以自然形成小林窗表层土壤(0~10cm)为对象,林下土壤为对照,测定土壤重金属(As、Cd、Cr、Fe、Hg、Mn、Ni、V、Pb和Zn)含量,采用随机森林模型和冗余分析等方法对土壤重金属的空间分布、污染源识别及其影响因素进行研究,运用潜在生态风险指数法评价杜鹃林潜在生态风险。结果表明:1)小林窗表层土壤中Hg、Cd的平均含量分别超过国家Ⅱ级标准2.78、1.53倍,而林下分别超过2.52、1.45倍;小林窗样点土壤Cd含量超标率高于林下27%。小林窗扰动对天然杜鹃林[6]下坡位表层土Cr含量影响显著,下坡位小林窗土壤Cr含量显著>林下。中坡位、上坡位、中坡和缓坡小林窗土壤Pb、Zn含量均>林下,不同坡位和坡度小林窗土壤Mn和Ni含量均>林下;2)冗余分析表明,Mg、海拔、Ca是解释天然杜鹃林土壤重金属分布最重要的环境因子。随机森林模型重要性分析表明,Ni是影响天然林小林窗与林下土壤重金属分布最重要的重金属因子,Cr次之;3)小林窗土壤重金属单项(除Ni外)与综合潜在生态风险>林下,小林窗与林下土壤Hg和Cd风险均较高,其余重金属处于低生态风险。所以,在百里杜鹃天然杜鹃林的保护和管理过程中,应重视Hg、Cd污染的防治以及小林窗扰动对重金属分布的影响。

喀斯特山地Ni-Mo废弃矿区周围镉污染及农作物富集特征

为研究典型喀斯特山地贵金属矿区耕地土壤重金属镉污染,及上附农作物的富集特征.选取遵义某Ni-Mo矿区为研究对象,采集了周边耕地土壤及农作物样品.采用ICP-MS检测其中Cd的含量,利用改进型连续提取法分步提取重金属形态,并评价土壤污染和农作物的富集水平.结果显示,研究区土壤Cd的平均含量为1.68 mg·kg-1,且在旱地和水田土壤中含量分别为1.57 mg·kg-1和2.16 mg·kg-1.残渣态是主要的存在形式,水田土壤酸溶态高于旱地.农作物中Cd的含量范围为0.022—1.276 mg·kg-1,其含量变异系数在0.19—0.73之间,属中高度变异.评价结果表明研究区耕地土壤普遍存在Cd的污染,不同耕地使用方式影响农作物对Cd积累.6种农作物对Cd的生物富集系数都小于1,其中主食类农作物的生物富集作用小于副食类;此外Cd在农作物辣椒中存在富集现象,在水稻中程度较低.

基于人工智能优化石墨烯纳米复合材料吸附水体重金属污染研究进展

鉴于石墨烯纳米材料的优异性能,笔者对其作为载体掺杂不同物质制备出的石墨烯基复合材料在污染水体中吸附重金属等污染物的相关研究文献进行了梳理。结果发现:结合人工智能建模技术优化去除污染水体中重金属过程的工艺参数,能进一步提升石墨烯纳米复合材料对水体中重金属污染物的吸附效率,对污水修复治理具有潜在的研究价值和应用前景。此外,笔者还通过石墨烯负载纳米复合材料的制备、应用及基于人工智能建模优化去除过程的案例对不同优化方法进行了归纳,提出加强人工智能建模研究,在有效降低石墨烯纳米复合材料制备成本的同时,提高其在应用中的回收利用。

基于科学史和模型构建的“遗传信息的转录”教学设计

本节教学中,引导学生分析科学史资料,得出“RNA是信使物质的结论”;引导学生对比DNA和RNA的异同,明确RNA作为信使物质的结构基础;引导学生以小组构建和展示转录过程的模型,发展合作探究能力;结合转录过程的视频进行小结,落实重要概念。

基于科学探究和模型构建的“环境因素对酶活性的影响”教学设计

以小组合作进行pH对过氧化氢酶活性影响的定量实验,构建数学模型作为教学的主线,发展学生科学思维与科学探究能力。设置问题串,引导学生结合数学模型进行分析讨论,理解酶作用条件一般较温和这一重要概念。

超声辅助溶解-电感耦合等离子体原子发射光谱法测定锑精矿中5种杂质元素

锑精矿作为生产锑锭的主要原料,常含有砷、铅、镉、铜、铁等杂质元素,这些杂质元素不仅影响锑精矿的价格和冶炼,而且对人体的健康和环境构成危害,因此如何快速、准确地测定这些元素可以为锑精矿的综合评价和冶炼提供重要参考。目前,砷、铅、镉、铜、铁的测定方法主要有原子荧光光谱法[1-4]、原子吸收光谱法[5-8]、电感耦合等离子体原子发射光谱法[9-10]等。