“双碳”目标下氢能科学与工程新兴专业课程体系建设探索

氢能产业的高质量发展,有助于我国实现“双碳”目标。但目前氢能产业人才短缺的问题突出,加快氢能产业人才培养已迫在眉睫。氢能科学与工程专业是教育部批准设立的新兴专业,该专业的课程体系建设是个全新的课题。文章基于北京化工大学氢能科学与工程专业的建设思路,从大化工领域本科人才培养的视角,探讨了氢能科学与工程专业课程体系建设方案,以期为高校新兴专业的建设提供参考。

基于CiteSpace的碳基单原子催化研究进展与热点分析

单原子催化剂具有催化活性高、选择性强等优点,在非均相催化领域显示出独特的优势。碳基材料作为单原子催化剂的常用载体,具有比表面积大、价格低廉、易于获取等特点,近年来受到广泛关注。随着碳基单原子催化研究的不断深入,相关论文的发表量增长迅速,传统的文献分析方法存在可视化程度低、时间跨度短、覆盖范围小等问题。本文利用CiteSpace文献计量软件对Web of Science核心数据库中2015年1月—2023年3月收录的378篇相关文献进行了可视化分析,讨论了该领域的研究进展及研究热点。结果表明:碳基单原子催化的研究热点主要集中在电催化领域,应用最广泛的载体是氮掺杂碳材料;存在的主要问题有难以催化复杂反应、反应机理不够清晰、配位环境难以精准调控等。本文结果可为碳基单原子催化的研究提供参考。

基于AHP-CRITIC和GIS的大型光伏电站应急物资节点选址与最优路线选取

突发性自然灾害经常对大型工程的建筑与生产设施造成重大损失,而受损设施的维修和重建过程常出现物资供给不足、物资供给效率低以及物资分配公平性等问题。本文以某大型光伏电站为依托,从应急物资节点选址影响因素入手,建立受突发性灾害作用后的应急物资节点选址评价指标系统,采用AHP-CRITIC(analyt⁃ic hierarchy process-criteria importance through intercriteria correlation)组合赋权法实现应急物资存放点选址评价结果的计算。同时,基于研究区内部路网开展大型光伏场地路口至多物资存储节点的最优路径研究,并采用GIS(geographic information system)技术求解出最短运输路径。结果表明:该大型光伏场地应急物资节点选址评价结果等级为“好”与“较好”的区域主要分布在研究区北部,占总面积的33.38%;基于最短运输路径原则通过综合对比线路总长与重复路线占比,由入口3出发至各应急物资节点的路径为最优路线。研究成果可为类似大型工程的安全运营和应急管理提供技术支持和参考。

不同猪粪管理技术对环境影响的生命周期评价

畜禽粪污管理是实现农业农村减排固碳的有效途径,好氧堆肥和厌氧发酵是目前广泛应用的畜禽粪污处理技术。该研究以猪粪管理为例,采用生命周期评价方法,构建环境负荷综合指数,量化评估了好氧堆肥和厌氧发酵过程中造成的全球变暖、环境酸化、富营养化、光化学臭氧合成等环境影响。研究发现:1)好氧堆肥和厌氧发酵的影响潜值相似,大小顺序为全球变暖、环境酸化、富营养化和光化学臭氧合成;2)厌氧发酵对全球变暖的贡献较大,而好氧堆肥对环境酸化、富营养化以及光化学臭氧合成的贡献较大;3)好氧堆肥的环境负荷指数显著高于厌氧发酵,环境负荷指数存在一定的地区和省份差异,厌氧发酵的环境影响效应较低更具环境友好性。该研究为中国不同区域、省份畜禽粪污管理提供了技术依据,有助于推进畜牧业减排固碳。

基于“双碳”政策的课程建设探索与实践——以《环境经济学》为例

为响应“新工科”课程体系建设要求,重点突出学科交叉和工程教育优化,本文以《环境经济学》为载体,围绕国家“双碳”政策,从思政建设和工程型人才培育两方面入手,提出课程建设思路与方法。进一步将该思路在课程教学中实践,通过系统的案例分析,解决实际工程问题,树立“双碳”导向下的低碳减排意识,并提高学生解决实际工程问题的能力,为工程人才培养和课程升级改革提供参考。

骨炭修复重金属污染土壤和降低基因毒性的研究

采用分级提取的方法研究了施加骨炭对污染土壤重金属的固定效果,结果表明,土壤施加10 mg.kg-1骨炭后水溶态、交换态、碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Pb的浓度都显著下降;而加入骨炭后土壤有机结合态Pb的浓度显著上升,表明骨炭可以吸附、固定土壤中的Pb,改变Pb的化学形态,降低Pb的生物可利用性.加入骨炭后土壤中水溶态和交换态Cd的浓度都显著下降,残渣态Cd的浓度明显上升.骨炭处理对土壤中Cu化学形态的影响和Pb相似,表明骨炭可以吸附固定土壤中的Cu.骨炭处理对Zn也有一定的固定效果,降低了土壤中水溶态的Zn.采用植物彗星实验研究了施加骨炭对土壤基因毒性的影响,表明加入骨炭后减轻了污染土壤对洋葱根尖细胞的DNA的损伤,降低了土壤污染对植物的基因毒性.生物评价和化学评价的结果均表明骨炭是重金属污染土壤的有效修复剂,能有效降低污染土壤中重金属的生物有效性和对植物的毒性.

镉对小麦叶片DNA伤害的彗星实验研究

为了建立植物基因毒性的研究方法 ,以小麦为对象 ,进行了植物彗星实验方法的研究 .以 0 1mg·L- 1 的Cd2 + 溶液处理小麦叶片后 ,采用机械方法分离细胞核 ,制备玻片后变性 0 ,5 ,15 ,3 0min ,在 10 0 ,2 0 0 ,3 0 0mA下电泳 5 ,15 ,3 0min .实验结果表明 ,采用机械分离的方法可以获得大量的、能够进行彗星实验的细胞核 ,增加DNA的变性时间、电泳电流大小和电泳时间可以增加DNA片段在电场中的迁移 ,提高实验的灵敏度 ,但变性时间和电泳时间过长增加了对照处理DNA片段的迁移 .因此 ,本实验提出了小麦叶片彗星实验的最佳条件是DNA变性 15min ,3 0 0mA下电泳 15min ,并在该条件下研究了重金属镉对小麦的基因损伤 .结果表明 ,重金属镉能引起小麦基因的损伤 。

除草剂二甲戊灵的真菌降解及其特性研究

富集分离了除草剂二甲戊灵降解真菌 ,并研究了其降解特性 .结果表明 ,真菌可以降解二甲戊灵 ,利用富集培养的方法从环境中分离到 16株能降解二甲戊灵的真菌 ,其中 10株真菌 5d内对 10 0mg·L-1二甲戊灵的降解率大于 6 0 % .以其中 3株生理耐受能力强、降解能力高的真菌为例 ,研究了外加碳源浓度、初始pH值、二甲戊灵浓度和培养温度对真菌生长量和降解能力的影响 .此 3株真菌经鉴定分别属于土生曲霉组 (Aspergillusterreus)、长梗串孢霉属 (Monilochaetes)和烟色曲霉组 (Aspergillusfurnigatus) .在外加碳源浓度为 0 .5 %～ 1.0 %的范围内 ,真菌生长量和降解率达到最大 ;在中性培养液中 ,3株真菌的生长量大 ,降解能力强 ;在浓度为 10 0mg·L-1时降解率和生长量都比较大 ,而绝对去除量随二甲戊灵浓度的提高而增加 ,在 5 0 0mg·L-1时达到最大 ;真菌的生长和降解需要适宜的温度 ,2 0～ 30℃培养时 ,降解率和生长量最大 .本研究提出了 3株真菌生长和降解二甲戊灵的最佳培养条件 ,可为农药污染治理及生产污水处理提供理论依据 .

利用不同植物进行DNA损伤彗星实验的方法比较

为了研究彗星实验在植物DNA损伤检测中的应用,以多种植物材料为对象,进行了植物彗星实验的比较研究.分别分离了蚕豆、菠菜、洋葱、菜豆、大蒜、水稻等植物组织的细胞核,并以彗星实验方法研究了H2O2引起的植物细胞核DNA损伤.电泳后发现H2O2处理组植物细胞核出现明显拖尾,而对照组没有出现拖尾或拖尾较小.研究结果表明彗星实验是一种可以在单细胞水平上研究植物DNA损伤程度的手段,具有灵敏、简单、快速的优点.采用合适的细胞核分离方法,能够将彗星实验应用于多种植物,研究其DNA损伤.蚕豆、菠菜、洋葱、菜豆、大蒜等植物的根尖和叶片都可以应用于植物彗星实验,但在本实验条件下利用水稻组织进行彗星试实验并没有获得明显的彗星图像,能否进行彗星实验可能受植物本身性质或实验条件等多种因素的影响.

土壤铜污染对植物的毒性研究进展

介绍了土壤中铜污染对植物的影响,包括Cu污染对植物、植物群落、个体生长发育的影响,并分析了其影响机制。土壤Cu污染引起的植物毒性受到土壤中Cu的生物可利用性的影响,因此在评价土壤Cu污染的环境风险时应充分考虑土壤中Cu的生物可利用性,在土壤中Cu的生物可利用性、植物个体影响和群落变化之间建立联系。

单细胞凝胶电泳技术及在土壤生态毒理学中的应用

单细胞凝胶电泳技术又称为彗星实验,是最近几年发展起来的一种快速、简单、灵敏、可靠的检测细胞核DNA损伤的技术。总结了近几年来单细胞凝胶电泳技术的发展、原理、方法及其应用,并指出其下一步的发展趋势。彗星实验中,镶嵌于琼脂糖中的细胞核在电场中向正极移动,因细胞核与DNA片段迁移速率不同,而形成类似“彗星”的图像。目前采用的彗星实验有多种,可以检测诸如DNA双链断裂、单链断裂、碱不稳定位点等多种类型的DNA损伤。碱性彗星实验因其高灵敏度而被广泛采用。彗星实验的主要步骤包括细胞核悬浮液的获得、彗星电泳胶板制备、细胞裂解、DNA变性解旋、电泳、中和、染色和观察等。目前彗星实验广泛应用于各个研究领域,近年来开始用于环境污染的基因毒性研究和生物监测,并取得了迅速发展。

金属支架治疗食管癌术后吻合口狭窄

目的:评价食管支架治疗食管癌术后吻合口狭窄的临床疗效,探讨食管支架留置的适应症。材料与方法:对36例食管癌术后吻合口狭窄患者进行食管内支架治疗,其中男30例,女6例,年龄39～84岁(平均58岁)。36例中瘢痕狭窄20例,术后肿瘤复发狭窄16例,其中合并食管气管瘘2例,食管纵隔瘘2例,食管胸腔瘘1例。瘢痕狭窄选择国产网状镍钛合金支架,肿瘤复发狭窄及合并瘘道者选择带膜支架。透视下先对狭窄段进行扩张,再推送、释放支架。结果:36例支架均一次性留置成功,操作顺利,无术中并发症。术后一周内均有胸骨后疼痛和胸骨后异物感,一般可忍受。术后所有患者吞咽困难症状明显改善,瘘口愈合。术后4例发生再狭窄,3例由于肿瘤生长超过支架覆盖范围所致,1例由于粘膜增生所致,其中2例行二次支架治疗后吞咽困难症状缓解。结论:食管支架是治疗食管癌术后吻合口狭窄的一种安全有效的方法,瘢痕狭窄反复球囊扩张无效、肿瘤复发狭窄及合并瘘道者是留置支架的适应症。

实验犬气管狭窄模型留置覆膜、非覆膜金属支架后管腔再狭窄的规律

目的观察气管狭窄模型内留置覆膜与非覆膜金属支架后管腔再狭窄规律及差异。方法 16只实验犬通过切除部分气管软骨制作气管狭窄模型,分为A、B组(每组8只)。透视引导下气管狭窄处留置支架,A组留置覆膜镍钛合金支架,B组留置网状镍钛合金裸支架。留置支架后第2、4、8、12周各组分别处死2只实验犬,观察气管壁的病理改变。实验犬处死前行螺旋CT检查,观察支架有无移位、管腔再狭窄的位置及程度,计算狭窄指数,比较A组与B组的差异。结果 16只实验犬均成功制作气管狭窄模型并置入支架。两组支架留置后第4周支架端口出现狭窄,第8、12周支架端口狭窄程度逐渐加重,且B组支架体部也出现狭窄。在相同时间点,A组与B组狭窄指数差异无统计学意义(P>0.05)。狭窄主要由组织增生造成,镜下见淋巴细胞浸润、胶原纤维增生。结论覆膜支架端口增生组织可引起管腔再狭窄,出现时间及程度与裸支架相近。改进支架端口设计是防止及减轻覆膜支架留置后再狭窄的关键。

正常犬气管内高位留置支架的实验研究

目的探讨气管内高位留置支架的安全性及影响因素。方法24只实验犬平均分为3组,气管内高位留置支架。A组:支架上缘平声门下缘,B组:支架上缘在声门下5mm,C组:支架上缘在声门下15mm。术后观察实验犬有无呼吸困难、咳嗽、喘息、呼吸急促,有无吞咽困难和发声困难。术后1周、1个月、3个月、6个月各组分别处死2只实验犬,处死前螺旋CT检查,观察支架移位情况。观察标本病理改变,比较不同时间增生组织厚度,并进行方差分析。结果实验犬均无急性呼吸、吞咽或发声困难发生,均有轻、中度咳嗽,3～5天后缓解。A组1只犬术后5天因持续腹泻死亡,C组1只犬术后21天死亡,尸检未见喉、气管及食管异常。各组实验犬术后发声和进食正常。8只犬(A组3只,B组2只,C组3只)术后8～12周左右出现喘鸣、呼吸费力,CT提示气管腔狭窄,其中5只在3个月时处死,另3只继续饲养,呼吸困难、喘鸣6个月逐渐缓解。复查时支架均有向下移位,各组移位距离无统计学差异(P>0.05),1周、1个月、3个月、6个月时移位距离无统计学差异(P>0.05)。支架留置后不同时间组织增生厚度存在明显差异(P<0.05),1周、1个月、3个月、6个月时增生组织厚度分别为(0.84±0.21)mm、(1.26±0.33)mm、(8.61±1.73)mm、(2.58±0.87)mm。3个月时增生厚度大于1周、1个月、6个月时增生厚度(P<0.05)。结论①声门下气管内留置支架是安全的,不会引起急性呼吸困难和窒息,不影响进食和发声功能;②气管内高位留置支架容易发生轻度下移,支架移位发生于1周内,1周后支架位置相对稳定;③支架留置后3个月内组织增生随时间增长而逐渐加重,6个月时有减轻趋势。

双支架留置术治疗恶性气管、食管狭窄

目的探讨气管、食管双支架留置术治疗恶性气管、食管狭窄的安全性和临床疗效。方法 12例恶性肿瘤造成气管、食管狭窄患者,其中男性8例,女性4例;年龄38～66岁,平均年龄48.8岁。术前行食管造影及螺旋CT气道三维重建检查,明确气管、食管狭窄的部位、程度及是否存在气管食管瘘。7例以吞咽困难为主要症状患者首先置入食管支架,5例以呼吸困难为主要症状患者首先置入气管支架。食管支架选用覆膜镍钛合金支架,气管、支气管支架选用自膨胀网状镍钛合金支架。所有患者都留置气管、食管双支架。结果所有患者成功置入气管、食管双支架,手术成功率100%。7例首先留置食管支架者,5例在食管支架置入后立即出现呼吸困难,需马上留置气管、支气管支架,另2例在24h内逐渐出现呼吸困难,置入气管、支气管支架后缓解。5例首先留置气管支架者,支架留置后呼吸困难缓解,之后留置食管支架操作顺利。所有患者留置气管、食管双支架后呼吸困难、吞咽困难症状明显改善。2例合并气管食管瘘患者,双支架留置后瘘口闭合。12例患者术后生存1.5～6.2个月,1例因肿瘤的过度生长而发生食管再狭窄,再次置入食管支架后症状缓解。结论气管、食管双支架留置术是治疗恶性气管、食管狭窄安全、有效的治疗方法。对于同时伴有气管、食管狭窄的患者,应首先置入气管支架,以防止食管支架膨胀压迫气管,加重气管狭窄引起窒息。

土壤多环芳烃污染的植物根际降解研究

人类活动引起的土壤多环芳烃(PAHs)累积已经引起了土壤污染,并已经成为影响人体健康和农业生产的重要环境问题之一。在土壤环境中,植物根际过程是土壤多环芳烃消除的关键环节之一。为此,对土壤中多环芳烃污染的来源和危害进行了叙述,并对土壤多环芳烃污染生物降解的机制和影响因素进行了分析。说明了土壤根际降解在土壤多环芳烃污染修复中的作用和多环芳烃在根际降解中的限制因素,指出提高土壤多环芳烃修复的关键因素之一是提高土壤多环芳烃的生物可利用性,最后对环芳烃在根际降解研究的发展趋势进行了展望。

实验犬气管内留置非覆膜金属支架植入术的病理反应

目的研究气管内非覆膜金属支架植入术后的病理反应和组织增生规律。方法20只实验犬透视下气管内留置20mm×50mm网状镍钛合金支架。支架留置后1周、1个月、3个月、6个月分别处死5只实验犬,观察气管壁的大体和镜下病理改变。比较不同时间气管壁增生组织厚度。结果1周组支架留置后引起黏膜肿胀和急性炎症反应,1个月组支架大部分被增生组织覆盖,金属丝压迫处可见少量鳞状上皮化生。3个月组、6个月组支架完全被增生组织覆盖,增生黏膜组织通过支架网眼进入气管腔,上皮鳞化稳定,没有恶变倾向。1周、1个月组管腔无狭窄,3个月组管腔严重狭窄,6个月组管腔狭窄减轻。气管膜状部增生较软骨部明显。镜下见组织增生主要是大量淋巴细胞浸润、胶原纤维增生造成。各组增生组织厚度分别为(0.84±0.21)mm,(1.26±0.33)mm,(8.61±1.73)mm和(2.58±0.87)mm(P<0.05)。结论气管内金属支架植入术后气管黏膜未发生恶变倾向,但组织增生可引起管腔狭窄,对于良性气管狭窄采用支架治疗应慎重。

肝细胞癌并发梗阻性黄疸的介入治疗

目的评价介入治疗对于肝细胞癌（HCC）并发梗阻性黄疸的疗效。方法对12例HCC伴发梗阻性黄疸接受介入治疗的患者，首先行PTBD，左侧人路3例，右侧2例，双侧人路7例。在PTC显示胆管形态恢复正常后，8例留置内支架（覆膜支架12枚，裸支架2枚）．另4例单纯留置胆道引流管姑息治疗。结果PTBD成功率100％，4例并发胆管内出血。10例行胆管引流术1周后，血清总胆红素下降50％以上，肝功能好转．另2例在引流2周时血清总胆红素下降50％以上。生存时间自首次PTBD时间起3～13个月．平均生存时间6．2个月，6个月生存率41．67％，1年生存率16．67％。留置内支架的病例平均生存时间为6．52个月，仅行引流术而未植入内支架的病例平均生存时间为6．05个月，二者无显著统计学差异（P〉0．05）。7例患者接受经肝动脉化疗栓塞术治疗未发生并发症。结论有效的胆道引流是治疗HCC合并梗阻性黄疸的关键。胆管引流术和胆道内支架留置术都是有效的治疗方法，能够延长生存时间，创造进一步治疗机会。

惯性/星光/天体矢量粒子滤波组合导航方法

由于卫星导航系统容易受到欺骗干扰,无法满足飞行器对导航参数的高可靠、高精度的测量要求,将捷联惯性导航系统、星敏感器提供的姿态信息和紫外敏感器提供的天体矢量信息等多种导航系统进行融合,构建惯性/星光/天体矢量组合导航系统是实现未来飞行器高精度导航的保证。由于惯性/星光/天体矢量组合导航系统中存在系统非线性以及噪声统计特性不准确的特点,现有的线性扩展卡尔曼滤波性能会降低,因此,提出了基于粒子滤波的惯性/星光/天体矢量组合导航滤波算法,并将其与基于扩展卡尔曼滤波的组合导航系统进行比较,仿真结果显示,基于粒子滤波算法的惯性/星光/天体矢量组合导航系统具有更高的导航精度,表明算法能有效降低系统非线性以及噪声统计不准确对导航结果的不利影响。