植物纤维-石膏基复合材料研究进展

随着全球对可持续发展和“双碳”目标的日益重视,植物纤维和石膏作为绿色低碳环保型的建材原料,其复合材料的研究与应用备受关注。首先对石膏、植物纤维进行概述,特别是对掺入植物纤维后的石膏基复合材料的性能变化及其机理进行凝练性总结;其次对竹纤维、菌草纤维在石膏基复合材料中的应用效果,以及植物纤维-石膏基复合材料产业化与工程应用问题进行探讨;最后提出以产业化为目标导向的结论与建议,指出产业化亟须解决的关键问题,并对未来的研究趋势及发展前景进行了展望。

机车轮对动态检测系统过渡段设计与动态分析

机车轮对的磨损是影响机车运营稳定性的不利因素,该文设计的机车轮对动态检测线路是一种新型不驻车检测机车轮对磨损状态的专用轨道线路,显著提高轮对磨损状态的检测效率。检测线路轨道间距为1568 mm,宽于标准轨距1435 mm,此时轮对与轨道正常接触区域显著暴露,便于对轮对磨损状态进行检测。通过有限元方法模拟机车通过过渡线路的动态分析,验证该检测方法的可行性。模拟结果表明,从轨道强度、轨道变形及轮对搭载量3个方面综合评价,该机车轮对动态检测线路具有较强实用性,能够满足23 t轴重机车以36 km/h速度安全通过的要求,实现不驻车情况下对轮对磨损状态进行安全检测。

酸敏感离子通道在颅脑损伤中对H^+-Ca^(2+)双离子偶联的调控作用

创伤性颅脑损伤(traumatic brain injury,TBI)是神经外科中的常见病,致残率和病死率较高,除与原发损伤过重有关之外,还与伤后启动内源性因子释放加剧脑继发性损害有关。从分子水平研究脑外伤后继发损害的机制,早期给予相应保护措施,对降低脑损伤的致残率和病死率具有重要的临床意义。酸中毒是脑缺血的共有特征。脑缺血损害后首先是氧代谢障碍,酸碱失衡,H+和pH值的变化是首当其冲的,继而引起一系列反应。钙离子毒性是缺血脑损害的关键,胞内Ca2+超载对于神经损害有重要作用,一些有害因素可引起钙平衡系统功能失调,钙分布紊乱,导致细胞内钙浓度异常性升高,即钙超载,钙超载可引起线粒体内氧化磷酸化过程障碍,线粒体膜电位降低,组织ATP含量下降,以及胞浆内磷脂酶、蛋白酶等激活,可导致并促进细胞的不可逆性损伤。本文就酸敏感离子通道在重度颅脑损伤中对H+-Ca2+双离子偶联的调控作用机制予以综述。

ASICs3在重度脑挫裂伤及周边水肿区域的表达及相关性研究

目的研究重度脑挫裂伤患者挫伤区域和周边水肿1 cm和2 cm区域酸敏感离子通道3(ASICs3)的表达,及与pH值和钙离子相关蛋白的表达关系。方法分析了27例经影像学和手术证实的脑挫裂伤患者,分别取材挫伤区域(B组)、挫伤周边非功能区1 cm区域(A组)和2 cm区域(C组),行ASICs3 Western blot检测,挫伤脑组织pH值检测,免疫荧光钙调蛋白检测,并做对照分析。结果 A组pH值为6.10±0.04,B组pH值为7.18±0.04,C组为6.85±0.05,A组pH值与B、C组相比较差异有显著性意义(P<0.05);ASICs3的表达B组较A组和C组明显上调,A组可以看到较B组和C组更多密集的免疫荧光钙调蛋白颗粒。结论 ASICs3的表达在脑挫伤区域较周边水肿区域明显上调,脑挫伤周边1 cm水肿区域组织代谢明显,脑损害较重。钙超载和ASICs3蛋白表达及组织代谢有密切关系。

贵州茂兰喀斯特森林不同小生境类型对岩石溶蚀的影响

喀斯特山区土层浅薄、生态环境脆弱,碳酸盐岩溶蚀是喀斯特山区主要成土方式,研究碳酸盐岩溶蚀对喀斯特山区土壤环境保护及土壤可持续利用具有重要意义。以贵州茂兰喀斯特森林不同类型小生境(石洞、石缝、石沟、石槽、土面、石面)为研究对象,通过溶蚀试片法于小生境内进行野外溶蚀试验,观察溶蚀速率、溶蚀形态在时间、空间上的变化,分析溶蚀速率与小生境类型、土壤理化指标、微生物的关系,探讨茂兰喀斯特森林碳酸盐岩溶蚀与成土的关系。结果表明,溶蚀时间介于0.5~2年,置于生境表面的岩石试片中,石槽的试片溶蚀速率最大,其次是土面,再次是石面,石沟轻微溶蚀,石洞、石缝未见明显溶蚀;总体上,埋于生境土壤以下的岩石溶蚀速率较置于生境表面高。相关性分析和随机森林分析表明,小生境类型是影响试片溶蚀速率的首要因子,土壤含水率、pH分别显著促进、抑制试片溶蚀。在溶蚀速率明显变化的生境中,溶蚀形态随着溶蚀时间增加而愈发明显。研究结果证实了小生境类型对碳酸盐岩溶蚀速率存在显著影响。

锑矿区土壤锑和砷的污染状况及其修复植物的筛选——以贵州独山东峰锑矿区为例

为探究锑矿区旧冶炼厂周围的土壤锑和砷污染状况及其修复植物,采集贵州省独山县东峰锑矿区3个样点12份表层土壤(0~20 cm)样品以及对应的6种植物样本,测定锑(Sb)和砷(As)含量;利用单因子污染指数和内梅罗综合污染指数评价土壤中Sb、As的污染状况,计算植物中Sb和As的富集系数(BCF)和转移系数(TF),筛选修复植物。结果表明:1)研究区各土壤样点Sb和As平均含量高于贵州省土壤背景值;2)单因子污染指数表明,Sb污染土壤样本超标率高达83.33%,As污染土壤样本超标率为33.33%;内梅罗指数表明属于轻度和重度水平的土壤样本超标率为66.67%,研究区土壤存在很大的生态风险;3)凤尾蕨和香蒲可以用作Sb和As复合污染的候选植物。

桥梁检测中的无损检测技术研究

利用无损检测技术进行结构可靠性检查不会对结构带来任何损害,这不仅能确保检测的准确性,还能降低在检测过程中可能出现的风险。随着科技水平的提高,无损检测技术逐渐被广泛应用于桥梁工程领域,并取得了较好效果。因此,为了更广泛地应用无损检测技术,研究其在桥梁检测领域的实际应用显得尤为关键。鉴于此,文章主要就桥梁检测中的无损检测技术进行研究。

不同坡向凋落物分解对土壤微生物群落的影响

采用空间与时间序列并用的方法,对贵州茂兰喀斯特森林阳坡和阴坡凋落物的分解特征及土壤微生物进行1年的野外调查和测定,探讨凋落物分解规律及其对土壤微生物群落的影响。凋落物在分解1年后的质量损失率约为72%,在分解过程中的碳、磷元素表现为释放,氮元素表现出富集;土壤微生物各群落磷脂脂肪酸(PLFA)在分解过程中的平均含量表现为:细菌(149.8 nmol/g)>放线菌(63.9 nmol/g)>真菌(31.3 nmol/g),阳坡和阴坡的微生物总PLFA在180d(559.2 nmol/g)和360d(513.6 nmol/g)的含量显著高于分解前;随分解时间的增加,阳坡细菌特征磷脂脂肪酸18:1ω7c的含量增加最大,其次是cy19:0和真菌特征磷脂脂肪酸18:1ω9c,阴坡土壤微生物PLFA含量表现出减少的趋势,细菌特征脂肪酸18:1ω7c减少量最大,约9.42 nmol/g,其次是i15:0和真菌特征脂肪酸18:1ω9c,约减少4.29—4.86 nmol/g;凋落物养分释放特征与微生物群落间的Spearman相关分析表明,真菌群落与碳元素释放率呈显著正相关关系,细菌群落与凋落物碳、磷元素的释放呈极显著正相关关系,且阳坡凋落物分解对微生物群落的影响高于阴坡。坡向和凋落物养分释放量对喀斯特森林凋落物的分解及土壤微生物群落的影响较显著,特征磷脂脂肪酸18:1ω7c、cy19:0、i15:0和18:1ω9c对环境变化的响应较为敏感。

土壤锑污染及其修复技术研究进展

锑是一种具有潜在毒性和致癌性的元素,人类的活动造成土壤中锑污染日益严重,锑污染问题已引起了各国学者的广泛关注。为了解锑污染土壤研究的进展,文章在对国内外土壤锑污染研究现状及危害基础上,重点对锑污染土壤的修复技术进行概述,主要包括:物理/化学修复技术、生物修复技术、农业生态修复技术、联合修复技术等,以期寻找更高效、更绿色的关于锑治理和修复措施提供参考;对比研究发现,土壤淋洗、固化/稳定化、植物以及微生物修复技术具有技术实施较易、修复成本低,应用价值广的特点,可为中国锑污染修复提供良好技术支撑。

典型铅锌矿化区不同土地利用类型土壤重金属污染特征与评价

选取云南者海典型铅锌矿区周边冶炼区(A)、粮食主产区(B)、保护区(C)三个区域土壤为研究对象,分析三个区域内林地(LD)和耕地(GD)土壤pH、总碳(TC)、总氮(TN)、总磷(TP)和5种重金属(Hg、Cd、Pb、Zn、Cu)含量,利用典范对应分析(CCA)研究不同土地利用类型下它们之间的关系,基于系统熵值与重金属生物毒性改进灰色聚类评价法对研究区重金属污染程度进行评价。结果表明,A、B、C三区土壤的5种重金属均超过云南省土壤背景值,且含量A区>B区>C区,所有土壤样品Hg、Cd、Pb、Zn、Cu平均含量分别为7.24、1.53、1794、2892、210mg/kg;LD土壤重金属含量普遍高于GD。研究区土壤pH总体呈弱酸性,但A区土壤受矿业活动影响呈弱碱性。TC、TN含量和C/N值均表现出LD大于GD,但TP含量表现为GD显著大于LD(P<0.05)。CCA分析表明LD和GD土壤pH与Cd和Cu呈负相关,与Zn和Pb呈正相关,且pH对重金属含量的影响最大;TC、TP与重金属Cd和Cu在LD土壤中呈正相关,在GD土壤中呈负相关。改进灰色聚类评价结果表明重金属污染程度均表现为LD大于GD;A区污染最严重且均呈重度污染,B区次之,C区污染程度最轻。经比较本文改进的灰色聚类评价法在准确性和灵敏度方面优于传统方法。

冻胀敏感性对黏土力学性能影响的离散元分析

冻胀是寒区路基的常见病害,通常是由于黏土在低温下发生冻结引起的,故研究黏土冻胀敏感性对其力学性能的影响具有现实意义。文中基于离散单元法,建立了三维冻胀黏土离散元数值模型。根据黏土颗粒在冻结条件下的微观变化,分析黏土试件冻胀对其力学性能的影响。模拟结果表明,低冻胀率(0%~3%)对试样的抗压强度影响较小,但随着冻胀率增大,试件内部损伤加剧。当冻结黏土级配较为单一或者粒径差距较大时,抗压强度会小幅衰减。

锑矿周边稻田土壤垂直剖面锑砷形态与细菌群落结构分布及相互关系

为了解稻田土壤微生物对锑(Sb)和砷(As)污染的长期适应机制,本文以贵州省独山半坡锑矿和某锑矿冶炼厂周边稻田土壤为研究对象.采用野外布点和室内分析的方法,利用Illumina高通量测序技术对稻田垂直剖面土壤细菌16S rRNA V3～V4可变区进行测序,分析了土壤微生物的α多样性、物种丰度差异和组成情况,探讨了不同形态Sb和As在tc1(水耕熟化层)、tc2(渗育层)、tc3(犁底层)和tc4(水耕淀积层)的地球化学行为及其对细菌群落结构的影响.结果表明,研究区Sb和As的来源不同,Sb主要来源于大气沉降和人工投放,As则来源于成土母岩.变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)为各土层的主要优势菌门,具体表现为变形菌门(Proteobacteria)是tc1和tc2的优势菌门,绿弯菌门(Chloroflexi)是tc3和tc4的优势菌门.土壤剖面各土层多样性指数均在tc1达到最大值,在tc3达到最小值且差异不显著.相对重要性分析表明,总As、As(V)、TS和Fe(II)为影响多样性指数的主要因子.LEfSe分析表明,各土层差异指示种在不同分类水平上各不相同且tc1的数量高于tc2、tc3和tc4.如在门水平,tc1的差异指示种为疣微菌门(Verrucomicrobia),tc3为热袍菌门(Thermotogae),tc4为硝化螺旋菌门(Nitrospirae);在纲水平,tc1为α-变形菌纲(α-proteobacteria),tc2为β-变形菌纲(β-proteobacteria),tc3为热袍菌纲(Thermotogae),tc4为硝化螺旋菌纲(Nitrospirae).RDA分析和相对重要性分析表明,总As、As(III)、Sb(V)、总Sb和pH等对细菌门分类水平具有重要影响.共生网络分析进一步表明,Sb(III)和As(V)虽然对群落结构影响相对较小,但与特征性微生物却存在显著相关性,如Sb(III)与Defluviicoccus属显著相关,而As(V)对β-变形菌纲影响较为显著.

土壤动物对茂兰喀斯特森林凋落物分解过程中元素释放的作用

为探究喀斯特地区土壤动物对凋落物分解过程中的质量损失贡献率和元素释放作用,选取茂兰喀斯特原生林中两个典型常绿树种青冈(Cyclobalanopsis glauca)与单性木兰(Kmeria septentrionalis)凋落物为研究对象,采用3种不同孔径(5、2、0.03 mm)网袋进行为期1年的野外分解实验,分析凋落物的质量损失和元素含量的变化及其与土壤动物群落的关系。结果表明,土壤动物对茂兰喀斯特森林凋落物的质量损失贡献率为42.0%~45.9%,大型土壤动物对混合凋落物(1∶1混合)的质量损失作用最大,中小型土壤动物对单性木兰凋落物的质量损失作用最大。土壤动物对单性木兰凋落物中N元素的释放有促进作用或抑制作用,对青冈+单性木兰混合凋落物N元素的释放表现为促进作用;对Ca元素的释放在单性木兰凋落物主要表现为促进作用;对P、K元素释放作用规律较为复杂,且与凋落物种类有关;对C、Mg元素的释放作用不明显。总之,土壤动物对高质量(低C/N)凋落物单性木兰的质量损失和元素释放作用较为显著,为理解茂兰喀斯特地区森林凋落物的分解机制提供了参考依据。