基于图像分析的掘进工作面粉尘颗粒检测方法

基于光散射原理测定粉尘质量浓度只能定时定点手动检测,实时性差,且只能检测出粉尘质量浓度,并不能给出粒径分布范围。目前基于图像分析的粉尘颗粒检测研究主要是针对粉尘质量浓度或粒径分布进行单方面研究,并不能实现粉尘质量浓度和粒径分布范围的同时检测。针对上述问题,提出了一种基于图像分析的掘进工作面粉尘颗粒检测方法,探究图像特征与粉尘质量浓度、粒径分布间的关系。通过粉尘样本收集及图像采集装置,采集粉尘颗粒图像并获取采集图像时的粉尘质量浓度。编写粉尘样本图像处理算法,提取图像的灰度特征、纹理特征、几何特征相关参数。对提取的图像特征与实测粉尘质量浓度进行相关性分析,选取相关性较大的图像特征作为参数建立回归数学模型。提取粉尘颗粒对象像素点个数,结合转换系数,基于几何当量等效面积径计算粉尘粒径大小及分布范围。实验结果表明:实测粉尘质量浓度与建立的图像特征多元非线性回归模型数学模型计算值间的平均相对误差为12.37%,标准实测粒径与几何当量等效面积径得到的粒径分布间的最大相对误差为8.63%,平均相对误差为6.37%,验证了基于图像特征的粉尘质量浓度回归数学模型和基于几何当量等效面积径分布数学模型的准确性。

最小二乘算法优化及其在锂离子电池参数辨识中的应用

传统最小二乘法(LS)用于锂离子电池模型在线参数辨识精度低,通过带遗忘因子递推最小二乘算法能够有效地提高辨识精度,但固定的遗忘因子影响模型动态特性。遗忘因子的自适应处理能提高算法对动态系统的参数辨识能力,而目前的自适应方法容易忽略模型参数的稳定性,同时方法待定系数范围较大且难以确认。为了得到高精度且稳定性良好的模型参数,该文设计了一种精度和稳定性兼优且更简单的自适应遗忘因子递推最小二乘(AFFRLS)改进方法,并与其他AFFRLS、可变遗忘因子递推最小二乘(VFFRLS)进行仿真对比分析。结果表明,改进的AFFRLS能够在模型精度和参数稳定性取得更好的平衡,且对不同的在线工况具有良好的适用性。

基于改进YOLOv3-SPP算法的道路车辆检测

针对在城市道路场景下视觉检测车辆时,车辆密集和远处车辆呈现小尺度,导致出现检测精度低或者漏检的问题,提出了一种基于改进的YOLOv3-SPP算法,对激活函数进行优化,以DIOU-NMS Loss作为边界框损失函数,增强网络的表达能力。为提高所提算法对小目标和遮挡目标的特征提取能力,引入空洞卷积模块,增大目标的感受野。实验结果表明,所提算法在检测车辆目标时m AP提高了1.79%,也有效减少了在检测紧密车辆目标时出现的漏检现象。

黄河河口治理战略实践及其研究综述

基于“战略”一词的概念定义,将黄河河口的综合治理归纳为防洪减灾安全、流路科学运用、泥沙调控处理、河流供给均衡、生态系统健康、人地系统协调发展等六大战略;系统梳理了各战略在河口治理中的实践历程和研究进展,总结分析各战略研究的适应性与局限性;在此基础上提出了今后开展黄河河口治理战略研究的主导方向。

高温-蚯蚓联合处理对餐厨垃圾堆肥品质及其应用效果的影响

探究高温-蚯蚓堆肥联合处理制备餐厨垃圾有机肥的效果及其农用可行性。试验设置餐厨垃圾、牛粪和麦秸分别以干质量比3:1:1和2:2:1作为堆肥基质,采用高温堆肥和高温-蚯蚓联合堆肥两种堆肥方式进行处理,通过监测堆肥过程中的堆体温度和理化指标来评估不同处理的堆肥效果。堆肥结束后,以小白菜为供试作物进行盆栽试验,以化肥处理为对照,化肥减量20%基础上配施0%、0.5%、1.0%、2.5%和5.0%(蚯蚓粪肥与土壤质量比)的最佳蚯蚓粪肥为处理,调查不同处理小白菜的生物量和生长指标。结果表明:两种基质的高温堆肥处理均可达到无害化温度标准,但堆肥产品腐熟度较低。与高温堆肥处理相比,高温-蚯蚓堆肥联合处理的堆肥产品pH趋于中性,NH_(4)^(+)-N/NO_(3)^(-)-N、C/N比和总氮含量显著降低,NO_(3)^(-)-N、总磷、总钾含量显著增加,种子发芽指数和总养分的质量分数显著提高至76.8%~87.5%和7.57%~7.68%(P<0.05)。隶属函数分析法综合评价表明,高温-蚯蚓联合堆肥产品品质优于高温堆肥,且餐厨垃圾:牛粪:麦秸=2:2:1基质的堆肥效果始终优于餐厨垃圾:牛粪:麦秸=3:1:1基质。蚯蚓粪肥配施效果随配施量增加呈现先增加后降低的趋势,其中化肥减量20%并配施1.0%蚯蚓粪肥处理的小白菜长势最好,小白菜出苗率、株高、最大叶宽、有效叶数、鲜根质量及产量较对照分别提高18.5%、5.8%、6.2%、12.5%、64.0%和14.7%。综上,高温-蚯蚓联合处理能有效提高餐厨垃圾的堆肥品质,堆肥产品符合农业有机肥料标准。推荐餐厨垃圾:牛粪:麦秸=2:2:1(干质量比)的原料配比进行高温-蚯蚓联合堆肥,并采用化肥减量20%配施1.0%蚯蚓粪肥用于小白菜生产。

基于生成对抗网络的半航空瞬变电磁噪声数据扩充方法

半航空瞬变电磁噪声数据形式复杂,获取成本高、数据量稀缺,难以通过传统的扩充方法进行数据扩充,极大地影响了后续降噪工作的开展。针对这个问题,本研究提出了基于生成对抗网络的半航空瞬变电磁信号数据扩充方法,通过将生成器设计为LSTM网络,基于实采噪声数据集,进行生成器与判别器模型的训练,成功获取了可以生成仿真噪声数据的生成器模型,之后分析了生成器生成的仿真噪声与实采噪声的分布,并且对比了扩充前后降噪网络的表现,验证了本方法对于半航空瞬变电磁实采噪声数据的扩充是真实有效的。

“糸”之新解

现今大多数学者根据《说文解字》将“糸”释义为蚕丝,显然这将无法解释“糸”字符的出现(BP 7100)早于蚕丝的应用(BP 6000)、“糸”的象形特征与蚕丝形态上的偏差、“糸”部字大多与蚕丝无关的三对矛盾。何况《说文解字》本身对“糸”与“丝”的释义并不存在现代学者所认为的此两字有对等之意。“糸”字在时序逻辑和史实存在上都与绳线即编、捻形成的纺物的制作和结构更为一致,而将“糸”释义为绳线或加捻束纤维而非蚕丝,显得更恰如其分、客观和符合史实。相比自然存在的细长体,“糸”具有人为操作的特征,如集束、加捻和根据需要可无限接续延长,即便是对短纤维。

电液伺服系统多PID控制器参数整定优化

为了解决挖掘机器人动臂、斗杆和铲斗不同电液伺服系统中多个比例–积分–微分(PID)控制器参数优化的难题,提高挖掘机器人铲斗齿尖轨迹跟踪精度,采用改进的粒子群算法(PSO)对多PID控制器参数进行整定优化.首先,建立电液伺服系统的数学机理模型,在理论模型的基础上,采用递推最小二乘辨识法(RLS)得到实际的机理模型.其次,提出一种改进的PSO算法,采用非线性自适应惯性权重、引入异步变化策略、设计精英变异方法.接着,搭建仿真验证平台,跟踪正弦轨迹,比较传统Z-N参数整定方法、基本PSO算法和改进PSO算法的差别.最后,以挖掘机器人最常见的整平为代表工况,基于23 t挖掘机器人实验平台进行实验验证.实验结果表明,改进PSO算法的跟踪精度最高,与基本PSO算法相比,明显提高了轨迹跟踪精度.

Vm-milRN7调控苹果树腐烂病菌致病的功能及机理

【背景】microRNA-like RNA(milRNA)是真菌中普遍存在的一类与动植物microRNA具有相似生成和作用机制的调控因子,广泛参与其生长、发育,以及植物病原真菌的侵染致病等生命活动。苹果树腐烂病菌(苹果黑腐皮壳Valsamali)引起的腐烂病是影响苹果生产的最具毁灭性的病害。【目的】探究Vm-milRN7调控苹果树腐烂病菌致病的功能及机理,为苹果树腐烂病的靶向性抗病育种提供理论依据。【方法】以03-8菌株基因组DNA为模板扩增Vm-milRN7前体序列并构建Vm-milRN7前体过表达载体;扩增Vm-milRN7前体上下游序列并利用Double-joint PCR技术构建Vm-milRN7前体敲除盒。利用PEG介导的原生质体转化法构建Vm-milRN7前体过表达及敲除突变体。通过培养皿内生长试验及离体枝条、叶片接种试验分析Vm-milRN7前体过表达及敲除突变体对病菌营养生长及致病的功能。利用qRT-PCR以及烟草共转化试验验证Vm-milRN7对其靶标基因Vm-09496的调控作用;使用生物信息学软件对Vm-09496进行蛋白序列特征和系统发育分析。为解析其功能,创制Vm-09496的敲除突变体以及回补菌株,并鉴定其表型。【结果】利用PEG介导的遗传转化技术获得Vm-milRN7过表达转化株以及敲除突变体。营养生长观察发现,与野生型菌株相比,Vm-milRN7过表达转化株生长表型无明显差异,而敲除突变体营养生长速率显著降低;致病力检测发现,Vm-milRN7过表达转化株对苹果叶片的致病力显著增强,敲除突变体对苹果叶片和枝条的致病力均显著降低。qRT-PCR和烟草共转化试验分析发现,Vm-milRN7能够抑制其候选靶标基因Vm-09496的表达。生物信息学分析发现该基因编码一个假想蛋白,且与梨黑腐皮壳(V.pyri)中的VP1G_09956进化关系最近。创制Vm-09496的敲除突变体和回补菌株,发现与野生型菌株相比,敲除突变体对枝条和叶片的致病力均显著提高,而回补菌株营养生长速率及致病力恢复至野生型水平。【结论】Vm-milRN7通过调控靶标基因Vm-09496的降解参与苹果树腐烂病菌致病过程。靶标基因Vm-09496是影响腐烂病菌侵染的重要内源基因,在苹果树腐烂病菌内负向调控致病力。

灌溉与有机肥处理对冬小麦水分利用效率的影响

探究不同灌溉量和有机无机肥配施的组合处理对冬小麦生长及水分利用效率的影响,为冬小麦的科学施肥管理提供参考。以关中地区冬小麦‘小偃22’为研究对象,通过田间试验,采用等氮原则对有机肥与无机肥进行不同比例配施(F1,100%无机肥;F2,24%有机肥+76%无机肥;F3,48%有机肥+52%无机肥),结合2个水平的灌溉(充分灌溉W1和亏缺灌溉W2),共设计6个灌溉施肥组合处理(W1F1、W1F2、W1F3、W2F1、W2F2和W2F3)。通过测定冬小麦的生长指标(植株株高和叶面积指数)、0~200 cm土层土壤体积含水率(以20 cm为深度间隔)和小麦的产量及构成要素(干物质量、穗长、有效穗数、千粒质量和籽粒产量),分析灌水量与有机无机肥配施对冬小麦生长及水分利用效率(WUE)的影响。结果表明:(1)充分灌溉(W1)条件下,F2、F3处理株高较F1处理分别提高3.4%~21.2%和0.8%~15.9%,叶面积指数提高5.7%~18.5%和16.8%~47.4%,干物质量提高12.1%~26.1%和21.1%~36.0%,穗长提高12.5%和14.5%,有效穗数提高6.6%和9.3%,千粒质量提高18.3%和24.4%,籽粒产量提高14.8%和28.6%,WUE提高14.6%和27.5%;亏缺灌溉(W2)条件下,与F1处理相比,F2、F3处理株高分别提高8.5%~16.2%和0.5%~10.6%,叶面积指数提高4.9%~20.7%和17.0%~50.0%,干物质量提高7.7%~25.7%和15.0%~34.6%,穗长提高12.3%和18.5%,有效穗数提高7.4%和18.0%,千粒质量提高15.3%和25.1%,籽粒产量提高13.1%和31.8%,WUE提高21.4%和35.2%。在相同灌溉水平下,有机无机肥配施处理可以提高土壤体积含水率。(2)W2F2处理对冬小麦株高增长最有效,灌浆期达最大值,较W1F1处理增长10.4%;W2F3处理对冬小麦叶面积指数、干物质量、穗长、有效穗数、千粒质量影响最大,成熟期较W1F1处理分别提高23.6%、39.0%、20.3%、18.4%和33.1%。(3)W2F3处理对冬小麦籽粒产量和WUE的影响最为显著,W1F1、W1F2、W1F3、W2F1和W2F2处理籽粒产量分别提高了35.5%、18.0%、5.3%、31.8%和16.6%;W1F1、W1F2、W1F3、W2F1和W2F2处理WUE分别提高了52.6%、33.2%、19.7%、35.2%和21.4%。亏缺灌溉与48%有机肥+52%无机肥组合处理的冬小麦籽粒产量和WUE最高,该灌溉施肥管理方案为关中平原及环境相似地区冬小麦的科学施肥管理提供了科学依据。

改进LuGre模型的挖掘机器人摩擦补偿控制

非线性摩擦会降低挖掘机器人电液伺服系统的动静态性能,引起轨迹爬行、平峰和稳态误差等现象。经典LuGre摩擦模型仅与速度有关,内部鬃毛状态变量无法准确测量,无法全面描述复杂的挖掘机器人电液伺服系统摩擦特性。本文综合考虑电液伺服系统位置、速度和方向等信息,设计了一种改进的LuGre摩擦模型,同时引入速度阈值解决了弹性鬃毛平均变形状态观测器不稳定问题。其次,为了解决传统优化算法陷入局部最优解、收敛速度慢等问题,通过引入惯性权重、异步变化和精英突变操作改进基本粒子群优化算法,以精准快速辨识出改进LuGre摩擦模型中的6个未知参数。最后,结合辨识出的摩擦模型,基于结构不变性原理设计前馈摩擦补偿控制器,并在23吨挖掘机器人进行了正弦和三角波不同工况下的轨迹跟踪实验。实验结果表明,传统的比例积分微分控制器跟踪误差最大,三角轨迹最大跟踪误差达到了29.68 mm,基于改进LuGre模型设计的前馈摩擦补偿控制器仅为9.70 mm,误差减小了67.31%,基于改进LuGre模型设计的前馈摩擦补偿控制器可以有效提升挖掘机器人的轨迹跟踪精度。

海水体系中蒙脱石对黄铁矿的抑制机理研究

为探究海水体系下蒙脱石对黄铁矿可浮性的影响,进行了不同蒙脱石占比条件下纯水和海水体系中黄铁矿的浮选试验,并通过矿物表面电位及三相泡沫结构测试,海水组分分析和DLVO理论计算等,研究诸因素对黄铁矿的抑制机理。结果表明:弱酸和弱碱性条件下,纯水体系中的蒙脱石具有抑制黄铁矿上浮的作用,海水体系则进一步强化了对黄铁矿的抑制,导致黄铁矿几乎不可浮;黄铁矿和蒙脱石在海水中的矿物表面电位更小,蒙脱石更容易罩盖在黄铁矿表面;弱碱性环境下,黄铁矿在纯水中的浮选回收率为95%,而在海水和蒙脱石占比30%的条件下,黄铁矿的回收率仅为5%,说明海水可强化蒙脱石抑制黄铁矿。研究结果有助于指导用海水解决铜硫浮选分离工业实践抑制剂成本高及铜硫分离困难等问题。

基于机器学习的Angström-Prescott公式系数的估算

地表太阳辐射(R_(s))数据在水文、农业和生态等领域具有重要的应用价值。由于目前仅有少数国家气象站点具备直接观测条件,因此Angström-Prescott(A-P)公式被广泛应用于逐日R_(s)的估算。尽管使用A-P公式需提供的两个经验系数a和b已经有FAO(Food and Agriculture Organization)推荐值(a=0.25;b=0.5),但是越来越多的研究指出这两个参数的本地化有助于提高R_(s)的估算精度。利用1967-2017年全国80个具有太阳辐射观测数据气象站的逐日地表太阳辐射(R_(s))及其他常规气象数据,来获取中国内地地区A-P公式的a、b系数。首先,整个中国内地地区被划分为高原山地气候区(Mountain Plateau Zone,MPZ)、亚热带季风气候区(Subtropical Monsoon Zone,SMZ)、温带季风气候区(Temperate Monsoon Zone,TMZ)、温带大陆性气候区(Temperate Continental Zone,TCZ)等4个不同气候区。其次,基于最小二乘法回归得到各气候区不同站点A-P公式系数值,可视为A-P公式系数的观测值。然后,利用4种机器学习算法分别估算全国80个具有太阳辐射观测数据气象站的A-P公式系数,各算法分别结合不同输入因子组合构建不同的A-P公式系数估算模型。最后,评估机器学习算法估算得到的A-P公式系数自身的精度,及其在R_(s)估算中的精度。研究发现在估算系数a时,机器学习模型中基于五因子输入组合的SVM模型的估算精度最高(R^(2)=0.661,RMSE=0.022,nRMSE=0.120)。在估算系数b时,机器学习模型中基于四因子输入组合的ELM模型的估算精度最高(R^(2)=0.550,RMSE=0.031,nRMSE=0.055)。基于所选最优机器学习模型各自估算的a和b系数值来驱动A-P公式进一步估算R_(s),结果表明机器学习模型在MPZ、SMZ、TMZ、TCZ气候区R_(s)估算中的nRMSE分别为0.168、0.225、0.138、0.180。因此,推荐使用五因子输入组合的SVM模型来估算系数a,使用四因子输入组合的ELM模型来估算系数b,可以得到更为准确的中国内地地区A-P公式系数,从而提高使用A-P公式估算R_(s)的精度。研究结果可为实现A-P公式系数在中国内地地区的本地化和提高R_(s)估算精度提供一定的理论依据和技术途径。

矩形截面件开式液压成形变形规律及起皱行为

目的开式筒壳液压成形采用具有搭接结构的开式筒壳作为坯料,具有提高成形能力、改善壁厚分布、降低成形压力等优势。旨在以矩形截面件为对象,研究内压作用下开式筒壳的圆角充填行为。方法采用数值模拟手段,分析了矩形截面件开式液压成形过程中的应力应变变化及成形缺陷。利用内高压成形机和自主研制的自密封装置,开展了搭接区中点分别位于圆角区、过渡区和直边区3种搭接位置条件下的矩形截面件开式液压成形实验研究。结果模拟和实验结果表明,开式筒壳搭接区的外层为易起皱区。当搭接量为80 mm且搭接区中点位于圆角区时,模具型腔的外压作用有效抑制了起皱的形成。4个圆角中距离对应搭接位置最近的圆角最先完成充填。搭接区域所在位置的壁厚减薄率显著低于其他区域,3种条件下成形件中间截面的最大减薄率分别为10.4%、9.8%和10.2%,搭接区中点位于过渡区时最大减薄率较低。结论采用一定搭接量的开式筒壳比封闭截面管坯更有利于圆角的充填。选取适宜的搭接位置可避免成形过程中起皱缺陷的产生。此外,搭接位置对开式筒壳圆角充填的应力应变分布、圆角半径以及壁厚分布起到重要作用。

基于MRI探索用于术前预测直肠癌侧方淋巴结转移的短径截断值

目的:探讨基于侧方淋巴结(lateral pelvic lymph node, LPLN)短径预测术前进行新辅助治疗和未进行新辅助治疗的直肠癌患者LPLN转移的诊断标准。方法:回顾性收集分析自2012年01月至2019年12月中国侧方淋巴结协作组的机构数据库中行全直肠系膜切除术(total mesorectal excision, TME)+侧方淋巴结清扫术(lateral pelvic lymph node metastasis, LPLND)的临床怀疑LPLN肿大的直肠癌患者的临床病理资料。结果:共纳入446例患者,根据不同术前治疗策略,将所有患者分为新辅助治疗组和无新辅助治疗组。新辅助治疗组患者病理pCR/T1(9.0%vs 2.7%,P=0.013)和N0(41.9%vs 55.3%,P<0.001)的比例与无新辅助治疗组患者差异明显。此外,相比于无新辅助治疗组患者,新辅助治疗组患者手术时间明显延长(300.7 vs 277.4 min,P=0.018)。新辅助治疗组与无新辅助治疗组分别有40例(25.8%)和78例(26.8%)患者病理诊断为LPLN转移。髂内淋巴结是新辅助治疗组(16.1%)和无新辅助治疗组(15.8%)患者最常见的LPLN转移位置。新辅助治疗组患者平均转移LPLN短径(1.0 vs 1.4 mm,P=0.015)和无转移LPLN短径(0.6 vs 0.8 mm,P=0.005)明显短于无新辅助治疗组。无新辅助治疗组和新辅助治疗组患者分别以9 mm和7 mm作为LPLN截断值时,AUC值分别为0.817和0.745,有着较好的一致性。结论:接受新辅助治疗和未接受新辅助治疗的患者分别以7 mm和9 mm作为LPLN截断值时,有着最佳的预测LPLN转移的能力。

猕猴桃溃疡病“两前两后”关键防控技术示范效果

为做好秦岭北麓、四川盆地、湖南湘西、伏牛山区、大别山区的猕猴桃溃疡病防控工作,2023年分别在陕西、四川、湖南、湖北、河南、安徽等果区选择示范园开展溃疡病“两前两后”关键防控技术示范与应用,并于2024年春季调查枝干溃疡的发生情况。结果表明,“两前两后”关键防控技术在不同果区的应用效果稳定且高效,仅应用1年,与常规管理园相比,示范园防效平均达77.8%,最高达93.7%,有效控制了猕猴桃溃疡病的危害,对助力猕猴桃产业健康发展、提高果农收益具有积极的意义,建议广泛推广应用。

对比MRI-经直肠超声软件融合导航穿刺与认知融合导航穿刺检出前列腺癌效果

目的对比MRI-经直肠超声(TRUS)软件融合导航穿刺与认知融合导航穿刺检出前列腺癌(PC)效果。方法回顾性分析120例疑诊PC患者、共127个病灶,均接受2~3针靶向穿刺(TB)+10针系统穿刺方案经会阴前列腺穿刺活检,并根据TB引导方法将其中73例(78个结节)接受MRI-TRUS软件融合导航穿刺归为A组,47例(49个结节)接受认知融合穿刺归为B组;比较2组经TB检出PC及临床显著性PC(csPC)阳性率、不同大小病灶PC阳性率,以及穿刺2针与3针PC阳性率。结果A组经TB检出PC阳性率及csPC阳性率分别为55.13%(43/78)及39.74%(31/78),B组分别为53.06%(26/49)及34.69%(17/49);组间差异均无统计学意义(P均>0.05)。对于最大径≤10 mm病灶,A组TB检出PC阳性率高于B组(P<0.05);而对于最大径>10 mm且<15 mm、≥15 mm病灶,组间TB检出PC阳性率差异均无统计学意义(P均>0.05)。A组2针与3针TB检出PC阳性率差异无统计学意义(P>0.05),而B组3针TB检出PC阳性率高于2针(P<0.05)。结论MRI-TRUS软件融合导航穿刺检出PC及csPC阳性率与认知融合导航穿刺相当,但有助于减少TB次数、提高最大径≤10 mm小病灶检出率。

自支撑Bi@Cu纳米树电极高效电化学还原CO_(2)制甲酸

利用电化学方法将CO_(2)转化为高值化学品是实现碳中和目标的一条有效途径。制备高性能电极是实现CO_(2)高效转化的关键一环。常规喷涂法所制电极中催化层与集流体间的不良接触会严重影响电催化活性以及稳定性。为此,本研究结合电化学沉积和离子置换反应法,构建了一种原位生长的Bi@Cu纳米树(Bi@Cu NTs)自支撑电极。自支撑纳米树结构在降低界面电阻、确保空间结构稳定的同时,为反应提供了丰富的活性位点和发达的孔隙结构,进而实现CO_(2)分子、电解液离子以及电子的协同传输,并进一步促进电化学CO_(2)转化。实验结果表明,Bi@Cu NTs电极在电化学活性和长期运行稳定性方面表现出色。在–1.4~–0.8 V(vs.RHE)的宽工作电位窗口范围内,甲酸选择性均超过90%;在–1.2 V的工作电位下,该电极同时实现了高达97.9%的甲酸选择性和170.6 mA·cm^(–2)的电流密度。此外,该电极在–1.0 V下经过50 h持续电解,获得了超过90%的平均甲酸选择性及大于110 mA·cm^(–2)的平均电流密度,且性能未见明显衰减,稳定性优异。

超高效液相色谱-三重四极杆质谱法同时检测植物油中21种全氟及多氟烷基化合物

食用植物油是人们生活中重要的膳食组成,其质量安全关系到消费者健康。全氟及多氟烷基化合物(PFASs)可通过原料、加工过程、包装材料等多种途径污染植物油。因此建立植物油中PFASs的高灵敏、高准确分析方法对保障植物油质量安全至关重要。本研究建立了乙腈提取-固相萃取净化-超高效液相色谱-串联质谱法(UHPLC-MS/MS)同时检测植物油中全氟烷基羧酸、全氟烷基磺酸及多氟调聚磺酸三类21种PFASs的分析方法。实验对色谱分离条件、质谱检测参数进行优化,并考察了提取溶剂、固相萃取净化填料等样品前处理条件对样品回收率和净化效果的影响。确定植物油样品经乙腈直接提取,采用弱阴离子WAX SPE柱净化后,通过C18反相色谱柱进行分离;质谱检测器在电喷雾负离子模式下,采用多反应监测(MRM)模式进行检测,通过特征离子对及保留时间定性,采用内标法定量。结果表明,21种目标分析物在其相应的范围内线性关系良好,相关系数均≥0.995;方法的检出限和定量限分别为0.004~0.015μg/kg和0.015~0.050μg/kg,方法回收率为95.6%~115.8%,相对标准偏差为0.3%~10.9%(n=9)。本方法前处理操作简便,分析速度快,灵敏度高,抗干扰性强,稳定性高,适用于多种植物油中全氟烷基羧酸、全氟烷基磺酸及多氟调聚磺酸的快速检测分析。

AO工艺高效处理N,N-二甲基甲酰胺废水的研究

利用微生物高效降解N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的研究是一项极具挑战的课题。通过缺氧驯化(HA)筛选并获得高效降解DMF的菌群是研究DMF废水生化降解的关键。微生物群落扩增子测序(16S rDNA)结果表明,驯化出的缺氧菌群中Proteobacteria、Firmicutes和Euryarchaeota为降解DMF的优势菌门,其中Zavarzinia、Petrimonas、Acholeplasma、Brevundimonas、Arenimonas和Bosea在缺氧条件下可以有效降解DMF,且DMF降解菌的相对丰度与DMF降解效率具有明显相关性。当HA污泥中DMF降解菌的相对丰度达到86.37%时,HA污泥对210 mg·L^(-1)的DMF去除效率达到99.98%。DMF降解菌降解DMF的产物为二甲胺(DMA)和甲胺(MMA)。DMF降解菌的相对丰度低于40.25%时,HA污泥对DMF的去除效率仅为57.22%,DMA对DMF降解菌表现出明显的抑制作用。实验采用缺氧/好氧联合(AO)工艺进一步提高了出水水质,好氧污泥(AS)出水中DMA和MMA的浓度均小于0.5 mg·L^(-1),且AS反应器出水中化学需氧量(COD)≤40.6 mg·L^(-1),该水质满足GB 21902-2008《合成革与人造革工业污染物排放标准》中对现有企业污染物排放的要求。