基于SDS临界胶束浓度调控BiOBr合成及其光催化降解头孢拉定研究

以十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)为模板剂,采用沉淀法制备了不同胶束浓度条件下的BiOBr光催化剂(SBr-1、SBr-2、SBr-3、SBr-4).通过XRD、SEM、BET表征BiOBr晶体结构、形貌和比表面积,结果表明在SDS为临界胶束浓度(8.0×10^(-3)mol/L)时制备的SBr-2具有较好的结晶度、特殊的形貌和最大的比表面积;运用UV-vis DRS吸收光谱、PL光谱、EIS电化学抗阻谱等表征BiOBr光电特性,结果证明SBr-2具有良好的可见光吸收能力和电子空穴分离效率.在可见光照射(λ≥420 nm)下,选用头孢拉定(cefradine,CFD)为目标污染物研究光催化活性,结果表明SBr-2具有最好的光催化活性,150 min内降解率达到98%.此外,通过自由基捕获试验,发现该光催化过程超氧自由基和空穴为主要活性物种.本研究为表面活性剂调控改善BiOBr结构、形貌和晶相提升其光催化活性提供了理论参考.

三峡库区消落带植被NPP估算——基于机器学习优化CASA模型

三峡库区蓄水后,其生态效应受到广泛关注。消落带植被固碳量作为衡量库区生态系统健康状态的重要指标,对库区碳循环与生态净化具有重要意义。针对消落带不同高程植被接受光照的时间有所差异,且受河流水位变化影响,传统的CASA模型在计算消落带植被固碳量时,存在对植物的光能利用率计算不够精确等问题。以三峡库区香溪河陡坡消落带为研究区域,提出了一种耦合RBFNN模型(Radial Basis Function Neural Network)与CASA模型(Carnegie-Ames-Stanford approach)的新方法(RBF-CASA)。基于RBFNN建立环境影响因子模型,借助高程数据及植被指数等特征计算适合消落带区域的环境影响因子。结合CASA模型中温度和水分胁迫因子,提高植被在像元尺度上的净初级生产力(Net Primary Productivity,NPP)的估算精度,并对反演结果进行验证。模型验证结果显示:RBF-CASA模型估算值与观测值的决定系数(Coefficient of determination,R^(2))为0.730(P<0.01,n=32)。对比原始CASA模型,平均绝对误差(Mean absolute error,MAE)降低10.991,均方根误差(Root mean square error,RMSE)降低了23.861,相对均方根误差(Relative root mean square error,RRMSE)降低5.10%,平均绝对百分误差(Mean absolute percentage error,MAPE)降低1.12%。使用提出的RBF-CASA模型在库区水位落干期(7—8月份)进行固碳量估算,结果表明:NPP月均值在66.234—134.144g C/m^(2)之间,NPP随着高程的增加呈现起伏变化,其总量在150—155m之间达到峰值,均值在170m以上区域最高。在2021年9月植被NPP均值为35.883g C/m^(2),2022年9月植被NPP均值为25.964g C/m^(2),由于降雨量减少、长江水位下降,在2021—2022年间植被恢复情况较差。研究结果可为库区碳循环、生态净化及生态修复等决策提供科学依据。

LED光谱和温度协同对鲈鲤幼鱼耗氧率的影响

为了研究光谱和温度协同对鱼类代谢作用,在水温15℃和20℃下,设置红、黄、绿、白4种LED光谱和遮光、自然光(光强≤100 lx)条件,测定鲈鲤Percocypris pingi幼鱼在静水中的日常耗氧率。结果显示,不同光谱组实验鱼日常耗氧率差异性显著(P<0.05),15℃时,红>黄>绿>白>自然光>遮光,20℃时,红>绿>自然光>黄>白>遮光;红光组显著高于其他组(P<0.05),遮光组显著小于其他组(P<0.05)。随着温度的升高,红、绿、黄、白、遮光和自然光组的日常平均耗氧率分别增加了27.94%、34.88%、17.33%、33.39%、40.63%和62.06%。耗氧率温度敏感系数表现为,自然光>遮光>绿>白>红>黄,LED色光(特别是黄光)暴露使鲈鲤幼鱼对温度的灵敏性降低。本研究结果为鲈鲤在不同的光照和温度条件下的代谢特性研究提供了基础资料,为其人工养殖光环境控制提供参考。

天然磁铁矿光催化转化水中头孢菌素类抗生素研究:共存离子的影响

头孢菌素类抗生素(CEPs)在环境水体中普遍存在,但目前水环境中含量较高的无机离子对天然磁铁矿光催化转化CEPs的影响研究尚不全面.本研究发现可见光(λ≥420 nm)/天然磁铁矿体系对水中CEPs有一定去除能力,确定活性物种有空穴、电子及羟基自由基.以头孢哌酮钠(CFP)为代表性CEPs,重点考察了多种无机离子对可见光/天然磁铁矿体系催化降解水中CFP的影响.研究表明:共存的SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)、HCO_(3)^(-)、Cl^(-)、Br^(-)及I^(-)通过改变体系中的活性物种影响降解,SO_(4)^(2-)、NO_(3)^(-)、Br^(-)及高浓度I^(-)均有较好的促进作用,而HCO_(3)^(-)反应前期、Cl^(-)及低浓度I^(-)抑制降解.另外,高浓度HCO_(3)^(-)在反应后期会引起CFP发生碱水解而表现出促进.F^(-)、Ca^(2+)及Mn^(2+)通过改变磁铁矿活性而影响CFP降解,其中Ca^(2+)、Mn^(2+)及低浓度F^(-)不利于降解,但高浓度F^(-)有利于降解.共存的Mg^(2+)、Zn^(2+)及Cu^(2+)通过与CFP相互作用促进降解.各无机离子存在下的CFP降解中间产物相同,并分析了其在可见光/天然磁铁矿体系下的主要降解产物及降解途径.

黏土矿物表面羟基介导的分子氧活化机理

天然黏土矿物表面羟基(Me-OH,Me=Al,Si,Fe)对分子氧(O2)活化机制目前尚不明晰.本文通过在N2气氛中对红黏土(R-Clay)进行不同温度热处理,调控其表面Me-OH位点数及形态,使其不同程度地活化O_(2),进而降解水中四环素(TC).研究结果表明,随着温度的升高,R-Clay内高岭土结构逐渐被破坏,Fe_(2)O_(3)结构更加突显.其中,红黏土R-Clay400表面Me-OH以Al-Al-OH和Al-Si-OH形态存在,可高效降解(86.36%)和矿化TC(40%,6 h).在可见光照射下,R-Clay400 Si-O-Al上氧原子和TC分子均可作为电子供体,它们将光生电子(e-)转移给吸附在R-Clay400表面的O_(2)生成超氧自由基(•O_(2)-)及单线态氧(1O_(2)),实现对TC的高效降解.机理研究表明,表面Me-OH可作为Brönsted酸位点,通过氢键吸附O_(2),促进了电子转移,而非传统认为的电子供体.

面向道路场景语义分割的移动窗口变换神经网络设计

道路场景语义分割是自动驾驶环境感知的一项重要任务。近年来,变换神经网络(Transformer)在计算机视觉领域开始应用并取得了很好的效果。针对复杂场景图像语义分割精度低、细小目标识别能力不足等问题,本文提出了一种基于移动窗口Transformer的多尺度特征融合的道路场景语义分割算法。该网络采用编码-解码结构,编码器使用改进后的移动窗口Transformer特征提取器对道路场景图像进行特征提取,解码器由注意力融合模块和特征金字塔网络构成,充分融合多尺度的语义特征。在Cityscapes城市道路场景数据集上进行验证测试,实验结果表明,与多种现有的语义分割算法进行对比,本文方法在分割精度方面有较大的提升。

自动驾驶中基于深度学习的3D目标检测方法综述

随着激光雷达传感器和深度学习技术的快速发展,针对自动驾驶3D目标检测算法的研究呈现爆发式增长。为了探究3D目标检测技术的发展和演变,对该领域中基于深度学习的3D检测算法进行了综述。根据车载传感器的不同,将当前基于深度学习的自动驾驶3D目标检测算法分为基于相机RGB图像、基于激光雷达点云、基于RGB图像–激光雷达点云融合的3D目标检测3种类型。在此基础上,分析了各类算法的技术原理及其发展历程,并根据平均检测精度(mAP)指标,对比了它们的性能差异与模型优缺点。最后,总结和展望了当前自动驾驶3D目标检测中仍然面临的技术挑战及未来发展趋势。

基于CNN和Transformer点云图像融合的道路检测

针对道路检测模型易受光线及阴影影响而导致精度不高及道路边缘分割不准确的问题,提出一种基于Transformer和卷积神经网络模型混合且以RGB图像和三维激光雷达点云共同为输入的道路分割算法,实现了无人车在自动驾驶过程中对所在行驶道路的精确感知。在KITTI道路数据集上的实验结果表明:与现有的道路检测模型相比,本文方法在分割精度方面具有较好的性能。

基于点云图卷积神经网络的3D目标检测

随着激光雷达传感器的快速发展,目标检测算法从传统的2D检测快速转向3D检测。然而,激光雷达产生的点云是不规则和非结构化的数据,传统的卷积神经网络无法对其进行处理。基于此提出了一种新颖的图卷积神经网络,能够更好地利用数据的几何关系和拓扑结构直接从点云中学习特征以进行3D目标检测。首先将原始激光雷达点云数据进行下采样,再进行固定半径邻域图的构建,随后设计了一个新型的图卷积神经网络对点云进行编码来预测图中每个顶点所属对象的类别和形状。为提升检测准确度,网络中加入了一种校准机制来减少特征在不同维度变化时引入的平移误差,此外还引入了注意力机制,以使用权重来进一步强化输出的顶点特征。在KITTI数据集上进行实验,实验结果表明,此方法能够有效对3D目标进行检测。对比其他多种检测算法,此方法在检测准确度上具有一定的优势。

轴注意力引导的锚点分类车道线检测

由于车道线的多样性以及交通场景的复杂性等问题,车道线检测是一项具有挑战性的任务。其主要表现在当车辆行驶在拥堵、夜晚、弯道等车道线不清晰或被遮挡的道路上时,现有检测方法的检测结果并不理想。本文基于检测方法的框架提出了一种轴注意力引导的锚点分类车道线检测方法来解决两个问题。首先是车道线不清晰或缺失时存在的视觉线索缺失问题。其次是锚点分类时用混合锚点上的稀疏坐标表示车道线带来的特征信息缺失问题,从而导致检测精度下降,所以通过在骨干网络中添加轴注意力层来聚焦行向和列向的显著特征来提高精度。在TuSimple和CULane两个数据集上进行了大量实验。实验结果表明,本文方法在各种条件下都具有鲁棒性,同时与现有的先进方法相比,在检测精度和速度方面都表现出综合优势。

制备高活性纳米零价铁的甘露醇改性机理

纳米零价铁(Nano zero-valent iron,nZVI)被广泛应用于水污染治理,高纯度且分散性良好的nZVI的制备方法一直是研究热点.本文采用含不同羟基数目的醇(乙醇、乙二醇、赤藓糖醇、甘露醇和山梨醇)作为改性剂,分别制备得到nZVI-EA,nZVI-EG,nZVI-ER,nZVI-M和nZVI-S样品.将上述样品应用于水中微囊藻毒素(Microcystin-LR,MC-LR)的还原去除.结果表明,随着改性剂羟基数目的增多,改性nZVI的抗氧化能力和分散性增强,对MC-LR的降解反应速率也随之提高.nZVI-M去除MC-LR的表面积校正特征速率常数(79.35×10^(−5)L·m^(‒2)·min^(‒1))是nZVI-S(8.55×10^(−5)L·m^(‒2)·min^(‒1))的9.3倍,是未改性样品nZVI0(1.30×10^(−5)L·m^(‒2)·min^(‒1))的61.0倍.通过X射线衍射(XRD)、能谱分析(EDS)和重铬酸钾滴定法等表征发现,这可能是由于nZVI-M的Fe0纯度最高(总铁含量为83.5%).用光学显微镜观察nZVI-M的制备过程发现,Fe0表面有透明棒状的甘露醇晶体簇形成,提高了nZVI的抗氧化能力和在水中的分散性,实现了对MC-LR的高效降解.与山梨醇的羟基呈“两极”分布不同,甘露醇羟基呈“锯齿状”分布,且其O2p轨道易发生电子离域,能与Fe3+形成强配位.

三峡库区香溪河库湾水体磷含量对消落带土壤铅和镉迁移转化的影响

[目的]明晰磷对干湿交替消落带土壤重金属的形态与释放的影响,对三峡库区土壤重金属防治具有很大的意义。[方法]本文选取三峡库区香溪河库湾内6个采样点,采集水体和消落带及上缘土壤样品,对水体磷和土壤重金属铅(Pb)和镉(Cd)含量进行为期4个季度(2020年6月—2021年3月)的采样监测。依据香溪河水体磷浓度范围,在水体不同外加磷浓度添加下,进行室内干湿交替模拟试验。[结果]香溪河水体总磷含量与土壤的Pb含量呈显著正相关(P<0.05),土壤有效态Pb与有效态Cd含量呈极显著正相关(P<0.01)。干湿交替试验结果显示,随干湿交替次数增加,水体总磷含量也显著增加(P<0.05);在第2次淹水落干期间,水体外加磷浓度≤0.2 mg·L^(−1)时,淹水期土壤总磷含量高于落干期;土壤中的Pb和Cd呈现由迁移性强的可交换态向迁移性弱的残渣态的转变趋势;水体外加低浓度磷(0.05 mg·L^(−1))时,土壤Pb含量均明显降低(P<0.05),土壤Cd含量随水体磷浓度的增加而升高(P<0.05),尤其是Cd的形态变化更加显著且与水体磷含量相关。[结论]干湿交替过程中,磷在水与土壤之间存在迁移转化,水体磷促进土壤Pb向水体迁移,而抑制土壤Cd向水体的迁移。

鱼游泳能力对体长的响应及其在鱼道设计中的应用

为了探讨鱼类体长对游泳能力的影响并为鱼道水流的设计提供参考,该研究在封闭水槽中使用"递增流速法"测试了海南省某水利枢纽鱼道目标对象的游泳能力,并用Origin软件进行了数据统计分析,得到了试验鱼感应流速、临界游泳速度和爆发游泳速度的直线回归方程和Kaplan-Meier曲线。结果表明:1)随着试验鱼体长增大,相对感应流速、临界游泳速度和爆发游泳速度(体长/s)均减小,体长和鱼类速度的相关关系可用直线方程表示,且数据经过对数变换后的直线方程拟合效果比未经过对数变换的拟合效果更好,其中R2由0.664~0.725提高至0.907~0.933。2)根据鱼道设计规范、导则及文献,结合本工程目标过鱼对象的感应流速、临界游泳速度和爆发游泳速度(m/s),建议本工程鱼道进口诱鱼流速控制在0.35~0.47 m/s,池室流速控制在0.21~0.59 m/s,竖缝流速控制在0.57~0.74 m/s,出口断面至下一个池室之间的流速控制在0.21~0.50 m/s。鱼类体长对相对游泳速度(体长/s)产生了负面影响,鱼类游泳速度及其变化规律可对鱼道水流设计值提供参考。

核心素养下小学音乐课堂合唱教学效果分析

近年来,我国实施了多项教育政策,包括《义务教育艺术课程标准(2022年版)》等,这在一定程度上推动了小学教育教学改革.这种背景下,教育工作者须从传统教学观念中跳脱出来,树立与时俱进的教学理念,明确小学学科教学的新方向,积极研究和创新教学方式方法,打造高效课堂,营造良好的教学环境,促使教学活动满足学生个性化学习需求,调动他们的学习兴趣和热情,引导他们主动学习、主动思考、主动实践,从而促进他们认知、思维、能力、知识、情感等方面的提升,为培养优秀人才奠定基础.目前传统教学观念的余温犹在,部分教师依旧使用传统的教学方式方法,导致课堂教学存在诸多问题,教学效果不佳,未能起到音乐育人的作用.这就需要教师深入学习教育政策,理解政策内涵,注重以新课程标准为背景,以核心素养培养为前提,深入分析学生的学情,适当调整、优化课堂教学.文章着重分析小学音乐课堂教学现状,明确其中存在的问题,在此基础上探讨如何提高小学音乐课堂合唱教学效果,并提出相关建议,以期促进音乐学科教学改革.

中国鲤科鱼类游泳能力综合分析和应用

该研究利用学术论文数据库筛选出中国鲤科鱼类游泳能力相关论文115篇,并用Origin软件进行了数据统计分析,旨在归纳和分析中国鲤科鱼类游泳能力并建立估算方法,可为正处于规划阶段和可行性研究阶段的过鱼设施流速设计提供依据.结果表明:(1)鱼类游泳速度与鱼体长度具有显著的非线性相关关系,据此建立了一系列幂函数经验公式,可为游泳能力和过鱼设施研究及设计提供依据.(2)依据所得到的经验公式和协方差分析可知,喜流水型鲤科鱼类的游泳能力>广适型>喜静水型.根据该研究得到的经验公式并结合行业规范和文献资料,对正处于规划阶段和可行性研究阶段过鱼设施流速设计的建议如下:西南地区以裂腹鱼成鱼为主要过鱼对象的过鱼设施进鱼口吸引流速范围为0.61~0.76 m/s,通道内最高流速阈值为1.28 m/s;长江中下游以四大家鱼成鱼为主要过鱼对象的进鱼口吸引流速范围为0.76~0.93 m/s,通道内最高流速阈值为1.49 m/s,以四大家鱼幼鱼为主要过鱼对象的进鱼口吸引流速范围为0.42~0.62 m/s,通道内最高流速阈值可为0.82 m/s.

中华蚊母树在干旱-水淹交叉胁迫下形态和活性氧代谢的适应机制

为阐明中华蚊母树(Distylium chinense)在消落带干旱-水淹交叉胁迫下的形态和活性氧(ROS)代谢适应机制,通过控制实验模拟了三峡水库消落带的水文节律,研究了干旱-水淹交叉胁迫及恢复过程施加不同外源物质对中华蚊母树形态学和ROS清除的变化。结果表明:(1)前期干旱胁迫增强了中华蚊母树对后期水淹胁迫的适应,主要表现在叶片脱落、大量不定根的形成及茎基部膨大等形态学的变化;(2)干旱或水淹单一胁迫下,中华蚊母树·OH、-O_(2)等ROS水平明显高于对照,表现出氧化应激反应,其超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化系统酶活性及脯氨酸(Pro)等抗氧化系统小分子含量也均显著高于对照,表现出一定的抗氧化防御作用机制,且在复合胁迫下,SOD、CAT、APX酶活性及Pro含量显著高于单一胁迫;(3)恢复阶段,相关性分析表明,中华蚊母树清除ROS(·OH、-O_(2)的酶促(SOD、CAT、APX)及非酶促(Pro)系统具有一定的协同性。同时,恢复阶段施加脱落酸(ABA),内源Pro显著高于正常水平;施加Pro,SOD、CAT等抗氧化酶活性显著高于对照;施加可溶性糖(Glu),APX活性显著升高。表明外源添加ABA、Pro、Glu,均对ROS的清除产生显著影响,同时,SOD活性显著高于CAT和APX活性,因此SOD可能是中华蚊母树清除冗余ROS的主要因子。因此,中华蚊母树形态学的变化、较高的脯氨酸积累和对ROS有效的清除防御,可能是其适应干旱-水淹交叉胁迫的主要机制,ABA、Pro、Glu等外源物质的添加对中华蚊母树的胁迫恢复过程具有显著的促进作用,前期干旱可提高中华蚊母树植株对后期水淹的耐受能力。

三峡库区香溪河库湾不同淹没类型土壤对菲的吸附行为研究

为探讨三峡库区消落带不同淹没类型对土壤多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)吸附行为的影响,以长期处于淹没状态的沉积物(145m以下)、周期性淹没-落干状态的消落带土壤(145~175m)以及落干状态的消落带上缘土壤(175m以上)为研究对象,分析了不同淹没类型土壤理化性质的差异,并采用批量平衡法,研究了消落带典型PAHs单体菲在3种不同淹没类型土壤上的吸附行为,最后对土壤理化性质与模型参数进行相关性分析.结果表明,长期处于淹没状态下土壤的pH值、有机碳、有机质、总氮、总磷更高,土壤粉粒占比更多;3种土壤对菲的吸附过程较复杂,由多个吸附过程控制,呈非线性多分子层不均匀吸附的特征,吸附反应是一个自发的放热过程,3种不同淹没状态土壤对菲的吸附速率及吸附能力:沉积物>消落带>消落带上缘;土壤对菲的吸附速率与pH值和粉粒显著正相关(p<0.05);土壤对菲的吸附能力与有机碳和有机质显著正相关(p<0.05),与砂粒呈显著负相关(p<0.05).不同淹没状态下的土壤,由于理化性质的差异,导致其对菲的吸附特征产生显著差异.研究结果对于三峡库区土壤PAHs环境行为的研究以及污染防治具有重要的意义.

辅助生殖患者社会支持程度对心理弹性及生存质量的影响研究

目的:探讨辅助生殖患者社会支持程度对心理弹性及生存质量影响。方法:选取2016年1月-2019年9月本院收治的120例辅助生殖患者为研究对象,采用调查问卷方法对其生存质量、心理状况及社会支持状况开展调查,分析辅助生殖患者社会支持程度与心理弹性及生存质量的相关性。结果:120例辅助生殖患者生活质量总分为(215.26±21.30)分,其中物质生活条件(50.25±15.32)分,心理状况(54.25±6.21)分,躯体状况(54.85±13.45)分,社会功能(57.25±6.21)分。社会支持程度总分为(37.24±5.88)分,其中主观支持(20.54±2.96)分,社会支持利用度(7.89±0.75)分,客观支持(10.88±2.54)分。焦虑评分为(60.57±6.42)分,抑郁评分为(23.97±2.21)分。辅助生殖患者工作与学习、性功能、躯体不适感、睡眠与精力、婚姻与家庭评分及生活质量总分均与社会支持各项评分及总分均呈正相关(P<0.05)。辅助生殖患者抑郁及焦虑评分与社会支持各项评分及总分均呈负相关(P<0.05)。结论:辅助生殖患者焦虑、抑郁状况普遍存在,心理弹性较差,且生活质量相对较低,这些负面情况与社会支持密切相关。护理人员应充分利用社会支持系统,加强其心理疏导及情感支持,这对于提升患者家庭生活质量至关重要。

“汽车电子与仿真测试”课程中活动引导式教学方法的应用与实践

活动引导式教学法是一种教师在教学过程中,发挥引导作用,在强化学生主体地位的同时,为学生提供特定的学习情景,提高学生的自主学习能力,加深学生对知识的理解以及对实际技能的掌握的一种教学方法。在分析上海理工大学光电学院"汽车电子与仿真测试"课程教学现状的基础上,介绍了活动引导式教学的相关概念,引出了行为活动式教学法在"汽车电子与仿真测试"课程教学中的应用与实践。

磁性纳米颗粒Fe_(3)O_(4)的醇改性制备机理及应用

利用化学沉淀法,以乙二醇(EG)、聚乙二醇(PEG)和甘露醇(D-M)分别为表面改性剂制备了改性的Fe_(3)O_(4)颗粒(分别命名为E-Fe_(3)O_(4),P-Fe_(3)O_(4)和D-Fe_(3)O_(4)).实验结果显示,醇类分子能成功地修饰在Fe_(3)O_(4)颗粒表面,但未改变其形貌、大小、晶相和磁性.采用傅里叶变换红外光谱、离子选择性电极法、Zeta电位和接触角等手段研究其改性机理,发现P-Fe_(3)O_(4)和D-Fe_(3)O_(4)样品表面醇修饰与水分子介导的氢键有关,E-Fe_(3)O_(4)则通过表面羟基直接与乙二醇形成了更稳定的氢键,即使经热处理(120℃)乙二醇分子仍被固定在Fe_(3)O_(4)表面.表面带有疏水基团的E-Fe_(3)O_(4)具有适中的亲水性(接触角32.92°)和水中分散性(粒径200~300 nm).带负电荷的E-Fe_(3)O_(4)被应用于水中阳离子染料结晶紫(CV)的吸附和磁性分离,对CV吸附量为19.33 mg/g,是未改性前(8.41 mg/g)的2.3倍,通过外加异丙醇可以促进CV脱附.