Application of a real-ambient fine particulate matter exposure system on different animal models

Simulation of fine particulate matter(PM_(2.5))exposure is essential for evaluating adverse health effects.In this work,an ambient exposure system that mimicked real atmospheric conditions was installed in Taiyuan,China to study impacts of chronic PM_(2.5) exposure on adult and aged mice as well as Sirtuin3 knockout(Sirt3 KO)mice and wild-type(WT)mice.The real-ambient exposure system eliminated the possible artificial effects caused from exposure experiments and maintained the physiochemical characteristics of PM_(2.5).The case studies indicated that aged mice exhibited apparent heart dysfunction involving in-creased heart rate and decreased blood pressure after 17-week of real-ambient PM_(2.5) exposure.Meanwhile,15-week of real-ambient PM_(2.5) exposure decreased the heart rate and amounts of associated catecholamines to induce heart failure in Sirt3 KO mice.Additionally,the increased pro-inflammatory cytokines and decreased platelet related indices suggested that inflammation occurred.The changes of biomarkers detected by targeted metabolomics confirmed metabolic disorder in WT and Sirt3 KO mice after exposed to real-ambient PM_(2.5).These results indicated that the real-ambient PM_(2.5) exposure system could evaluate the risks of certain diseases associated with air pollution and have great potential for support-ing the investigations of PM_(2.5) effects on other types of rodent models.

环境温度对重型柴油车实际道路驾驶油耗排放的影响

选取了一台满足国六排放标准的6.234L柴油机,搭建了车辆模型,并在发动机台架上完成了-10℃、25℃和40℃环境温度条件的实际道路测试,通过对比分析了环境温度对实际道路驾驶油耗和排放的影响。结果表明:环境温度升高,循环油耗增加,冷、热起动循环油耗差异减小;随着环境温度升高,NO_(x)和THC排放降低,CO_(2)排放增加,冷起动PN规律不明显,CO排放降低。热起动PN排放增加,CO排放基本一致;冷起动循环会增加油耗和CO、CO_(2)、NO_(x)和THC排放。

基于环境风温-冷却水温耦合计算的间接空冷塔冬季运行及防冻研究

间接空冷塔是空冷发电机组的重要冷端设备,其换热性能直接影响着整个发电机组的运行情况。本文针对宁夏某电厂的双间接空冷塔系统,在Fluent软件中通过使用用户自定义函数(UDF)对其进行了环境风温-冷却水温的实时耦合计算,进而对其在冬季大风条件下的冻结风险进行研究。结果表明:耦合计算模型具有较好的精度,与各项实测数据相比误差均在5%以内。环境侧风会增加各扇段出口水温的不均匀度,主要表现为迎风扇段出口水温急剧降低。减小迎风扇段的百叶窗开度可提升其冷却水出口温度,但同时会使背风扇段出口水温骤降。当同时减小迎风与背风扇段百叶窗开度时,各扇段出口水温回升且分布更加均匀,整塔冻结风险普遍降低。

实时直接分析质谱在环境污染物筛查中的应用进展

环境污染是当今社会关注的焦点问题之一。实时直接分析质谱(DART-MS)作为一种常压离子化质谱,具有快速、简便等优点,能够在开放环境中实现样品的快速检测,是环境污染物筛查的重要手段。本文介绍了DART-MS的原理、优势与特点,系统地总结了DART-MS在环境中农药残留检测、兽药与滥用药物检测以及其他种类污染物检测等领域的应用情况,并展望了DART-MS在环境污染物筛查中的发展前景。

实时直接分析质谱技术在中药分析中的应用

以中药为代表的天然药物具有悠久的药用历史,其功效物质基础解析和质量评价对于促进中医药的传承和创新发展具有重要意义。由于中药化学组成复杂,准确分析和鉴定与临床药效密切相关的指标成分较为困难,亟需开发和运用新型分离表征手段。实时直接分析质谱(direct analysis in real-time mass spectrometry,DART-MS)是近年来新兴的常压敞开式离子化质谱技术,具有分析速度快、原位、样品前处理简单等特点。自2005年被报道以来,DART-MS在生物医学、环境监测、公共安全、药物分析等领域应用广泛。该技术为解析中药复杂化学成分和质量控制提供了新方式,具有较好的应用前景。本文概述了DART-MS技术的原理、特点、影响因素及技术进展,总结其在中药分析中的应用情况,并展望其发展前景。

影响RDE的因素探究及验证

环境温度、海拔、行程动力学等参数是影响实际行驶排放的重要因素,但是很多专家学者的研究结果却大相径庭。从影响原始排放的本质出发,通过优化ECU控制参数,降低其对环境温度、海拔以及驾驶激烈程度的敏感性,从而达到优化车辆原始排放的目的。在提升ECU控制参数的鲁棒性的基础上,通过引入v*apos95占比的概念来研究行程动力学参数对RDE结果的影响,通过控制试验条件,降低行程动力学参数对RDE结果的干扰,并验证温度和海拔对RDE试验结果的影响。结果表明:在动力总成本身不作任何改变的情况下,ECU控制参数是影响RDE结果的关键因素;当v*apos95占比小于75%时,RDE结果随着v*apos95占比的增大而增大;当v*apos95占比大于75%时,RDE结果不随着v*apos95占比的变化而变化,保持相对稳定;RDE结果在低温情况下随着温度的降低有上升趋势;随着海拔的升高RDE结果呈现下降趋势。

基于工况分布与测试的轻型车实际道路排放因子的求取

基于27辆不同排放阶段的轻型汽油车实际道路排放试验结果,通过划分冷启动过程与热运行过程,结合中国工况中的VSPBin区间分布,计算了轻型车实际道路排放因子。结果表明:随着排放标准的趋严,轻型车实际道路的CO与NO_(x)排放呈现明显的下降趋势,同时PN排放在国Ⅵ阶段迅速下降;热运行过程中,在VSP较高的Bin25与Bin 37内,CO、NO_(x)与PN排放均较高;国Ⅵ轻型车CO、NO_(x)与PN热运行加权排放因子分别为0.133 g/km、0.019 g/km、2.67×10^(11)个/km;结合北京市机动车使用场景,计算表明国Ⅵ轻型车单日CO、NO_(x)与PN排放量最高可达12.47 g、1.47 g、2.60×10^(13)个/km;通过不同环境温度WLTC工况试验,得到了环境温度对污染物排放的影响系数,并加权计算了不同环境温度下的排放因子。

国内外环境空气质量指数分析和比较

通过资料调研,对中国、美国、英国、中国香港等国家和地区的空气质量指数(AQI)进行了对比研究,以便考查中外AQI间的差异。结果表明:①国内外AQI的指标项目及取值时间、分级方案等主要依据各自的环境空气质量标准而制定,并随着环境空气质量标准的修订而不断更新。②在指标项目方面,各国AQI指数逐渐增加PM2.5指标且更加注重气体污染物急性效应的评价;中国AQI指数在API指数基础上进行了全面的扩充,在指标数量方面是世界上最多的。在分级方案方面,中国分级浓度限值主要参考美国和中国香港而制定,且大部分指标的分级浓度限值均与国际衔接,但中国SO2-1 h平均和PM2.5-24 h平均两个指标在AQI<200时的低浓度区间的评价结果偏宽松。③与国外相比,中国AQI实时报中颗粒物和臭氧的滑动平均时段具有一定的滞后性。建议中国开展颗粒物健康风险评价相关研究,改进AQI实时报的统计方法,并尽快开展AQI预报工作。

链子崖危岩体相对位移监测温度效应

本文从实测资料分析预报需要角度出发，提出了温度对岩体相对位移监测结果产生的异变影响和次生影响问题。分析了引起这些影响的原因。并提出了进行校正的具体方法。

民猪外周血单核细胞实时荧光定量PCR内参基因的筛选

民猪是能够适应东北地区寒冷环境的地方猪种,但目前对其环境适应性相关基因的研究较少,也没有确定适合此研究所需的实时荧光定量PCR的内参基因。因此,本试验通过研究常用的12个内参基因(B2M、ACTB、RPL11、RPL4、YWHAZ、GAPDH、HPRT1、SDHA、HMBS、IDH3B、TUBB2B和TBP1)在不同环境温度下民猪外周血单核细胞中的表达稳定性,旨在确定合适的内参基因进行相关研究。分别在-25、5、10和30℃采集3头民猪耳静脉血分离出单核细胞,利用geNorm、NormFinder、BestKeeper 3种软件分析12个候选内参基因的Ct值,筛选出表达稳定的基因作为内参基因。经geNorm和NormFinder计算获得各候选基因的M值发现,12个候选基因的表达均相对稳定,而BestKeeper的分析则显示ACTB、GAPDH、SDHA、HPRT1、TBP1、YWHAZ基因的SD值均<1,可用作本研究条件下的内参基因,而另外6个基因SD值则>1,不符合作为内参基因的标准。综合3种分析的结果,在本研究条件下,TBP1基因的稳定性最高,ACTB、GAPDH、SDHA、HPRT1和YWHAZ基因也符合作为内参基因的标准,都可研究在不同环境温度下民猪外周血单核细胞中基因表达时作为内参基因。

输电线路实时增容技术的理论计算与应用研究

电力系统可采用实时增容技术来提高现有输电线路的输送载流量,实现对导线温度、环境温度、风速等因素的实时监测,从而在不改变现行技术规程规定的前提下动态调整输送载流量。为此,建立了输电线路暂态运行方程,给出了导线允许温度与弧垂变化的关系式,并分析了导线允许温度、环境温度、风速、日照强度等因素对线路输送载流量的影响。研究结果表明:环境温度较低(<10°C)时,提高导线允许温度对输送载流量的影响不大(11%);环境温度较高(>30°C)时,提高导线允许温度对输送载流量的影响较大(22.7%);而环境温度和风速对输送载流量的影响要远远大于导线允许温度的影响。运行结果表明:实时增容技术可有效提高现有输电线路的输送载流量(>50%),它比静态增容技术更有效。

基于Mobile Ambients的网络实时模拟方法

在通信协议中,很多性质都与时间相关。为了研究通信协议的时间性质,需要一种能够描述时间的形式化方法。在Mobile Ambients的基础上,用时间对其做扩展,提出一种新的形式系统——类型化实时Mobile Ambients演算。并采用实时Mobile Ambients描述了三次握手协议,结果表明了该方法的可行性。

敞开式离子化质谱新技术及其应用

敞开式离子化质谱(ambient mass spectrometry,AMS)是近年来新兴的一种无需或者只需很少样品前处理步骤,在敞开的大气压环境中可直接对物体表面物质进行离子化的质谱分析技术。本实验室基于敞开式离子源实时直接分析(direct analysis in real time,DART),进行了多方面的研究。主要包括三个方面:第一,应用研究,将简单的样品前处理技术和DART-MS结合,建立了有针对性的快速检测方法;第二,实现正相液相色谱(normal phase liquid chromatography,NPLC)和DART-MS的在线联用,解决了NPLC-MS联用中正相色谱流动相不利于样品离子化的问题,并利用该方法对NPLC分离的手性化合物进行了有效检测;第三,构建了一套新的AMS装置—等离子体辅助多波长激光解吸离子化质谱(plasma assisted multiwavelength laser desorption ioniza-tion mass spectrometry,PAMLDI-MS)。该装置将激光解吸附和等离子体辅助离子化技术相组合,并且将其与简单的TLC快速分离结合,对一些小分子混合物进行了分离检测;实验室还借助简单的铅笔芯中石墨涂覆的滤纸作为PAMLDI-MS的进样基底,发现石墨涂覆的滤纸对于待测样品有很好的基质辅助信号增强作用。

穿戴式实时环境气体监测系统

为了更好地监测室内或室外常见的有害气体对人体或环境造成的危害及影响,研制一款基于金属氧化物半导体(MOS)型气体传感器阵列的穿戴式实时环境气体监测系统。设计MOS型气体传感器阵列和小型化硬件检测电路,以便长时间连续实时监测环境中某些有害气体的浓度。选取甲醛、苯和总挥发性有机化合物(TVOC)等典型的环境有害气体作为初步检测对象,通过检测标准浓度的气体确定系统检测范围(0.01~0.5 mg/m3),分析稳态峰值与对应浓度的相关性,绘制拟合曲线并作为标定方程,考虑斜率和拟合程度(R^2)同时较大为最优,选择检测使用的传感器。选取多场景进行环境监测实验,通风橱模拟小空间封闭环境,实验室模拟室内环境。系统可记录所在位置的甲醛、苯或TVOC的浓度值,实现多挥发源复杂环境中检测不同浓度的有害气体,并可进行声光报警。在校园室外场景中,随系统移动记录不同位置的TVOC浓度以绘制浓度空间图谱,可观测和分析大数据。传感器响应稳定时间为30 s,系统可任意设置大于30 s的数据发送间隔,把目标气体浓度通过蓝牙上传至手机,数据也可通过串口传输至上位机。该穿戴式系统有望应用于车内污染、室内装潢、室外环境等有害气体的实时和快速监测中。

基于梯度图的微结构表面全局光照实时绘制

针对带有微结构表面的几何模型全局光照计算复杂、难以达到实时性要求的问题,提出一种基于高度梯度图分析的全局光照实时绘制方法.首先,定义微结构高度梯度图,并据此构建可见点的局部最高点集合.其次,给出面向微结构表面对象实时绘制的全局光照计算模型,将光照计算近似分解为环境光入射、光源直接光照和一次交互漫反射这3种分量的计算.在环境光计算过程中,提出一种自适应环境光遮挡计算,借助局部最高点集合计算遮挡角.在直接光照中,给出一种微结构阴影的修正方法,搜索入射光方向的最近局部最高点剖面;通过比较剖面内光线投影与局部最高点的遮挡角,近似确定由微结构造成的阴影区域.最后,根据可见点的局部最高点集合确定一次交互漫反射的采样范围,进行渗色处理.整个全局光照计算方法在图像空间完成,较好地利用了延迟着色的思想和GPU并行计算的特点.算法可以在使用低精度几何模型时表现出带有微结构表面的高精度模型的全局光照效果,且适用于动态场景和可变形物体的全局光照计算.

实时直接分析质谱技术在食品质量安全检测中的研究进展

实时直接分析技术(direct analysis in real time,DART)是一种新型的原位电离技术,它无需或只需简单的样品处理便能在大气压下对不同类型的样品进行分析,因其具有快速、原位、实时等优点,近年来在食品领域得到了广泛地应用。该文结合DART的构造原理及其近十年来在食品质量(黄酮类、酚类及其他)与食品安全(食品霉菌毒素类物质、食品非法添加物质、食品有害物质及其他)检测中的应用进行综述,并对其未来的发展方向进行展望。

改进采样的屏幕空间环境遮挡

屏幕空间环境遮挡算法通过半球采样模拟计算出遮挡因子,实现环境遮挡计算的实时性,近似模拟出全局光照的效果,为解决采样中样本量过大的问题,提出降低分辨率采样的方法,该采样算法可以根据某一区域的深度信息判定为光滑区域还是边缘区域,随后的采样过程中仅对边缘区域进行,在物体的光照效果没有减弱的基础上,节省空间和时间消耗,提高渲染的速度。对于已采样样本,提出利用加速插值方法处理样本点,使得样本点的分布具有针对性,可以去除阴影感过深的问题。实验表明,以上两种改进使得渲染的效率提高同时更符合真实感的渲染要求。

敞开式离子化质谱在食品安全快速筛查中的应用

敞开式离子化质谱(ambient mass spectrometry,AMS)是一种能在大气压环境中对样品进行解吸并离子化,从而获得样品表面信息的新型质谱技术。由于其具有快速、原位、实时分析等优势,近年来被广泛应用于食品安全快速筛查领域。本文从霉菌毒素类物质的检测,食品中非法添加物的快速筛查,食品本身有毒有害物质的鉴定,食品质量监控,食品组成成分分析和监测食品中的化学反应六个方面,综述了以实时直接分析(direct analysis in real time,DART)离子化技术为主的AMS技术在食品安全分析领域的应用。

实时直接分析质谱在农药检测中的应用

实时直接分析(Direct analysis in real time,DART)作为一种原位电离技术发展迅猛,其与质谱联用已成为热门的分析技术并广泛应用于法庭科学领域,如食品安全、爆炸物检测、毒物毒品分析和药物分析等方面。目前农药的常规检测方法已非常成熟,但引入原位电离-质谱联用技术可以拓宽检测范围,缩短检测时限。该文从实时直接分析质谱(DART-MS)技术的工作原理、检测条件优化及其在农药检测方面的应用进行综述,并对DART-MS的应用前景进行了展望。

预应力连续箱梁桥的动力有限元模型修正

以张家港河大桥为对象,建立主桥的初始有限元模型,基于频率指标和振型相关系数指标,定义了相比传统更合理的目标函数,利用实数编码加速遗传算法,基于环境激励模态试验的前7阶模态参数,对其初始有限元模型进行修正,并利用后3阶模态参数,对修正后有限元模型的预测能力进行评估。由修正结果和预测能力可知,采用上述指标定义的目标函数和实数编码加速遗传算法,对预应力混凝土连续梁桥的有限元模型进行修正,获得准确反映其实际动力行为的有限元模型。