甘肃省碳中和路径下二氧化碳减排与环境健康效益协同分析

基于LEAP(the Low Emissions Analysis Platform)模型,并利用综合效益模型(Integrated Benefits Calculator,IBC),耦合建立甘肃LEAP-IBC模型。根据碳中和政策,结合甘肃省社会经济发展现状,建立基准情景与碳中和情景。通过自下而上不同部门的技术组合叠加,量化分析甘肃省2019—2050年的能源需求量以及CO_(2)与PM_(2.5)等污染物的排放量,并评估其带来的环境、健康协同效益,进而以碳减排成本及健康成本衡量综合效益。结果显示:在碳中和情景下,甘肃省CO_(2)排放将呈现达峰期、平台期、中和期3个阶段,并在2027年达到峰值,约为1.90亿t;随后,CO_(2)排放量将持续下降,到2050年CO_(2)排放量为380.82万t,根据甘肃省综合碳汇,可以达到碳中和。此外,实现碳中和可以使污染物协同减排与健康效益更好,较基准情景相比,碳中和情景下可以减少1.64亿t CO_(2)排放量以及4.15万t PM_(2.5)污染物的排放量。同时,PM_(2.5)质量浓度在2050年将下降为13.34μg/m3,符合国家一级标准。碳中和情景下可以多避免8636人(48.26%)的提前死亡和12.06万a(49.06%)的生命损失。因此,相较于基准情景,碳中和情景可以多带来477.7亿元的经济效益,具有更好的综合效益。

Ⅰ型神经纤维瘤病相关信号通路及微环境组分异常

Ⅰ型神经纤维瘤病(neurofibromatosis type 1,NF1)是一种由NF1基因突变导致的常染色体显性遗传病,以多发皮肤咖啡斑和神经纤维瘤为主要特征,国际上针对NF1尚无规范治疗策略。NF 1基因庞大,其编码的神经纤维蛋白(neurofibromin,NF)参与细胞增殖调控,该病发病机制复杂,为药物研发带来较大挑战。在NF1信号通路方面,丝裂原活化蛋白激酶的激酶的激酶/丝裂原活化蛋白激酶的激酶/丝裂原活化蛋白激酶通路(RAF/MEK/ERK)、磷脂酰肌醇3激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白通路(PI3K/AKT/mTOR)、无翅蛋白/β联蛋白通路(WNT/β-catenin)、河马蛋白/转录共激活子/YES相关蛋白通路(HIPPO/TAZ/YAP)等均有研究,其中针对RAF/MEK/ERK通路的MEK1/2抑制剂药物已上市,即司美替尼(selumetinib),用于治疗NF1和不能手术的丛状神经纤维瘤(plexiform neurofibroma,PNF)患者。近年研究发现,NF1肿瘤微环境包括施万细胞(Schwann cells,SCs)及其前体、肥大细胞、巨噬细胞、T细胞、树突状细胞、细胞外基质和周围血管等,对NF1的发生发展发挥不可忽视的作用。现今NF1的治疗方法包括手术切除肿瘤、放射治疗和药物治疗,这些方法均有缺陷,迫切需要从NF1信号通路及肿瘤微环境等方面继续深入探索新的治疗药物。本文主要综述了NF1相关信号通路及肿瘤微环境的研究现状,重点讨论了NF1基因突变引起的信号通路改变以及肿瘤微环境的组分异常,并剖析了NF1疾病可能的发病机制,以期为临床NF1早期诊断、治疗、预防和药物研发提供新的思路。

环境工程专业实验课的课程思政探索

从高校实验课课程思政的特点与要求出发,强调了高校实验课程思政的重要性,思考了专业实验课的课程思政开展方法。以专业必修实验课“水质工程实验技术”为例,结合学校办学定位、专业特色、课程特点等,从“立志环保、挚爱专业,见仁见智、敢于质问,学以致用、因地制宜”等方面,进行了以学生为本的环境工程专业实验课思政要素探索与思考。通过专业实验课的课程思政,激发学生自我思考、创新提升、终身学习的动力,落实“三全育人”与立德树人根本任务。

数字新时代以学生为中心的课程教学改革探讨——以“环境物理性污染与控制”课程为例

数字新时代给教育教学带来了划时代变革,以学生为中心,实现由教到学的转变已成为当今课程教学改革的中心任务。本研究在“金课”“两性一度”标准的指导下,基于课程思政元素的挖掘、以学生为中心的教学内容重构、教学方法多元化的深度融合,对“环境物理性污染与控制”课程的教学改革进行了探讨。思政元素的引入增强了学生的家国情怀、责任担当和使命担当,提高了学生综合素养。教学内容的重构突出了学生的“学”,充分体现了高阶性、创新性和挑战度。多种教学方法的深度融合,实现了由“教”到“学”的转变,培养了学生自主学习、主动思考的能力和创新思维,提高了学生分析问题和解决复杂问题的综合能力。

高校环境类专业课程思政建设体系构建

课程思政建设是当前高等教育改革中的关键环节,深入推动专业教育与思政教育紧密融合,让每一门课程都能发挥好育人作用,对落实高校思政教育建设成效意义重大。从环境类专业课程思政体系建设出发,围绕课程体系构建、教学内容更新、教学方法改革展开探索,为高校环境类专业课程思政建设提供可行的借鉴,也为实现润物无声的思政教育、培养学生成为新时代生态文明建设的建设者和接班人奠定坚实基础。

变冷凝环境条件下基于准二级膨胀单螺杆膨胀机的有机朗肯循环性能优化

冷凝环境条件的季节性变化会对有机朗肯循环系统的性能和膨胀机的运行工况产生重大的影响。采用新型准二级膨胀单螺杆膨胀机是确保有机朗肯循环系统实现跨季节高效运行的有效举措。该文通过建立准二级膨胀单螺杆膨胀机和变冷凝环境条件下有机朗肯循环系统的耦合模型,揭示了冷凝环境条件、准二级膨胀单螺杆膨胀机的性能和有机朗肯循环最佳工况点之间的关联机理。同时,对准二级膨胀单螺杆膨胀机的内容积比进行优化分析。结果表明:引入速度膨胀过程可以降低膨胀机的最优内容积比,提高膨胀机的最佳等熵效率,其中最优内容积比从6.0降低到4.86,此时对应的最佳等熵效率从0.679增加至0.692。循环净功率和净效率均存在最优值,当湿球温度为5℃,内容积比为4.0时,循环净功率最高达13.87kW,内容积比为8.0时,循环净效率最高达12.66%;利用准二级膨胀单螺杆膨胀机可以显著提升变冷凝环境条件下有机朗肯循环系统的性能,系统最大净功率和最大净效率分别提升了4.51%和0.59%。

唐山市大气颗粒物和O_(3)多尺度变化及影响因素

采用KZ滤波法、多元逐步回归法和小波相干性分析法,从不同时间尺度探究了唐山市2015~2022年间PM_(2.5)、PM_(10)和O_(3)的演变特征,并有效区分和定量估算了污染源排放和气象因素对污染物浓度的贡献,揭示了气象因素对污染物不同尺度的影响,以及颗粒物和O_(3)之间的协同作用机制.结果表明:研究期间唐山市颗粒物PM_(2.5)和PM_(10)的浓度长期分量均呈现显著下降趋势,季节分量和短期分量均呈现不同程度的周期波动.O_(3)浓度长期分量变化幅度较小,其季节分量和短期分量均在每年5~7月之间有明显变化趋势.颗粒物PM_(2.5)和PM_(10)浓度的长期分量变化主要由源排放因素控制,且源排放贡献占90%以上,而O_(3)浓度的长期分量变化则由源排放和气象因素共同控制,且其贡献比例约为2:3.气象因素温度、相对湿度、地表垂直风速和降水量对PM_(2.5)主要表现为小时间尺度的正向作用和大时间尺度的负向作用.温度和短波辐射强度对O_(3)主要呈正向影响,而PM_(2.5)、PM_(10)和O_(3)之间存在小时间尺度的正向影响和大时间尺度的负向作用.

涡轮压缩膨胀机的设计与性能分析

随着人们环境保护意识的加强,天然工质制冷剂重新受到研究人员的关注。空气是一种安全且对环境绝对友好的天然制冷剂,未来,压缩空气制冷循环有望成为传统蒸气压缩制冷循环的潜在替代品。压缩膨胀机作为压缩空气制冷的核心部件,其工作效率对机组性能有直接影响。为了设计出能够配合膨胀机高效工作的离心压缩机,需要对传统的设计方法进行一些修正。本文将质量、动量、能量守恒与射流尾迹区理论相结合,并将传统的离心压缩机相关参数推广到较低压力的范围中,提出了一种与现有的涡轮膨胀机相匹配的离心压缩机几何参数的设计方法。使用该方法为现有的膨胀机设计了对应的离心压缩机,并利用其他学者分析过的离心压缩机模型对该方法进行验证,利用计算流体力学方法(CFD)对压缩膨胀机变工况下的工作性能及对膨胀功的利用率进行模拟分析。按本方法设计的离心压缩机在设计工况下能够以高于92%的效率利用膨胀机的输出功。在变工况条件下能够以高于88%的效率利用膨胀机的输出功,并且在设计质量流量附近能够顺利运行。

家用空气源热泵热水器微通道冷凝器仿真研究

为提升家用空气源热泵热水器水箱外微通道冷凝器的性能,建立了家用空气源热泵热水器水箱外微通道冷凝器的准稳态模型,实验验证结果显示模型误差能控制在±9%以内。依据模型对微通道冷凝器的换热量、换热系数、压降等性能进行仿真研究。结果发现,微通道冷凝器为四流程时能够减小压降并保证换热量满足需要;关键参数微通道截面的最佳尺寸在1.6~2.6 mm^(2)系统性能最优,同时扁管内微通道数应控制在16~24根。研究结果为家用空气源热泵热水器微通道冷凝器的设计提供借鉴。

基于深度学习的桡动脉脉搏波重构方法

目的:针对从指端脉搏波重构出桡动脉脉搏波的难题,提出一种基于深度学习的重构方法。方法:使用四通道数据采集系统PowerLab分别无创采集指端脉搏波和桡动脉脉搏波,对脉搏波信号噪声源进行分析,利用去基线算法、小波变换去噪算法、归一化预处理算法,得到稳定的信号波形。设计变分自编码器(VAE)网络模型结构参数,利用十折交叉验证法对744例受试者数据进行训练,建立桡动脉脉搏波预测模型。设置学习率、随机失活、正则化项共3项超参数,对VAE网络模型进行优化。结果:186例受试者桡动脉脉搏波重构和同步检测结果表明:低阻型和高阻型指端脉搏波经VAE网络模型建模后5%K差、20%K差、K差总方差、FIT分别为49.10%、96.70%、89.74和75.80%;低阻型和高阻型指端脉搏波经VAE网络优化模型建模后5%K差、20%K差、K差总方差、FIT分别为48.50%、94.50%、73.74和66.30%。结论:VAE网络模型建模及其优化方法可用于桡动脉脉搏波重构,重构精度较高,并具有较强的鲁棒性和泛化能力。

背部痧象特征要素数显划分方法

目的通过对痧象图片数据的研究,提出一种数显的客观方法来对背部痧象特征要素进行准确辨识,以避免主观认知不同带来的偏差,帮助人们快速辨识痧象的相关特征,为中医医师的诊断提供一定的客观依据,减少主观化成分。方法首先,采用深度语义分割算法模型对采集的背部痧象图片进行分割,以获取只包含痧象的部分区域,去除图片中其他无关部分,尽可能减少对后续实验所带来的影响。然后针对分割得到的图像,结合中医五脏六腑在背部的映射区,采用关键区域检测的方法对痧象颜色特征进行3种区间的识别;根据中医主观上对于痧象形状的划分,采用像素统计方法将痧象形状划分为片状和点状两种。最后,通过准确度、精确度、召回率、F1值对客观识别的结果进行数据上的评价。结果本文提出的客观数显方法在痧象颜色特征划分上的准确率达到了80.56%,在痧象形状特征的划分上准确率达到了89.60%,能够较为准确地对痧象特征要素进行划分,具有一定的可行性。结论本文提出的数显方法能够对痧象的颜色和形状特征进行较为准确的辨识,可以在很大程度上避免主观认知所造成的辨识不同问题,在辅助医师诊断以及用于中医痧象特征的识别教学方面具有较大的应用前景,可为正确了解痧象特征信息提供帮助。

废锂离子电池的冶金回收工艺研究进展

回收废锂离子电池对资源可持续性和人类健康至关重要。废锂离子电池需要经过预处理拆解为各种组分,其中正极材料是各种组分中最具回收价值和意义的部分。目前,冶金工艺是废锂离子电池正极材料回收的主要方法,该工艺主要包括废锂离子电池的预处理、有价金属的提取、产品的回收3个阶段。总结了各阶段的主要方法和进展,并对比了各种方法的优缺点。经对比发现在废锂离子电池的预处理阶段中,机械化的处理方式是未来的发展方向;在有价金属的提取和产品回收的2个阶段中,将各种工艺相耦合来开发绿色、低成本、高效率的组合工艺将是今后的发展趋势。

生物医学工程专业毕业生就业情况的SWOT分析及对策研究

我国生物医学工程(biomedical engineering,BME)专业教育发展迅速,每年均有大量的BME毕业生涌入社会,就业形势不容乐观。本文以北京工业大学BME专业为例,依据该校2019—2023年五届毕业生的就业数据和毕业生访谈调研情况,对该专业毕业生的毕业去向情况进行整理,分析该校BME专业本硕博不同阶段毕业生的就业特点。SWOT分析法可以理性、清晰地分析就业形势,为高校制定就业策略提供有力支撑。本文运用SWOT分析法,剖析该专业毕业生就业过程中的优势(strengths)、劣势(weaknesses)、机会(opportunities)和威胁(threats),并在此基础上提出通过开展学业辅导、就业指导、实践教学改革、访企拓岗、校企联合、建立国际化人才培养模式等策略,为高校提升人才培养质量,提高就业率和就业质量提供新思路。

京津冀地区柴油移动燃烧源污染减排潜力预测

包含柴油车辆和柴油机械的柴油移动燃烧源是现阶段中国进一步持续改善空气质量的重点源。为探究京津冀地区柴油移动燃烧源的污染排放以及减排潜力,在估算2018年京津冀地区柴油车辆和柴油机械污染排放现状的基础上,设置基准情景和5种政策情景,预测2019—2030年不同情景下柴油燃烧源的污染排放趋势,对比分析不同地区、不同源的污染物减排潜力和不同减排措施对不同类型柴油燃烧源的减排效果。结果表明,京津冀地区2018年柴油燃烧源的CO、HC、NO_(x)和PM排放量分别为51.25、22.89、106.52和5.42万t。综合情景下,2030年CO、HC、NO_(x)和PM污染物排放量可分别比基准年减少52.03%、38.58%、71.88%和52.07%。淘汰高排放情景在短时间内的减排效果较好,而长期效果不佳,提升排放标准情景和推广新能源情景的减排潜力会逐年增加,对污染物有较好的减排作用,运输公转铁情景的减排潜力也较好,2030年能有效减少35.13%~45.81%的污染排放。综合情景下柴油车辆和柴油机械的最大减排潜力分别为91.55%和44.69%。此外,CO和NO_(x)的减排潜力主要来源于柴油车辆,而柴油机械对HC和PM的减排效果明显。与其他2个地区相比,天津市的污染减排效果较好,最大减排潜力为80.80%。分类型来看,柴油货车对污染物的减排贡献较大,尤其是重型货车。与工程机械相比,农业机械的污染减排贡献更大,尤其是联合收割机、农用水泵以及三轮车的减排贡献突出。研究结果可为制定柴油移动源的污染控制政策提供科学支持。

不同取代基对传统烯烃亲电加成反应机制的挑战

氯鎓离子是经典的烯烃与次氯酸亲电加成反应中的重要中间体,经过此中间体的分步反应机制是教学烯烃亲电加成反应中介绍的唯一反应机制。然而,量子化学计算结果表明,烯烃的不同取代基会导致反应机制发生变化。被一般供电基团和弱吸电基团取代的烯烃与次氯酸先形成氯鎓离子中间体,再生成马氏产物;而当取代基具有与C=C双键形成p-π或π-π共轭的供电基团时,反应生成的是碳正离子中间体。中和强吸电基团取代的烯烃分别通过协同和亲核加成反应机制与次氯酸反应,生成反马氏产物。由此可见,教学烯烃亲电加成反应机制时,不能局限在传统的氯鎓离子中间体机制,关注机制的适用体系是非常必要的。

化工行业土壤中多环芳烃污染特征与检测技术研究

本文综述了中国焦化工业的概况和焦化废弃土壤中多环芳烃(PAHs)的污染特征,总结了土壤中PAHs的主要检测技术和前处理方法,以及不同固体样品前处理方法的原理和优缺点。同时,还探讨了表面增强拉曼技术(SERS)在土壤PAHs检测中的应用前景。最后,文中提出了土壤PAHs检测与前处理技术在未来的发展方向。

研究生固体化学课程思政教学设计探索

新时代背景下,研究生教育不仅注重专业知识传授,还需要提升科学素养和爱国精神培养,因而高校对研究生课程的思政建设越来越重视。探讨了思政元素融入研究生固体化学课程教学的必要性,以及固体化学课程思政元素的发掘,相关教学内容、模式的设计,为进一步推进研究生课程思政建设、提升课程思政教学效果提供了参考。

基于分数阶模型多新息无迹卡尔曼滤波算法的超级电容SOC估计

对超级电容的SOC估计展开了研究。首先,搭建了超级电容测试平台,用于超级电容的参数辨识,并对超级电容进行了常规性能测试;其次,在不同的环境温度和动态工况下采用多种算法进行超级电容SOC估计。结果表明,采用分数阶模型多新息无迹卡尔曼滤波(FOMIUKF)算法对超级电容SOC的估计精度最高,对超级电容的路端电压跟随情况最好,估计结果的均方根误差和平均绝对误差的最大值分别约为1.8%和1.73%。

表面增强拉曼光谱在动物源性食品兽药残留检测的研究进展

动物性食品安全问题日益突出,愈演愈烈,有关问题食品的报道也受到了公众的广泛关注。一旦兽药在畜牧养殖过程中被过度使用或滥用,药物残留将给人类健康带来严重危害。常见的残留检测方法存在成本高、速度慢和效率低等缺点,通常需要专业人员操作,传统的理化方法已不能满足食品质量检测的需要,因此研发快速高效的兽药残留检测方法起着关键作用。近年来,表面增强拉曼光谱(SERS)技术在真伪鉴别、非法添加物检测和农兽药残留等诸多领域得到了广泛应用,并以其快速检测、无损等优势在食品检测领域有着更为广阔的发展前景。与其他检测方法不同的是,SERS通过信号放大和高灵敏度的指纹光谱,可以快速识别目标分析物,进行定性或半定量分析。本文主要介绍了拉曼光谱和SERS在动物源性食品中兽药残留检测中的研究和应用,重点介绍了SERS的优势、食品样品的前处理以及SERS结合其他技术检测多种兽药的相关研究,并提出了SERS在实际监测中面临的挑战。

咖啡豆品质评价体系构建及国产咖啡豆品质评价

为探索我国咖啡豆用于现磨咖啡和速溶咖啡两种用途时的品质评价方法,筛选评价指标,首先通过Delphi评价法和序关系分析法从基本品质指标中筛选主要品质指标,构建品质指标体系。随后测定采自云南和海南不同产区53个咖啡豆样品的主要品质指标成分差异,基于相关性分析、主成分分析和聚类分析筛选不同用途咖啡豆的特征性品质指标,基于样品的主成分综合得分进行逐步多元线性回归。最终筛选出粒度、口感、香味、碳水化合物含量为速溶咖啡用咖啡豆特征性品质指标;粒度、口感、香味、咖啡因含量为现磨咖啡用咖啡豆的特征性品质指标,确定适用于速溶咖啡的主栽品种为卡蒂姆和铁皮卡,主产区为云南;适用于现磨咖啡的咖啡豆主栽品种为卡蒂姆,主产区为云南。