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2026年第1期目次及摘要(内含电子书)

2026-03-18 19:52:19

土壤重金属污染修复技术应用现状与展望

朱晓丽,寇兵,柯玉鑫,司绍诚

摘要：由于采矿、金属冶炼及化工生产等人类活动向土壤中输入了大量重金属,导致了土壤质量下降和功能退化,土壤重金属污染治理已成为当前的重要研究热点之一。然而,受污染程度、污染范围及修复成本等多种因素影响,各类修复技术在实际应用方面仍然存在一些短板。基于此,本文概述了现有土壤重金属修复技术在修复机制、优缺点及应用现状等方面的研究动态,阐述了不同技术的发展前景。其中，物理修复在周期和效率上的优势难以弥补其在成本和对土壤破坏方面的应用劣势,化学稳定对重金属的持久钝化作用还需长期监测,而生物修复的应用场景和强化措施仍有待完善，而结合不同修复技术特性的联合修复方法可显著提高重金属污染土壤的修复效率,并降低能耗,具备更好的发展潜力与应用前景。此外，对重金属修复技术的研究方向提出了展望,以期为土壤污染阻控及防治工作提供一些理论依据。

改性凹凸棒土对Cd(II)、Pb(II)的吸附性能

申保收,孙明奇,赵纪星,张世玉,黄玖玲,张嘉容,郭忠明

摘要：凹凸棒土因其优异的离子交换能力和络合特性，广泛应用于重金属吸附材料的研究与开发。本研究通过碱热改性技术, 成功制备了一种重金属高效吸附材料(500-ATP-OH), 该材料在吸附Cd(II)和Pb(II)方面性能优异。改性后的凹凸棒土通过离子交换作用, 实现了晶体结构的优化, 增加了材料的比表面积和孔容。研究结果表明，碱热改性处理后的凹凸棒土材料(500-ATP-OH)对Cd(II)的吸附去除率高达99％, 吸附容量为123 mg/g; 对Pb(II)的吸附去除率更是达到了100％, 吸附容量高达331mg/g。可见， 500-ATP-OH作为一种低成本、环境友好型材料,在处理重金属污染水体方面有较大应用潜力。

油橄榄果渣土壤改良剂的制备及其在重金属污染土壤修复中的应用

朱坤垚,李明钰,李富松,汪生旭,李罗宇,曹瑜卓,王军强

摘要：油橄榄果渣是橄榄油榨取过程中产生的固体副产物。由于油橄榄果渣富含丰富的纤维素、半纤维素及木质素等难降解物质, 从而限制了其资源化利用。微生物堆肥是我国农业废弃物处理的主要方式。然而, 目前针对油橄榄果渣木质素和纤维素降解的微生物研究较少, 使得油橄榄果渣的高效利用成为一大难题。基于此, 本研究通过降解实验获取了2株油橄榄果渣纤维素和木质素的高效降解功能菌X4-1(肠杆菌属Enterobacter sp)和M7-2(热带假丝酵母菌Candida tropicalis)。将上述2种菌株用于油橄榄果渣发酵过程, 制备得到了满足农业土壤肥料施用标准的有机肥。同时考察了接种重金属固定化菌剂后的有机改良剂对土壤重金属修复、作物生长及重金属富集效果的影响。研究结果表明, 油橄榄果渣有机改良剂促进了青菜生长, 提高了生物量。向Pb、 Cu和Cd污染土壤中施加有机改良剂后, 青菜株高、鲜重和干重分别增加了4.80％～15.78％、10.02％～129.85％和7.70％～120.41％。此外,有机改良剂的施用有效降低了土壤重金属的生态风险,抑制了青菜对重金属的富集作用。相比于未施肥处理,施用有机改良剂后生长于重金属污染土壤的青菜地下部Cu和Cd含量分别降低了85.47％和34.10％,地上部含量分别降低了42.56％和54.68％。研究结果可为油橄榄果渣的资源化利用及重金属污染农田土壤绿色修复提供参考。

核桃青皮生物炭负载腐植酸对水中四环素吸附效应

喻洁,朱晓丽,张星,张子夜,柯玉鑫,张婵娟

摘要：针对废水中四环素类(tetracycline,TC)有机污染物，开发高性能吸附剂材料仍是环境研究的热点问题之一。核桃青皮作为一种农业废弃物,常被随意堆放在野外,既对周边生态环境产生影响,也忽视了其潜在的应用价值。基于此,以不同热解温度制备的核桃青皮生物炭(HF)为原料,通过负载腐植酸得到了3种生物炭-腐植酸复合材料HA-HF300、HA-HF500和HA-HF700,探究其对TC的吸附效应。试验结果显示，HA-HF700对TC表现出最佳的吸附性能，表征分析结果证实HA-HF700综合了2种材料的特性,具备更丰富的表面官能团和更强的芳香性,从而提高了复合材料的吸附性能。此外,HA-HF700在pH=3、材料投加量为1 g·L^-1时，对TC表现出最强的吸附性能,实测吸附量达到76.20 mg·g^-1。然而,当溶液中存在Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺和K⁺时,则会对HA-HF700吸附TC产生抑制作用。准二级动力学和Langmuir等温吸附模型更准确地描述了HA-HF700对TC的吸附过程。结合材料表征结果,认为HA-HF700对TC的吸附作用主要包括静电作用、氢键作用、π-π EDA相互作用和疏水作用。研究结论为废水中四环素类污染物的无害化处理提供了理论支撑。

专题二：能源资源的绿色低碳转化与高效利用

新型可调节多孔节流气嘴压降特性数值模拟研究

山金城,王天慧,吕国胜,邢川衡,王殿武,刘宁,檀朝东,李海培

摘要：天然气驱是提高石油采收率的重要手段,有助于油气能源的高效利用,其中节流气嘴是注采系统中的关键部件,目前的节流气嘴多采用固定结构形式,难以实现流量、压降的在线调节。据此提出了一种新型可调节的井下多孔节流装置,通过在线调整流通孔数,实现气嘴嘴损特性的调控。为掌握该新型气嘴内流场特征和节流特性,采用SST kω湍流模型和NIST物性模型模拟了超临界混合流体在气嘴内的流动过程,获得了节流装置内的流场分布特征,分析了不同工况下气嘴的节流特性。结果表明：①井下多孔节流装置的气嘴通道间存在流量非均匀分配,单个气嘴通道内流速呈现先快速增加后减小、压力呈现先快速减小后略微增加的趋势;②获得了不同流量和不同开孔数条件下的气嘴压降,在4 MPa的压降需求下,可实现标况下1.5×10⁴~1×10⁵ m³／d的宽泛流量范围内的调节；③利用计算结果建立了压降预测关系式,能够快速预测气嘴压降,指导该新型气嘴的实际应用。此研究可助力提高原油生产效率,延长油田寿命,实现能源的可持续发展。

Ni₃Se₂/NiSe@NF双功能催化剂制备及其电催化产氢产氧性能研究

徐登基,李欣冉,田地,汪辉,屈治国

摘要：为解决传统电催化剂成本高、电解效率低等问题,推动规模化绿氢制备技术的发展,本研究通过结构设计与合成工艺优化,成功构建了基于过渡金属镍的硒化物异质结催化剂。采用两步水热法在泡沫镍(NF)基底上制备了具有界面结构的Ni₃Se₂／NiSe@NF异质结双功能电催化剂。与单一物相催化剂(Ni₃Se₂@NF和NiSe@NF)相比,Ni₃Se₂／NiSe@NF异质界面处发生的强电子相互作用可以有效调控活性位点的电子结构,从而显著提升其在析氢反应(HER)和析氧反应(OER)中的催化活性。在1 mol/L的KOH电解液中,Ni₃Se₂／NiSe@NF在电流密度为10 mA·cm^-2时,HER和OER过电位分别为71 mV与207 mV,并表现出优异的稳定性(持续运行500 h后活性未发生明显衰减)。此外,以Ni₃Se₂／NiSe@NF同时作为阳极和阴极组装的电解槽,在10 mA·cm^-2电流密度下仅需1.52 V的槽压即可稳定运行。研究结果为开发低成本、高稳定性的电解水催化剂提供了新思路,有助于推进绿氢制备与可再生能源系统的融合应用,对实现“双碳”目标具有积极意义。

耦合太阳能与可逆固体氧化物燃料电池的低碳能源系统构建与综合性能分析

魏国盟,陈伟文,屈治国,张剑飞

摘要：可逆固体氧化物燃料电池具有燃料电池和电解池两种运行模式,其电解模式可进行H₂O-CO₂共电解,是一种新型碳转化技术手段。然而其在分布式能源系统中的应用研究尚不充分,主动减碳的潜力也有待发掘。提出了一种耦合太阳能的可逆固体氧化物燃料电池综合能源系统,建立了包含冷热电联供和主动碳减排的系统仿真模型,研究了不同季节系统运行特性和燃料利用率、气源以及价格变动下的技术经济性,并提出一种考虑能量效率、环境效益、经济性和可持续性的综合评价指标。以2 000 m²的办公建筑供能为例分析,在夏季太阳辐射充足时,最大日均主动碳减排量可达53 kg。此外,参数化研究表明燃料利用率、甲烷比例与能量效率和㶲效率呈正相关,系统经济性能对电价最为敏感。本研究提出的主动碳减排能源系统区别于被动减排系统,实现了碳排放主动就地消纳,可与传统能源系统灵活耦合,以满足其低碳排放的需求。

基于分段线性化建模的城市综合能源系统优化方法

赵业博,靳森嘉,李培元,杨力群,唐亮,徐加陵,刘祖明

摘要：提出了一个针对城市综合能源系统的灵活优化框架,以满足城市的能源需求,降低城市能源系统的碳排放并提升系统的经济效益。①基于能量梯级利用原理构建了包含可再生能源的城市综合能源系统,并考虑设备性能及经济参数受设备容量影响提出了一种新颖的更具实际意义的分区间高精度建模方法。②从系统建设可行性的角度提出了面向用户端的建设面积因子灵活约束条件,并探讨了面积约束对系统性能的影响。③以最小化系统年度总成本和碳排放为目标,建立集成系统设备选型、容量配置和调度方案的新型混合整数线性规划模型框架,解决城市能源系统优化设计及调度问题。结果显示，与设备不分段建模的基准场景相比,系统的年度总成本降低了59％,温室气体排放量降低了29％,而采用多目标优化平衡系统的综合性能,发现年度总成本节省49％,温室气体排放量减少74％。通过引入分区间高精度建模方法和面向用户端的灵活约束条件，优化了城市综合能源系统的设计调度策略，为实现可持续城市能源管理提供了有效的解决方案。

专题三：智能感知与计算

基于双采样数据增广策略的生物医学图像配准-分割联合优化深度网络

吴军,章勇,冯浩然,杨波,赖楚晓,李园园,屈磊

摘要：生物医学图像配准与分割在生命科学研究、医学诊断与临床治疗等领域具有重要意义，然而其深度学习方法通常依赖于大规模高质量标注数据，获取成本高昂。现有数据增广技术多基于旋转、平移等线性变换方法生成额外数据，仍难以有效解决生物医学图像对数据亮度多样性与柔性结构形变多样性的需求问题。对此，提出了一种基于配准和分割联合模型的双采样数据增广策略。通过结合亮度场和形变场上的双重采样提升了生成数据的亮度多样性和柔性结构形变多样性。此外，为抑制伪标注数据中错误信息对联合模型产生的误导，采用对抗式训练方式设计了伪标注鉴别器模块来寻找错误的分割预测，抑制了错误信息在数据循环过程中的传播。最后，设计了一种单样本场景下的配准-分割协同框架，在Mindboggle-101人脑MRI数据集、MouseBrain鼠脑fMOST数据集和MM-WHS 2017心脏数据集上,仅使用一幅带标签的训练图像实现了优于对比算法的分割和配准性能,验证了所提数据增广策略的有效性。

面向遥感图像超分辨率重建的高效通道注意力算法

陈晓璇,仝晓丹,李耀维,蔡誉涵,姜博

摘要：遥感成像设备普遍面临距离远、成像分辨率低的问题，直接影响遥感图像质量和应用效果。针对这一问题，提出一种基于高效通道注意力的特征增强超分辨率重建网络模型,将图像超分辨率重建技术引入到遥感图像处理领域,利用分组卷积特征增强模块对图像进行特征提取和增强,然后利用高效通道注意力和非对称卷积并联构成的注意力模块,建立起图像不同区域之间的相互关系,重建出高分辨率图像。实验结果表明,该算法在WHU-RS19测试集上的峰值信噪比和结构相似性分别为28.70 dB、0.753 9,分别比次优方法提高了0.19 dB和0.006 6,重建图像的细节也更加丰富，从客观指标和主观视觉上都验证了该算法的有效性。

特征纹理图驱动的鼾声分类

房玉,谢童,刘栋博,王维博

摘要：鼾声分类是辅助医生进行睡眠呼吸暂停综合征(obstructive sleep apnea-hypopnea syndrome,OSAHS)等相关疾病预诊筛查的重要工具。目前基于音频信号时频域特征对病理性鼾声的分类精确度不高，无法满足临床需求，针对此问题,提出了一种基于高维特征纹理(feature texture,FT)图的鼾声信号分类方法。首先，对数据进行预处理,提出连续呼吸事件质量因子确定呼吸信号连续分析的数量范围；然后，提取51维时频域特征并应用ReliefF算法对特征进行筛选组合；接着，对不同的特征集进行归一化、灰度转换,构建特征纹理灰度图,并求取其水平、垂直梯度矩阵；最后，通过RGB三通道串联构建FT图。实验采用卷积神经网络对健康受试者和OSAHS患者的整晚呼吸音信号提取的FT图进行图像分类。结果表明,FT图对呼吸声、正常鼾声、OSAHS鼾声进行分类的准确率达到了97.2％,可以为后续睡眠疾病管理和研究提供参考。

专题四：粗糙集与形式概念分析中的约简研究

基于信息熵加权的粒球邻域粗糙集属性约简方法

曾诗淇,刘盾

摘要：粒球邻域粗糙集模型是一种融合粒计算与邻域关系的改进型粗糙集模型，能够有效处理连续值数据。然而，现有模型在属性权重不一致的情况下难以合理评估各属性的重要性，导致关键属性在约简过程中易被误删。为解决该问题，提出了一种基于信息熵加权的粒球邻域粗糙集属性约简方法。首先，结合属性内部分布特征与条件属性和决策属性之间的相关性，对属性赋予权重；其次，构建基于加权粒球邻域关系的改进模型，并定义相应的属性约简方法；最后，基于粒球平均纯度实现属性约简过程。实验在多个UCI数据集上进行，结果表明：该方法不仅具有较高的属性约简率（最高可达76.92%），还能显著提升支持向量机（SVM）和K近邻（KNN）分类器的平均准确率，分别提高1.57%和1.58%；此外，该方法在处理高维复杂数据时表现出更强的适应性和稳定性，具有良好的应用前景。

形式背景的基与基数及其性质

张琴,魏玲

摘要：保持二元关系不变的概念约简是形式概念分析中的一个重要研究方向，可在不丢失原始信息的前提下仅选择一部分概念进行知识发现。一个形式背景的不同概念约简中的概念个数可能不同，其中概念个数最少的概念约简表明用最少的概念就能恢复原始背景的所有二元关系，可极大地简化知识表示方式。首先，给出形式背景的基与基数、最膨胀概念约简及最压缩概念约简的定义，并研究它们的性质；其次，研究形式背景的基与对象概念集 (属性概念集) 的关系，继而给出对象概念集 (属性概念集)是基的等价刻画；最后，从形式背景的Ferrers维数与集合维数角度给出形式背景的基数范围。

基于概念约简的概念格还原

赵思雨,魏玲

摘要：探讨基于概念约简的概念格还原方法。首先,通过建立概念约简子集与概念格交不可约概念的联系,揭示概念约简与交不可约概念集的关系,进而提出对概念约简中形式概念先求上确界后求下确界来还原概念格的方法。对偶地,通过建立概念约简与并不可约概念集的关系,提出对概念约简中形式概念先求下确界后求上确界的概念格还原方法。研究表明,概念约简可用部分形式概念还原概念格,因此可有效压缩和储存概念格的基本信息,为概念约简提供实际意义和潜在应用价值。

基于三元粒概念的三元概念获取

李谦,万青,魏玲

摘要：三元概念分析作为形式概念分析的一种扩展理论和方法，主要用于处理三维数据，三元概念获取是其重要的研究问题之一。本文借鉴形式概念分析中基于对象概念获取所有二元概念的研究思路给出获取所有三元概念的方法。首先，在已有的对象-条件三元粒概念生成三元概念方法的基础上，给出从对象-条件三元粒概念的内涵集出发获取所有三元概念的方法；其次，根据三元背景的特点以及三元概念外延、内涵和方式之间的关系，提出了基于属性-对象（条件-属性）三元粒概念方式集（外延集）的获取所有三元概念的方法；最后，对本文所提出的方法以属性-对象三元粒概念为例给出具体的计算步骤。

专题五：地球科学

致密油藏开发前后流动单元动态变化与剩余油分布关系

尹虎,屈红军,张磊岗,孙晓晗,朱荣幸,杨晓锋,苏帅

摘要：以鄂尔多斯盆地长8致密油藏为例,利用聚类分析方法,根据有效厚度、孔隙度、渗透率、储层品质因子和含油饱和度5个参数划分出4类原始流动单元,在静态参数的基础上,根据储层加砂强度、产液量2个动态参数将研究区储层划分为4类开发后流动单元,并对开发前后流动单元进行三维建模,对流动单元的分布特征进行分析;结合剩余油数值模拟研究,对研究区油藏进行挖潜级别划分并给出了开发策略。研究表明，沉积相展布控制着原始流动单元分布,高级别流动单元沿着主河道分布延伸,砂体厚度大,砂体呈叠加式连续展布;低级别流动单元分布于主河道两侧,砂体厚度变小,砂体呈分离式。开发方式控制着动态流动单元,经压裂改造后,井周流动单元普遍优于井间流动单元。油藏经过压裂改造及阶段开采后,流动单元A类和B类区由于流动性强、采出程度高导致含油饱和度逐渐降低,剩余油富集区逐渐向流动性相对较差的C类和D类流动单元转移。根据开发后流动单元分布和剩余油展布特征,可将开发区块划分为6种挖潜级别,一级挖潜区剩余油含量和开发后流动单元级别均高,为下一步生产开发的首选区域;二级挖潜区开发后流动单元级别较低,但剩余油多,可配合一级挖潜储层进行共同开发。本研究可为同类型的致密油藏流动单元研究和后期开发方案调整提供借鉴意义。

铁边城地区延安组储层孔喉结构复杂程度及其对含油性的控制作用

武景岳,屈怡倩,程鑫,左学谦,程钰婷,吴汉宁,孙卫

摘要：通过高压压汞、扫描电镜、铸体薄片、荧光观察、含油饱和度测试等实验方法，并结合分形理论，对延8~延10层位典型样品的孔喉结构及其复杂特征开展定量分析，探讨孔喉结构对含油性的控制作用。研究结果表明，铁边城地区延8~延10储层主要由岩屑砂岩构成，孔隙类型以粒间孔和长石溶孔为主，广泛发育微纳米级孔隙，平均孔隙度为14.54%，平均渗透率为0.24×10^-3μm²，属于中孔-超低渗储层。低渗储层孔喉结构复杂，多为大孔-细喉的组合，样品储集空间越大，孔喉结构复杂程度越高。孔喉结构具有三段式分形特征，依次对应大、中、小孔喉段，各段平均分形维数分别为2.853 5、2.435 8、2.449 1。大孔喉段虽储集能力高，但并不能决定低渗储层整体的含油饱和度，而中孔喉段对含油饱和度起主导作用。大孔-粗喉组合越发育，中孔喉段分布越均质，越有利于石油在低渗储层中的富集。最有利于油气富集的孔喉半径范围为0.02～1 μm。该研究成果为进一步优化铁边城地区的油气开发策略提供了关键的科学依据。

琼东南盆地中央峡谷充填晚期限制型海底扇的沉积演变规律及主控因素

梁超,解习农,高远,何云龙,田冬梅,李明军,张辉

摘要：综合测井资料、高精度三维地震数据和数值模拟发现，琼东南盆地中央峡谷发育的限制型海底扇由两个伸长状扇体组成,被分布于其间的浊积水道连接。其受控于中央峡谷的多级台阶式深泓线斜坡地形,浊流在一级斜坡显著加速,沉积物主体表现为过路,而在一级台阶由于坡度骤降,浊流发生水跃并快速减速,部分流体溢出水道堆积,形成了扇体1,水跃所引起的沉积物快速堆积很可能是扇体1浊积砂岩分选较差的主要原因;随后,浊流在二级斜坡小规模加速,沉积物再次以过路为主,最终流动到二级台阶后缓慢减速堆积,形成了扇体2。在扇体1部位,晚期浊积水道向东南方向迁移的最大距离超过了5 km,并在扇体2堆积范围内向前延伸数十公里。研究认为，该水道的改道受控于早期沉积物的堆积所导致的平缓地形,而向下游的进一步延伸受控于海平面下降所导致的沉积物供给增强。因此,限制性地形特征和沉积物供给强弱的变化是控制限制型海底扇沉积演变的主要因素,需在以后的研究中加以重视。