2024年, 第47卷, 第06期　
刊出日期：2024-11-25

  

• 全选
  |

• Select
  低秩四元数矩阵分解模型的优化理论及其应用

  郑佳莉, 吴玉玲, 柯艺芬, 许小芳

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1115-1126. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024051

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  本文研究低秩四元数矩阵分解模型的优化理论及其在彩色图像处理中的应用，提出四元数梯度下降法及其改进算法来求解低秩四元数矩阵分解模型并分析算法的收敛性。通过将该模型应用于彩色图像处理上，数值结果表明所提算法的可行性和有效性。
• Select
  度量G-空间中的若干G-跟踪性

  冀占江, 陈占和, 刘海林

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1127-1135. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2023158

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在度量G-空间中研究了自映射f和迭代映射f^k在G-跟踪性、G-极限踪性和G-序列跟踪性上的关系，得到以下结果：（1） f具有G-跟踪性与f^k具有G-跟踪性是等价的；（2） f具有G-极限跟踪性与f^k具有G-极限跟踪性是等价的；（3） f具有G-序列跟踪性与f^k具有G-序列跟踪性是等价的。这些结果推广了度量空间中自映射f和迭代映射f^k关于跟踪性、极限踪性和序列跟踪性的结论。
• Select
  深度学习下随机基因开关模型的概率密度函数估计

  石昊楠, 马晋忠

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1136-1147. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2023160

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在求解随机基因开关模型的概率密度函数的过程中，目前常用方法很难进行理论求解，精确解只能在一些很严格的条件下才能得到或结果较粗糙，精确度较低且耗时较长，精度会受到样本路径长度和网格细分程度的限制。针对这些问题，本文借助神经网络来估计该模型的概率密度函数。在研究过程中，通过引入惩罚因子来克服局部最优化，并给出了相应的设置准则；同时将归一化条件作为监督条件，以避免近似解为零。最终的结果表明，用深度学习的方法估计随机基因开关模型的概率密度函数是非常可行和有效的，这种方法不需要任何插值和坐标变换，与蒙特卡罗方法相比耗时至少减少了50 s，且所得结果精度更高。同时研究了隐藏层数和节点数的影响，表明通过适当构建神经网络可以提高机器学习的计算性能。
• Select
  群V_8n上Cayley有向图的谱

  徐梦修, 王维忠

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1148-1154. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2023163

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了刻画图的谱，本文通过讨论群V_8n=〈a, b:a²ⁿ=b⁴=1, ba=a^-1b^-1, b^-1a=a^-1b〉（n为奇数）的不可约表示，借助提升有向图和Cayley有向图的关系并利用群的不可约表示及不可约特征标给出了V_8n上Cayley有向图的谱，并给出了主要结论的两个实例。
• Select
  单圈图的Steiner k-Wiener指标的下界

  王鹏飞, 殷凤, 王朝平, 何瑞强

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1155-1163. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024114

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了发展并完善图论中拓扑指标的基本理论，本文利用图形变换的方法确定了单圈图Steiner k-Wiener指标的下界，并刻画了达到下界时的极图。首先，通过研究单圈图的结构对Steiner k-Wiener指标的影响，确定了一系列使该指标减小的图形变换。进而找到了不同条件下最小Steiner k-Wiener指标所对应的极值图。最后，得到了上述极值图所对应的Steiner k-Wiener指标数值。基于此，本文推广并完善了单圈图Steiner k-Wiener指标下界问题的研究成果，丰富了拓扑指标问题的研究内容，为图论中拓扑指标问题在数学以及化学领域的广泛应用提供了理论依据。
• Select
  基于实例的近邻传播偏标签学习算法

  李博, 熊天龙, 杜宇慧

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1164-1177. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2023087

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  大多数偏标签学习算法的候选标签集生成方式没有很好地利用部分样本的可靠先验信息，建立的模型不适合现实情况中部分样本存在易混淆的候选标签的情况。另外，很多偏标签算法仅利用近邻节点来构建图，忽视了可靠度高的样本的信息的重要性。针对如何生成更符合现实情况的候选标签集并有效利用可靠度高的样本的信息，本文提出一种新的基于实例的近邻传播偏标签学习算法（Instance-based nearest neighbor propagation partial label learning, INNPL）。INNPL在候选标签集生成方面更好地利用先验信息，通过求取同一类内两两样本的相似度来选取可靠度高的典型样本并信任典型样本的原始标签，对其他样本的候选标签的生成根据它和典型样本中心之间的相似度进行。此外，INNPL迭代地根据样本的近邻样本和近邻典型样本建立和更新图结构，对样本分层逐步地进行标签传播，最终得到可靠的分类结果。本文基于三种UCI(University of California Irvine)数据集和两种图像数据对INNPL进行测试，并和七种偏标签学习方法进行全面的比较。准确度、精确度、召回率和F1分数四种分类指标评估结果显示，INNPL在三个数据集上达到最优，在另外两个的数据集上与最优算法结果相近。关于准确度指标，INNPL算法与其他任意一种偏标签算法经过配对t检验比较的结果同样证实了INNPL算法性能优异。综合不同数据集的四种分类指标结果，INNPL的综合排名位列第一。总之，INNPL从多个实验中证实了自身的有效性，可以有效提升分类准确度，也为偏标签学习提供了新的解决思路。
• Select
  距离型概率区间犹豫模糊熵及其决策应用

  朱勇, 李得超, 郭倩男

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1178-1189. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2023107

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对概率区间犹豫模糊集的不确定性难以准确度量的问题，文章首先提出了概率区间犹豫模糊熵公理化定义的基本准则。基于概率区间犹豫模糊元的距离测度和伪距离测度，提出了一种距离型概率区间犹豫模糊元熵测度，验证其满足公理化定义的要求，并将其推广到概率区间犹豫模糊集上。新的熵测度能够综合表征概率区间犹豫模糊元的个体不确定性和总体不确定性，具有结构简单、便于理解等优点。在此基础上，利用熵权法求得属性权重，结合逼近理想解排序法（Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,TOPSIS）方法构建了一种未知属性权重的概率区间犹豫模糊多属性决策模型。实例分析和不同算子下对比结果验证了所提方法的有效性和实用性，并对相关参数进行敏感性分析，说明了其稳定性，为解决多属性决策问题提供了一种新的思路。
• Select
  一种面向能源贫困识别的轻量可解释梯度提升树

  王政, 裔扬, 史颖, 赵兴旺, 吴晨旭

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1190-1200. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024119

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为解决传统梯度提升树方法在能源贫困识别时容易出现的训练不足、过拟合、可解释性差等问题，本文提出了一种面向能源贫困识别任务的轻量可解释梯度提升树方法。该方法首先剔除原始数据中的缺失值、异常值等噪声样本，根据特征关联分析后的样本梯度进行排序，以实现梯度提升树内部节点的分割，随后采用特征绑定技术加速训练过程，以实现模型的轻量化；其次，引入模型解释方法进行影响因素分析，量化不同特征对能源贫困识别的影响程度，增强了模型的可解释性。在典型的能源贫困识别数据集上的实验结果表明，与其他方法[逻辑回归（Logistic Regression,LR）、K近邻法（K-Nearest Neighbor,KNN）、支持向量机（Support Vector Machine,SVM）、随机森林（Random Forest,RF）、决策树（Classification and Regression Tree,CART）、XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)、GradientBoosting]相比，本文提出的轻量可解释模型的AUC(Area Under Curve)值达到99.61%，提高了0.2%～17.8%，具有较为明显的优势。
• Select
  基于Informer的风电场超短期功率预测

  李超峰, 原升耀, 王灵梅, 王贺贤, 贾成真, 刘玉山, 常馨元

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1201-1210. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024115

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为提高预测精度，解决超短期风电场功率预测中风能持续性和稳定性差、风机出力中多种因素对风电厂超短期功率预测影响程度不同以及原始Transformer神经网络架构注意力机制受限、缺乏全局信息等问题，提出了一种基于Informer网络架构与马尔可夫链修正相结合的风电功率预测模型。该模型使用随机森林、拉格朗日插补法等算法对数据进行预处理；使用Informer神经网络架构对风电场功率做出预测，并用马尔可夫链对超短期风功率预测结果进行误差修正，以提高模型预测准确率。现场实验结果表明，该模型提高了风电场功率的预测时间步长及预测精度，月平均准确率最高可达97%，年平均准确率可达95%。
• Select
  基于隐私信息检索的大规模用电增信查询方法

  李辉, 黄祖源, 田园, 毛正雄, 赵鹏, 任雪斌, 李亚男

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1211-1220. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2023117

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  用电信用报告已经成为企业增信的重要凭证，但现有电力金融服务平台在提供用电信用报告查询时存在未保护查询方的查询偏好隐私信息，并且难以支持大规模数据库查询两方面问题。针对上述两个问题，提出一种基于隐私信息检索和不经意多项式计算的安全高效检索方法Effi-Retrieval。具体地，使用Paillier同态加密和不经意多项式计算实现查询方的偏好隐私和电力金融平台的数据库安全。此外，基于k-匿名方法在实现查询方的个性化隐私需求同时，结合哈希映射设计了最优分桶策略，用以降低查询方和电力金融服务平台间的通信开销。综上两方面策略，Effi-Retrieval将传统隐私信息检索的复杂度由数据库规模的指数函数降低为匿名参数k。最后，给出了Effi-Retrieval的安全性分析和用户隐私需求和承担费用对通信开销影响的数值实验。本文使用python的paillier同态加密库编写实验代码并在单台主机上模拟客户端与服务器间的交互，在FATE开源联邦平台提供的Credit Card数据集上进行了实验。结果表明，在数据规模300及以上的数据库上使用8 192密钥位数加密时，与不使用分桶策略的传统方法相比，Effi-Retrieval的密态多项式生成时间可降低50%以上，与不使用k-匿名方法的查询算法相比，Effi-Retrieval的检索时间可降低30%以上。
• Select
  跑动耦合常数下夸克物质的压缩系数

  杨丽, 李名璋, 陈亚慧

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1221-1227. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2023161

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  本文主要研究磁场和温度依赖的跑动耦合常数在两味Nambu Jona-Lasinio(NJL)模型中，强磁场下夸克物质的压缩系数。研究结果表明：垂直于磁场方向的压缩系数和平行于磁场方向的压缩系数随化学势变化的不连续性都可以暗示手征一阶相变，跑动耦合常数会影响夸克物质手征一阶相变发生的位置。在手征对称恢复相，垂直于磁场方向的压缩系数随温度的升高而减小，平行于磁场方向的压缩系数随温度几乎保持不变。当磁感应强度B<1015 T时，垂直于磁场方向的压缩系数和平行于磁场方向的压缩系数几乎相等且不随磁场变化；磁场足够强时，垂直于磁场方向的压缩系数随磁场的增强急剧增大，而平行于磁场方向的压缩系数则平缓减小。
• Select
  外延铁磁层磁矩方向依赖的垂直磁矩零场翻转特性

  吴敏, 王佳才, 郭晓庆, 薛海斌

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1228-1237. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2023123

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  本文基于宏自旋模型，利用Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski方程在理论上研究了外延铁磁层的面内磁化方向■与电流方向■夹角φ_m对自由层垂直磁矩翻转的影响。研究结果表明：在铁磁层/重金属层/外延铁磁层的异质结中，对于自旋反常霍尔效应和自旋各向异性磁阻效应产生的沿■方向极化的自旋流与已经存在的沿■（■是薄膜的法线方向）和■方向的自旋流协同作用的情形，通过调节■与■的夹角φ_m，可以进一步降低自由层磁矩零场翻转所需的阈值电流，并缩短施加脉冲电流的长度。上述结果为实现低功耗的零场自旋轨道矩磁随机存储器提供了一种可选择的理论方案。
• Select
  基于光散射理论的煤层气颗粒杂质质量浓度研究

  乔丹, 王志勇, 刘建丽

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1238-1245. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2023124

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  分析和精确测定煤层气中颗粒杂质的质量浓度对保障煤层气质量和煤层气集输系统的安全具有重要意义。本文对光散射法测量颗粒物的质量浓度进行了理论和实验研究。对煤层气中常见的粉尘颗粒物，理论上分析了光源波长、颗粒物粒径、颗粒物折射率对散射光分布的影响。实验选用532 nm激光作为光源，对标准粉尘颗粒物进行了散射实验，该实验装置可以有效应用于大质量浓度范围的颗粒物质量浓度测定；同时，实验标定90°～110°为最优化散射角，在该散射角下测量的质量浓度平均相对误差最小，约5%。
• Select
  超导涡旋磁场对纳米盘中拓扑磁织构的影响

  吴鸿业, 宋子龙, 陈梦蝶, 徐宝

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1246-1256. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2023131

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  当用于赛道磁存储时，超导涡旋是操纵磁斯格明子的方案之一。通过数值求解Ginzburg-Landau方程和微磁学模拟研究了超导涡旋产生的磁场对纳米盘中斯格明子磁织构和双半子磁织构的影响。研究结果表明在超导涡旋磁场中双半子不稳定，转变成均一磁化单畴态，斯格明子能稳定存在。通过改变纳米盘中斯格明子磁织构受到的涡旋磁场，不同尺寸纳米盘中斯格明子磁织构的能量，尺寸和壁宽发生相似的演化行为，只存在定量的差别。我们将其归因于均匀磁化区与畴壁区对超导涡旋磁场的变化有不同的响应行为。改变涡旋磁场时，斯格明子中心相对于纳米盘中心发生偏移，该偏移沿平移方向存在振荡行为，沿垂直方向的偏移量没有振荡行为。我们将初始偏移量归因于斯格明子磁织构与超导涡旋之间存在微弱的钉扎效应。
• Select
  钙钛矿铁氧化物薄膜室温单相多铁性及磁电耦合效应的研究进展

  张军, 马建春, 王炎, 王丽芳, 苏天聪

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1257-1267. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024101

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  随着现代信息技术的不断发展，集铁电、磁性于一身的单相多铁材料因其特殊的物理性能，在电写磁读随机存储器、可调制多功能自旋电子器、自旋滤波器等领域有着广阔的应用前景。然而，目前所发现的单相多铁材料大多数磁电（magnetoelectric,ME）耦合效应较弱，而且工作温度远远低于室温，从而严重限制其在器件中的应用。作为室温单相多铁的明星材料，部分钙钛矿铁氧化物具有高的工作温度、强的ME耦合作用而引起了科学家们的广泛关注。本文首先介绍了单相多铁材料的重要应用，然后综述了4种具有代表性钙钛矿铁氧化物薄膜室温多铁性及ME耦合效应的研究进展，最后对单相多铁材料未来面临的挑战和一些亟待解决的问题进行了展望。
• Select
  纳米纤维素气凝胶的制备及其重金属离子吸附性能

  李楠, 张文静, 李圆圆, 代红艳

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1268-1276. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024116

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对水中重金属离子的污染问题，本文利用冰模板诱导的快速冷冻干燥和造孔技术，制备了具有丰富孔道结构的2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物（2,2,6,6-tetramethylpiperidine oxide,TEMPO）氧化纳米纤维素（nano-crystalline cellulose,TOCNF）/聚丙烯酸（Poly acrylic acid,PAA）复合气凝胶（composite aerogel,TP复合气凝胶）。探究了TOCNF和PAA的配比对复合气凝胶形貌和结构的影响，当TOCNF∶PAA=6∶4（TP-6）时，TP-6复合气凝胶展现出完整互联的孔结构和最大的比表面积（246.7 m²/g）。TP-6复合气凝胶中丰富的孔结构和其中大量的羧基和羟基赋予了其优秀的重金属离子吸附特性，在pH为1.0～6.5的范围内，TP-6复合气凝胶对重金属离子的吸附能力随pH增加逐步增强。在pH为6.5时，TP-6复合气凝胶对Cu²⁺、Pb²⁺和Cd²⁺的最大吸附量分别为115.2 mg/g、136.1 mg/g、137.2 mg/g。本文提出的冰模板诱导的快速冷冻干燥和造孔技术为废水中重金属离子的绿色、高效去除提供了参考思路。
• Select
  有氧运动抗抑郁的海马代谢组学机制研究

  郑洁, 侯江涛, 向欢, 田俊生, 秦雪梅, 韩雨梅

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1277-1288. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2023150

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  本文基于液相色谱仪-质谱仪（Liquid chromatograph-mass spectrometer,LC-MS）代谢组学技术结合网络药理学方法，探讨有氧运动对慢性不可预知温和应激（Chronic unpredictable mild stress, CUMS）抑郁模型大鼠海马组织代谢谱的调控以及运动抗抑郁可能的作用机制。将大鼠随机分为对照组（C）、模型组（D）、有氧运动组（E）和模型运动组（DE），除C组和E组正常饲养外，DE组和E组进行有氧运动干预。采用行为学指标评估大鼠抑郁样行为，LC-MS代谢组学技术检测海马组织代谢物的变化及相关代谢途径，运用网络分析工具分析有氧运动抗抑郁的潜在靶点和信号通路。结果显示，与C组相比，D组大鼠体重、糖水偏爱率、穿越格数及直立次数均显著降低（P<0.01），有氧运动干预后，DE组大鼠糖水偏爱、穿越格数及直立次数均显著增加（P<0.05,P<0.01），海马LC-MS共鉴定出16个与抑郁症相关的差异代谢物，有氧运动后显著回调肌酸、黄嘌呤、N-乙酰天冬氨酸、L-苯丙氨酸、酪氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸和次黄嘌呤等8种代谢物，这表明有氧运动能够改善CUMS大鼠的抑郁样行为，且运动干预能够显著回调海马区氨基酸类代谢物的水平；网络药理学结果发现有氧运动干预抑郁症的靶点有99个，京都基因与基因组百科全书（Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG）通路富集显示163条信号通路，表明有氧运动可能通过调控丝氨酸/苏氨酸激酶1(AKT1-AKT serine/threonine kinase 1 Gene,AKT1)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（Mammalian target of rapamycin,mTOR）、复合基因座（GNAS complex locus,GNAS）、FOS、环腺苷酸反应元件结合蛋白1(CAMP responsive element binding protein 1,CREB1)核心靶点作用于PI3K-AKT、cAMP、多巴胺能神经突触等信号通路干预抑郁症。
• Select
  青麸杨叶绿体基因序列遗传多样性及优良品系筛选

  梁宁, 陈彦华, 靳彦卿, 任竹梅

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1289-1296. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024071

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  以叶绿体DNA部分序列为分子标记，研究青麸杨种群的遗传多样性和遗传结构；测定肚倍单宁含量，综合分析筛选肚倍优良品系。PCR扩增测定青麸杨6个种群111个个体的叶绿体trn H-psb A和trn L-F区序列，长度分别为627 bp和847 bp，各包括24和15个单倍型，其中trn H-psb A序列的两个单倍型（Hap1和Hap2）为所有种群共有，分布范围最广；trn L-F区序列只有一个单倍型（Hap1），为所有种群共有。分子方差分析法（Analysis of molecular variance,AMOVA）分析显示两段间隔区序列在青麸杨种群内的变异高于种群间变异；陕西青麸杨种群的核苷酸和单倍型多样性指数均最高，与多样性指数最低的四川广元种群之间的遗传距离最大。TCS(Tamura-Nei's consensus sequence)网络图分析显示，陕西安康和城固地区是青麸杨种群的扩散中心；Tajima's D统计分析表明青麸杨种群的进化经历过种群扩张过程。另外，来自陕西地区的肚倍单宁含量较高，且青麸杨群体具有较高的遗传多样性，有利于应对各种不良环境和抵御病虫害，适宜作为优良品系进行优先人工选育。
• Select
  粉煤灰基注浆灭火材料防火性能研究

  安全, 宋慧平, 吴海滨, 程芳琴, 刘春晖, 狄子琛, 赵仲鹤

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1297-1306. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2023127

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  煤矸石山自燃是煤氧剧烈反应的过程，会随之产生大量的SO₂、CO、H₂S、CO₂等有毒有害气体，严重影响矿区环境和人民生命财产安全。因此，急需通过新的科学技术治理相关问题。本文基于可注性实验，通过注浆灭火来实现隔氧降温堵漏，以达到灭火阻燃的目的，对比自制的粉煤灰基注浆材料、黄土注浆材料和石灰注浆材料在冷态和热态两种情况下灭火效果的差异、组分变化以及与煤炭界面的微观形貌来分析灭火效果。结果表明：（1）在冷态条件下，粉煤灰基注浆材料固水能力较好，与粒径为8 mm～18 mm矸石颗粒粘结效果较好，其中固结体长度可以达到38 mm，且成胶完全，形成的注浆材料比较稳定；同时粉煤灰基注浆材料的流动深度可达到323 mm，流动性最优，下渗速度也相对较慢。（2）在热态条件下，粉煤灰基注浆材料与煤炭界面的固化体呈现结构密实，孔隙和裂缝较少的稳固状态。（3）在冷态和热态条件下，粉煤灰基注浆材料的主要成分为Ca（OH）₂、CaCO₃和硅线石，Ca（OH）₂和CaCO₃的衍射峰较强，冷态/热态条件变化前后粉煤灰基注浆材料的主要水化产物无明显变化，Ca（OH）₂和CaCO₃的衍射峰仍然较强，说明粉煤灰基浆液在灭火过程中较为稳定，生成的Ca（OH）₂可以中和矸石燃烧过程中产生的SO₂等酸性气体，而较多CaCO₃的存在也可以有效围堵矸石块孔隙，减少空气通道，更有利于灭火。研究结果表明，利用粉煤灰制备注浆灭火材料不仅灭火效果较好，而且能够实现固体废弃物规模化利用，达到以废治废的目的。
• Select
  安太堡露天矿区不同复垦地土壤肥力特征及其影响因子

  宋崴, 闫舟, 王芳, 李婷, 刘福, 王翔

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1307-1317. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024117

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  安太堡露天煤矿作为中国最大的露天煤矿，在开采过程中生态环境遭到了严重破坏。本文在安太堡露天矿区分别选择复垦三年的油松地、苜蓿地、土豆地和退化苜蓿地四种不同复垦模式对土地展开不同模式的复垦，对不同复垦模式的土壤理化性质、酶活性以及微生物数量等19项土壤质量评价指标进行测量，以期为安太堡露天矿区与其他露天煤矿的生态修复提供科学理论帮助。结果发现在经过复垦后，四种复垦地的土壤的pH值均没有出现显著变化，复垦油松地的土壤含水量显著下降至（9.27±0.461）%、土壤容重显著增加至（1.33±0.076）g/cm3；复垦土豆地的田间持水量显著提高至（17.63±0.992）%；复垦土豆地的土壤有机碳含量高达（9.25±0.816）g/kg，显著高于其他复垦模式土地；复垦油松地、复垦苜蓿地的全氮含量分别高达（0.52±0.204）g/kg、（0.52±0.025）g/kg；复垦苜蓿地的碱解氮含量高达到（14.93±0.038）mg/kg；复垦土豆地的全磷含量显著增加至（0.51±0.035）g/kg、速效磷含量显著增加至（16.11±0.827）mg/kg。复垦苜蓿地、复垦土豆地的蔗糖酶活性显著升高分别达到（0.138±0.003 2）mg/（100 g·h）、（0.135±0.001 6）mg/（100 g·h）；复垦土豆地的脲酶活性最高达到（1.323±0.062 5）mg/（100 g·h）；退化苜蓿地、复垦苜蓿地、复垦土豆地的土壤过氧化氢酶含量均显著高于未复垦地；未复垦地的多酚氧化酶与碱性磷酸酶活性均为最低，分别为（0.001±0.000 1）mg/（100 g·h）、（0.013±0.001 0）mg/（100 g·h），复垦油松地多酚氧化酶与碱性磷酸酶活性达到最高，分别达到（0.003±0.000 1）mg/（100 g·h）、（0.040±0.005 5） mg/（100 g·h）。复垦油松地、退化苜蓿地、复垦土豆地中的细菌数量显著增加，分别达到（8.12±0.489）×10～6 cfu/g、（7.64±0.623）×10～6 cfu/g、（8.93±0.197）×10～6 cfu/g；退化苜蓿地的自生固氮菌数量显著升高至（2.01±0.254）×10～3 cfu/g；退化苜蓿地、复垦油松地的反硝化细菌数量分别显著升高至（14.33±0.629）×10～3cfu/g、（10.57±0.925）×10～3cfu/g，复垦土豆地的反硝化细菌数量最低，仅为（3.39±0.636）×10～3 cfu/g；未复垦地的放线菌数量最低，退化苜蓿地的放线菌数量最高，达到（1.94±0.154）×10～3 cfu/g。复垦苜蓿地、复垦土豆地的真菌数量分别达到（7.99±0.518）×10～2 cfu/g、（7.89±0.229）×10～2 cfu/g。复垦油松地、退化苜蓿地真菌数量则显著低于未复垦地。研究结果为国内露天煤矿的生态修复具有借鉴意义。
• Select
  临汾市主城区路面尘中重金属污染特征及其环境健康风险

  卫志强, 康逸晴, 李紫萱, 阴思琪, 刘平, 魏海英

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1318-1325. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2023162

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了研究临汾市主城区重金属的污染特征及其生态健康风险，本研究分别采用电感耦合等离子质谱技术（ICP-MS）和原子荧光光度法（AFS）对路面尘中Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、As 7种重金属的含量进行测定，采用潜在生态危害指数法和美国环境保护署（United States Environmental Protection Agency,USEPA）健康风险评价模型对7种重金属的生态和健康风险进行了评价。研究结果表明，临汾市主城区路面尘中Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd和As的平均含量分别为88.38、30.7、46.69、319.83、43.89、0.53和7.94 mg·kg^-1，除As外均高于山西土壤背景值。其中Zn受人类活动影响较大且富集较为严重。生态风险评价表明，除Cd是强生态危害外，其余均为轻微危害，研究区重金属生态危害总体处于中等水平。7种重金属对儿童和成人总非致癌指数分别为0.034和0.001 5,Cr、Ni、Cd、As的总致癌指数小于10^-6，表明临汾市主城区重金属不存在健康风险。主成分分析结果表明，临汾市主城区路面尘中重金属来源主要为金属冶炼、燃煤（炼焦）和交通。
• Select
  一株嗜盐反硝化菌Halomonas alkaliphile L8的脱氮及其产四氢嘧啶研究

  卢静, 武丽娜, 田凤蓉, 王开春, 杨杰, 祖航天, 吕明生, 王淑军

  山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(06): 1326-1336. https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024109

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  石油、医药、海水养殖等产业所产生的废水具有高盐高氮的特点。从连云港市赣榆区盐场沉积土壤中分离得到一株耐盐反硝化细菌L8，经鉴定该菌株为革兰氏阴性菌，盐单胞菌属（Halomonas alkaliphila）。L8菌株最适生长温度为37℃，pH=8.0,NaCl质量浓度0.06 g/mL，具有嗜盐性。L8菌在初始250 mg/L硝态氮质量浓度下反应72 h，对硝酸盐氮的去除率达78%以上。L8菌株具有产四氢嘧啶能力，产量达0.54 mg/mL（培养84 h）。L8是一株耐盐反硝化菌株，在高盐污水处理与工业化生产四氢嘧啶领域具有广阔的应用前景。