1 北京理工大学医学技术学院，北京 100081
2 中国人民解放军总医院第六医学中心，北京 100048
动脉粥样硬化引起的易损斑块破裂已经严重危害到人类的健康，而血管内光学相干断层成像（IVOCT）凭借其高分辨率已经成为识别冠脉易损斑块的主要工具，但图像判读费时费力，通常还依赖于医生的经验。目前已有基于传统机器学习的研究实现了对单帧图像的分类，但这些信息不足以辅助医生确定治疗方案，仍然需要医生二次判读。基于Faster R-CNN（R-CNN，区域卷积神经网络），针对IVOCT图像中易损斑块的特点，在数据增强、预测框（BBox）编码、网络结构等方面进行了改进和优化，实现了对易损斑块的自动识别，并选取易损斑块的病变累积角度、纤维帽厚度、巨噬细胞浸润情况、浅表微钙化情况和血管狭窄程度作为指标，对易损斑块的破裂风险进行多方面评估。在公开数据集CCCV2017 IVOCT中进行训练，测试后取得了较好结果，该方法可推广应用于同类图像。
医用光学 动脉粥样硬化 血管内光学相干断层成像 易损斑块 自动识别 风险评估
1 天津师范大学天津市水资源与水环境重点实验室, 天津 300387
2 天津师范大学地理与环境科学学院, 天津 300387
燃放烟花爆竹造成大气中PM2.5浓度急剧上升, 从而引起空气严重污染。 全球大多数国家在重要时刻均有燃放烟花爆竹的习惯。 但是, 迄今为止烟花爆竹产生的PM2.5中重金属的污染特征及生态健康风险研究仍不多见。 利用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）结合地累积指数、 潜在生态危害指数和健康风险模型等方法评价了北京烟花爆竹PM2.5中重金属的污染程度、 潜在生态危害和健康风险。 样品首先使用纯化硝酸溶液在120 ℃下消解2 h; 然后用超纯水稀释定容; 最后使用ICP-MS进行测试。 ICP-MS测试的元素包括As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Pb, V和Zn。 测试时样品中加入Rh作为内标元素, 控制仪器信号漂移和信号衰减。 研究结果表明: 烟花燃放期烟花爆竹产生的PM2.5浓度为(93±117) μg·m-3, 超过国家标准二级浓度限值; 燃放烟花爆竹对Cu, Cr, Ba, Pb, Zn和As等6种重金属的浓度影响更为显著, 它们的浓度分别是研究背景值的17.8, 16.6, 8.1, 5.8, 1.8和1.3倍。 烟花爆竹PM2.5中重金属的地累积指数大小顺序为: Cu>Pb>Cd>Zn>As>Ba>Cr, Mn, Ni, Co, V, Fe; 烟花燃放期重金属的污染主要来自于Cu, Pb和Cd, 同时As, Zn和Ba也会造成中等强度的污染。 除夕20: 00至春节8: 00烟花爆竹造成的污染较为严重, 该时间段内污染程度在中等级别以上; 除夕22: 00-春节5: 00污染严重, 污染程度甚至可达强-极强级别。 烟花爆竹PM2.5中重金属的生态危害系数大小顺序为: Cd>Cu>Pb>As>Zn, Cr, Co, Ni, Mn, V, 烟花燃放期重金属的潜在生态危害主要来自于Cd, Cu和Pb。 除夕20: 00-春节8: 00燃放烟花爆竹产生的潜在生态危害程度在中等以上; 春节00: 00-4: 00潜在生态风险严重, 潜在生态危害程度可达极强。 烟花爆竹PM2.5中重金属对人体产生的HI值和ILCR值分别小于1和1×10-6, 这表明现行的禁限放政策下燃放烟花爆竹不会对人体产生健康风险。
重金属 烟花爆竹 污染特征 生态危害 健康风险评价 PM2.5 PM2.5 Heavy metals Fireworks Pollution characteristics Ecological risk Health risk assessment
空军工程大学装备管理与无人机工程学院, 西安 710000
提出一种将变权理论和云模型相结合的任务风险评估方法;针对遂行任务中可能出现的极端值会造成评估结果偏差的情况, 构建区间变权函数, 建立风险因素数据归一化标准; 针对传统云模型在风险评估中期望Ex对评估结果产生的过强影响作用, 采取区间形式进行弱化, 并根据属性数学理论改进区间云模型数字特征确定方法; 实例验证方法的合理性和有效性。
任务风险评估 变权理论 区间云 空投 task risk assessment variable weight theory cloud model airdrop
水系沉积物中重金属元素的生态风险评价对流域重金属的污染程度和迁移转化规律等研究具有十分重要的意义。 北运河是京津冀地区重要的纳污河道, 全流域重金属的分布特征和生态风险尚不清楚。 为全面了解北运河全流域沉积物中重金属的赋存水平, 该研究在上、 中、 下游共选取17个国控及省控断面采集表层沉积物。 使用王水提取-水浴消解以及连续提取法对沉积物样品进行前处理, 电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)同时测定As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb和Zn八种元素的含量及形态, 并对其进行生态风险评价。 结果表明, 北运河表层沉积物中重金属平均含量为Mn>Pb>Zn>Cu>Cr>Ni>Cd>As。 重金属元素Pb, Zn和Cu平均含量高于背景值, 其中Pb元素平均含量为背景值4倍以上。 不同重金属空间变化差异性较大, 中下游含量相对较高。 通过形态分析发现, Cd和Zn元素的形态以酸可溶态和可还原态为主, 生物活性较强, 对环境危害较大; As, Mn, Cr, Cu, Ni和Pb元素的形态以可氧化态和残渣态为主, 生物活性较弱, 对环境危害较小。 地质累积指数(Igeo)表明重金属外源污染严重, Pb(Igeo=2.24)污染水平较重, Cu(Igeo=1.44)和Cd(Igeo=1.45)污染水平中等, Zn(Igeo=0.99)污染水平较轻, 其他元素均处于无污染水平。 潜在生态风险指数表明, 北运河流域表层沉积物重金属的综合生态风险较低, 仅有Cd元素的存在使北运河具有中等风险, 其他元素均未给北运河带来风险(低风险)。 主成分分析表明北运河流域表层沉积物重金属主要来源于农药和化肥的不合理使用、 大气沉降以及工业与交通的排放。 与我国其他典型流域相比, 北运河流域表层沉积物重金属含量相对较低, 这主要归因于近些年来京津冀地区产业结构调整、 大气污染控制以及河道修复工作的有效实施, 该研究可为后续北运河治理和管理提供数据支持。
沉积物 重金属 形态分析 风险评价 源解析 ICP-OES Surface sediments Heavy metals Speciation analysis Ecological risk assessment Source apportionment ICP-OES 光谱学与光谱分析
2020, 40(12): 3912
西安交通大学 陕西省智能电网重点实验室, 西安 710049
地磁扰动会在高压电网中诱发产生地磁感应电流(GIC)，使得电力变压器等发生相继故障，从而导致电力系统崩溃或者引起大停电事故，研究地磁暴条件下电网连锁故障风险评估能够为预防其引起的电网事故提供重要参考。对地磁暴条件下电网连锁故障的机理进行了分析，提出了地磁暴条件下电网连锁故障风险评估流程，该流程可以识别各个地磁暴条件下电网的薄弱环节；利用系统的负荷削减量来评估连锁故障各个阶段对系统的危害，同时利用给定地磁暴条件下该薄弱环节导致电力系统崩溃所削减的临界负荷量来评估其对电力系统的危害。利用IEEE-RTS79系统对于所提出的流程进行验证，验证结果表明所提出流程的可行性和有效性，所得结果可以为量化和防范地磁暴电网风险提供参考。
地磁暴 地磁感应电流 连锁故障 风险评估 负荷削减 脆性理论 geomagnetic storm geomagnetically induced current cascading failure risk assessment load shedding brittleness theory 强激光与粒子束
2019, 31(7): 070015
1 中央民族大学生命与环境科学学院, 北京 100081
2 中央民族大学北京市食品环境与健康工程技术研究中心, 北京 100081
重金属污染已经成为全球性问题, 由于其毒性、 持久性和在食物链中的生物富集特点, 对水生环境构成严重威胁。 本研究选取乌梁素海为研究区域, 采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定、 分析了该湖泊中上覆水、 沉积物、 龙须眼子菜、 芦苇和四种鱼类样品中重金属的含量, 以探究其空间分布、 富集特征、 风险评估和可能的来源。 结果表明: (1) Cr, Ni, Cu, Mn, Pb和Zn的平均含量大小顺序为: 沉积物>龙须眼子菜(沉水植物) >芦苇(挺水植物) >鱼类>上覆水; 但是上覆水中As的浓度高于芦苇和鱼类。 芦苇中Cd的含量几乎是普通植物的50倍, 且鱼类中Cd的含量是中国允许标准阈值的3.3倍。 因此, 推测Cd可能通过食物链生物累积对鱼类和人类的健康造成潜在危害。 (2) 在沉积物中, As和Cd属于中度严重的富集程度。 龙须眼子菜具有较高的生物富集因子(BCF)和较低的生物-沉积物积累因子(BASF), 表明该物种更有可能从上覆水中积累重金属, 并可以作为超积累植物去除乌梁素海的重金属。 (3) 沉积物中的Eri和RI值表明, Cd具有相当高的生态风险, 可能对周围环境产生高风险。 由于湖泊的入口、 出口处及西北部重金属污染程度较高, 因此应被当作金属污染监测和管理的优先区域。 (4) 重金属源解析结果表明, Zn和Cd是来自采矿和工业废水, 而As与农业的面源污染有关。 本研究结果可为改善水环境质量、 减少重金属污染对乌梁素海和黄河水质管理带来的风险提供重要信息。
重金属 富集系数 风险评价 乌梁素海 电感耦合等离子体质谱法 Heavy metals Enrichment factors Risk assessment The Wuliangsuhai Lake Inductively coupled plasma mass spectrometry
1 中央民族大学生命与环境科学学院, 北京100081
2 国家环境保护部清洁生产中心, 中国环境科学研究院, 北京100012
3 中央民族大学北京市食品环境与健康工程技术研究中心, 北京100081
到目前为止, 关于水环境中重金属浓度和形态分布的研究有许多报道。 但是关于黄河上游, 特别是对黄河甘宁蒙段区域重金属的研究报道仍需进一步深入。 在相关研究工作的基础上, 使用HR-ICP-MS和BCR连续提取法主要对2011年丰水期黄河甘宁蒙段12个采样点表层沉积物Cd, Pb, Cr, V, Co, Ni, Cu和Zn重金属元素的含量, 形态和潜在风险进行测定与分析。 结果表明: 所有采样点各重金属元素含量顺序相同: Cr>V>Zn>Cu>Ni>Pb>Co>Cd, 与各采样点所在区域土壤中背景值相比, S5采样点Cd元素的含量水平最高(1.30 μg·g-1) 约为背景值(0.103 μg·g-1)的13倍。 通过Igeo对重金属进行污染评价, 结果显示S5采样点Cd元素为强污染水平(Igeo=3.08), 内蒙古段四个采样点(S1—S4)Cd表现为中强度污染水平, Igeo位于2.02~2.90之间; 此外, 富集因子(EF)评价结果发现, 研究区域表层沉积物中八种重金属均受到人为活动的污染。 根据潜在生态风险指数(RI)结果, S5和S3采样点为高生态风险, 其他采样点为中等生态风险。 BCR连续提取法结果显示Cd的有效性最高, 其次为Co和Ni, V和Cr有效性最低。 根据形态分析风险评估准则 (RAC), Cd在S1—S4采样点有高风险, 在S5采样点有很高风险; 而对于Ni和Co来说, 12个采样点中均表现为中等风险。 研究结果和结论可为相关政府部门提供重要的研究信息。
重金属 潜在风险评估 黄河 Heavy metals BCR BCR Potential risk assessment The Yellow River 光谱学与光谱分析
2015, 35(10): 2963
1 广东省计划生育科学技术研究所生殖科, 广东 广州 510600
2 中南大学湘雅医学院生殖与干细胞工程研究所, 湖南 长沙 410081
根据精子库供精生育子代婚配过程的系统性分析, 采用大样本理论建立了供精导致近亲婚育概率模型与统计分析方法, 利用蒙特卡洛模拟验证了该模型与方法的有效性, 即: 通过估计供精者子代数量及其生活区域人口规模, 可计算供精导致近亲婚育的最大风险概率, 并分析出主要影响因素, 为分区域设置精子库和评估单个捐精者最大供精数的伦理风险提供新方法。
辅助生殖技术 近亲婚配 风险性评估 概率模型 assisted reproductive technology consanguineous marriage risk assessment probability model
1 中央民族大学生命与环境科学学院, 北京 100081
2 国家环境保护部清洁生产中心,中国环境科学研究院, 北京 100012
3 中国环境监测总站, 北京 100012
4 中央民族大学北京市食品环境与健康工程技术研究中心, 北京 100081
为连续、系统地研究不同年份丰水期黄河甘宁蒙段表层沉积物中重金属的含量、污染状况和潜在生态风险,在前期工作的基础上,采用三级四步提取法(BCR)和高分辨电感耦合等离子体质谱(HR-ICP-MS)对2012年丰水期黄河甘宁蒙段包头浮桥(S2)、石嘴山陶乐镇(S6)和乌金峡(S9)等10个采样点水体表层沉积物中Cd,Pb,Cr,Ni,Cu,V,Co,Zn和Mn九种重金属元素进行含量测定和形态分析,并对重金属元素的污染作出评价.结果表明:各重金属元素在每个采样点分布趋势相同,平均含量顺序依次为:Mn＞V＞Zn＞Cr＞Cu＞Ni＞Pb＞Co＞Cd;表层沉积物中重金属主要以残渣态形式存在,表明重金属的生物有效性低,对环境影响较小;地积累指数法 (Igeo) 的评价结果显示Cd元素的Igeo值最高,对环境污染程度较高,其余元素对环境影响较小,其中Mn元素影响最小;富集因子法(EF)评价结果表明,Cd和Cu元素在某些采样点表现为显著富集,尤其是Cd在S5点处EF值高达4.69,表明该点处Cd受人类活动影响较为明显,其余元素均为非富集元素,这与Igeo评价结果吻合;潜在生态风险指数法(RI)表明,黄河甘宁蒙段S1,S2和S5点的RI值在150~300之间,为中等危害范畴,其余各采样点RI值均小于150,为轻微危害.研究结果为相关部门提供可信的实验数据和理论依据,也为建立该河段泥沙-污染物输移数学模型和系统研究持久性有毒污染物迁移转化规律及环境评价提供技术支撑.
重金属 形态分析 污染评价 表层沉积物 黄河 Heavy metals Speciation Ecological risk assessment Sediment Yellow River 光谱学与光谱分析
2015, 35(4): 1062
1 Firat University, Sciences Faculty, Department of Chemistry, Elazig-Turkey
2 Carsamba State Hospital, Part of Children's Diseases, Carsamba, Samsun-Turkey
