DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 近年来，由于人类社会的发展，大量焚烧化石燃料，如煤、石油等，产生了大量CO 2 ，此外还有许多活动，如森林植被的砍伐与焚烧、机动车的使用量大幅度增加、人口数量剧增等，也将产生大量CO 2 等温室气体，这些温室气体将导致温室效应，使地球的温度上升。张志高等 [ 1 ] 研究表明近100年来，地球气候正在经历以全球变暖为主要特征的变化。温室效应将产生十分严重的后果，不仅使冰川消融，海平面上升，危及到人类的生存，而且将破坏生态系统，使全球降水量重新分配。温室气体会改变地表的能量平衡，使得部分地区气候异常，而出现洪涝和干旱等极端天气现象，也会增加地表的蒸发率，造成水资源的区域性短缺，使得全球干旱和半干旱地区有进一步变干的趋势，因此，温度的变化一直以来都是人类重点关注的问题。 陈隆勋等 [ 2 ] 研究表明，中国自20世纪40年代到达20世纪的第一个暖期后，50年代气温急剧下降，随后呈波动变化，80年代后，气温又急剧上升，90年代达到20世纪的第二个暖期，全国年平均气温50年中上升了0.3℃，但没有超过40年代的气温。新疆地域辽阔，有冰川约18，600条，河流570多条。天山是世界七大山系之一，平均海拔约4000 m，全长约2500 km，在中国新疆境内绵延大约1760 km，新疆天山又称雪山，因冬夏有雪而得名，其南坡雪线高度约为3900~4200 m，北坡雪线高度约为3500~3900 m。近年来，受温室效应和人类活动等因素的影响，天山冰川消融的速度逐渐加快，据研究，天山一号冰川平均每年退缩4~8 m，大气温度平均升高0.8℃，天山一号冰川的面积平均缩小14%。冰川消融使雪线呈升高趋势，对气候将产生很大影响。普宗朝等 [ 3 ] 通过分析乌鲁木齐市1971~2000年不同海拔高度气温、降水、无霜期及气温日较差等气候要素的变化趋势，指出乌鲁木齐市近30年来气温变暖率超过了全球及全国平均值，并且冬季变暖率以每10年增加0.701℃的趋势上升。冰川消融使固体水资源的储量减少，降水时空格局发生改变，对干旱区造成水资源短缺，新疆自然条件复杂，又具有明显的地域性特点，且生态系统薄弱，气候的异常变化会带来极端天气事件，如干旱、洪涝、暴雪等。对干旱地区的新疆来说，气候变暖、降水增加与其带来的灾害相比，有利的方面可能会更多一点，因为这会使农业带有向北推移的趋势 [ 4 ] 。 新疆位于中国的西北边陲，是中国陆地面积最大的省级行政区。其地处东经73˚40'~96˚18'，北纬34˚25'~48˚10'之间。由于新疆远离海洋，深居内陆，且受到四周地形的阻挡，湿润气团很难到达，所以形成了明显的温带大陆性气候，使新疆冬季严寒，夏季炎热，气温年差较大，日较差也很大，气候干燥，降水量少。乌鲁木齐地处东经86˚37'33~88˚58'24，北纬42˚45'32~45˚00'00，位于中国西北部，新疆中部，天山北麓，毗邻中亚各国，有“亚心之都”的称号。乌鲁木齐是世界上离海洋最远的城市，属温带大陆性干旱气候。气候干燥、降水少、蒸发量大，造成水资源短缺，制约了当地社会经济发展尤其是农牧业经济发展和生态环境保护 [ 5 ] [ 6 ] 。以统计年鉴数据为依据，通过对新疆乌鲁木齐市2008~2017年间年均温、月均温、年极端最高温、年极端最低温、年降水量、各月降水量、年均相对湿度进行统计，研究其近十年的气候变化趋势及其气候特征。
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user: 2. 资料来源与方法 2.1. 资料来源 平均气温、降水量、平均相对湿度等数据均源于中国统计年鉴。 2.2. 研究方法 查阅乌鲁木齐市2008~2017年间的各月气温、年均气温、年极端最高温、年极端最低温、各月降水量、年降水量及平均相对湿度等数据，利用Origin85软件做出年均气温、年降水量及年均相对湿度的图形，对年均相对湿度进行线性拟合，得出拟合方程，结合图形和拟合方程研究年均相对湿度的变化趋势；利用Excel软件得到年均气温的趋势线方程，由图形和趋势线方程得出十年内乌鲁木齐市气温的变化趋势和上升率；通过求平均值得到十年月均气温、月均降水量的数据，作差得到年极高温与年极低温之差的数据，整理数据并分别进行分析讨论，研究十年间乌鲁木齐市的气候变化状况。
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user: 4. 结论 近十年来，乌鲁木齐市年平均气温呈波动上升的趋势，气温年较差较大，平均年较差约37℃，最冷月与最热月差值很大，7月气温最高，1月气温最低，差值为36.87℃；年极端最高温和年极端最低温相差也很大，差值平均在60.6℃左右，且年极端最高温和年极端最低温都有上升的趋势，但年极端最低温上升幅度更大，说明乌鲁木齐市易发生干旱、暴雪等自然灾害；年降水量自2008年后显著增加，降水量主要集中在4月，而1月的降水量最少，年降水量相差较大，2015年降水量最多，为408.9 mm，2008年降水量最少，为171.8 mm，降水幅度差为237.1 mm，表明干旱和极端强降水等天气事件频发，年降水量有上升的趋势；年平均相对湿度逐渐升高。由此可预测，乌鲁木齐市的气候有朝着暖湿发展的趋势。
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user: 摘 要 电力物资协议库存执行过程中与供应商端协同并不密切，协议库存执行过程中未能很好的进行供应商履约执行情况监控及预警，常常造成协议库存执行均衡性差，对公司物力管理对标指标中协议库存按期完成率有一定程度影响，影响协议库存管理效率和效益。通过与供应商深入开展产能协同、库存协同，加强对供应商产能监控，建立可视化监控看板，提升协议库存分配效率和执行效率。 关键词 :协议库存，履约协同，可视化监控 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 协议库存采购流程长、物料数据多、重要性较强，本文通过研究设计供应商产能获取方式，建立供应商产能收集机制与供应商产能评估看板、库存能力评估看板，与供应商深入开展产能协同、库存协同提升协议库存分配效率和执行效率，提高物资采购供应的及时性。
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user: 2. 协议库存管理现状 2.1. 协议库存定义 协议库存是指对一定时期内采购需求进行预测，通过招标或非招标方式确定协议供应商、采购数量和采购金额，根据实际需求，以供货单方式分批或分期要求协议供应商按照规定时间提供相应数量的产品，并据此向协议供应商分批或分期结算货款。 与一单一采、批次招标等方式相比，协议库存采购对需求侧和供应侧的整合力度都明显加强。从需求整合的角度，协议库存对一定期间内的零星物资需求进行预估，将分散的物资需求组织起来进行一次采购，产生规模效应；从供应商整合的角度，通过稳定长期的供货与较大的供货量，与协议供应商建立稳定的合作关系 [ 1 ] 。 2.2. 协议库存履约现状 因协议库存物资的特殊性，需供应商在匹配执行后，再行供货事宜，导致部分物资存在供应问题。 一是协议库存分配存在空档期，影响物资排产和供货的及时性。存在上批次协议库存物资中标额度执行已超120%，而下一批的协议库存物资招标工作仍在进行或者库存协议在ERP系统中尚未生效的情况，造成部分物资采购申请的分配工作暂停，或者不得不通过同配同价方式分配给原中标供应商，而原供应商有时会因为原协议库存合同已执行完毕工厂没有备货，产能紧张，或者因原材料价格上涨无法接受原中标价格等多种因素导致前期沟通和核价谈判的时间延长，采购订单最终的生效时间比较滞后，从而造成对原定的施工计划带来一定的影响。 二是现有的协议库存订单自动匹配策略不完善。现有的协议库存订单分配是把供应商中标份额的“执行余额”作为判定依据。因此，这样就容易造成在某一个时间段内，同一家供应商可能一下子被分配到超出其正常产能的订单，从而导致无法满足所有工程的交货期要求；或者由于工程延期，某一家供应商事先已经积压了大量的订单需要在某一个时间段内交货，但突然又被分配到一些订单需要在同一个时间段进行交货，这样一来就造成供应商无法正常履约。
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user: 3. 协议库存履约协同影响因素 3.1. 物料数据标准不统一 电力物资品类众多，电力公司内部拥有成熟的物资编码体系，同时各供应商也拥有自己的一套物料编码体系，而供应商不只有电力企业一种客户，还涵盖其他行业或类似行业的其他客户，因此，物料编码就变得多种多样，这对供应商履约协同造成一大困难。 3.2. 供应商协同沟通不完善 由于协议库存物资的特殊性，需供应商在匹配执行后，再行供货事宜，供应商排产计划、产能安排、产品库存等相关信息对协议库存精准分配至关重要，但目前缺乏相应的信息协同方式，对供应商的产能监控及需求计划信息传达依靠电话、邮件等传统方式，并且存在时间延误等问题，导致履约供货不及时或供货质量不高。 3.3. 协议库存执行管控粗放 以往的物资协议库存供应商产能及库存能力评估管理没有相关模块，未能形成对物资计划和采购管理工作指导，而且物资管理部门与供应商之间缺乏便捷性的沟通协作机制，使得项目对物资管理环节的统筹考虑不多，物资供应侧不能准确把握物资需求情况，物资需求侧无法感知供应商产能，进而供需协同的工作做起来就会有一定难度。 3.4. “互联网+”技术应用不全面 “互联网+”技术是利用信息通信技术以及互联网平台，让互联网与传统行业进行深度融合，创造新的发展生态。电力公司已经建成以电子商务平台和企业资源管理系统为主，电商采购平台等为支撑的采购管理信息系统，实现新技术在采购供应及公司管理的深入应用，但在内外部协同方面，仍然未建立高度集成的信息平台，对协议库存履约协同管理存在很大提升空间。
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user: 4. 协议库存履约协同机制构建 4.1. 物料数据标准统一 在数字世界里，商品数据的全球统一、规范和一致性，对于整个供应链的贸易各方至关重要。按照国际标准统一商品数据格式，建立好标准规范化数据将助企业一臂之力 [ 2 ] 。通过与供应商协同，选取典型物料，统一产成品、半成品、物料BOOM的数据编码标准及规格参数，建立简单适用、规范合理，且识别性高、扩展性强的唯一性编码 [ 3 ] ，既能建立统一采购技术规范、生产技术质量要求，达到严格制造、标准化制造的目的，又能解决企业间信息编码混乱，解读复杂的问题，为供应商协议库存履约协同打下基础。 4.2. 数据传递优化 由于市场上供应商信息科技水平不一，需充分考虑这一现状，建立适用不同供应商的信息数据传递机制。 1) 网络抓取 合作协同供应商将自己的产线排产计划和库存数据存储于静态数据网页，向电力公司提供相应的授权，由电力公司通过外部智能供应商服务平台利用网络技术获取供应商专门提供的存储数据，从而获得供应商产能和库存数据。这类方法适用于具有简单信息技术能力的供应商。 2) 电子数据交换EDI 电子数据交换 EDI具有相应的数据传输协议，通过协同供应商统一应用标准的电子数据交换传输协议，在供应商端的生产管理系统和库存管理系统开发建立数据传输系统接口，连接公司智能供应商服务平台，双方通过电子数据交换实现供应商产能信息和库存信息的实时传输，从而获得供应商产能和库存数据。这类方法适用于具有较为先进成熟信息管理系统的供应商。 4.3. 供应商服务平台建设 “互联网+”是指利用互联网的平台、信息通信技术把互联网和包括传统行业在内的各行各业结合起来，把孤岛式创新、数据连接起来。借助“互联网+”能够把物资需求侧和供应侧紧密连接起来，打通内外部联系通道，通过数据采集、传递、处理、分析等，使需求侧与供应侧的互动更加便捷、信息更加准确、管理更加优化，提升内外双方在整个供应链的活跃程度，推动智慧供应链发展。 通过“互联网+”技术构建智能供应商服务平台，可以在线建立供应商与电力公司之间信息沟通渠道，解决信息传递不畅、信息真实性不高的问题。 通过对接供应商生产及库存管理系统，实现供应商产能及库存信息实时或定时自动上传、更新，在协议库存分配履约过程中应用这些数据信息，有效调整协议库存分配策略，降低被分配到超出其正常产能的订单问题。同时电力公司通过在线传递需求计划信息，提升信息传递效率，降低供应商库存备货不及时问题。 同时智能供应商服务平台围绕企业采购业务所展开，是一种以“扩展协作互助的伙伴关系、共同开拓和扩大市场份额、实现双赢”为导向的企业管理机制，同时也是一种先进的管理思想和方法。 4.4. 协议库存履约可视化监控 通过智能供应商服务平台接入的数据，了解供应商生产、库存信息，甚至不同物资类别的每日及月度的生产量、检测量、库存量等(见图1)，通过与公司需求计划进行匹配对比，建立供应商产能及库存履约能力评估看板，协议库存分配管理人员在执行分配过程中通过参考评估的供应商产能及库存履约能力，结合需求计划，使分配更加合理科学。 图1. 协议库存履约可视化监控
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user: 5. 总结与展望 通过积极与供应商等供应链伙伴开展信息集成、业务协作和资源共享，加强业务合作的紧密度，并不断缩小各企业信息化程度的差异，以此来整体推动公司供应链生态圈的网络化、促进公司供应链上下游企业高效协作，实现公司内外部和谐共赢，达到高效协同促进物资供应优化提升的目标。 同时，以电力公司现有业务处理系统为支撑点，通过智能供应商服务平台，可以为各类供应商提供业务受理、信息查询、业务咨询、缴费、结算、投诉建议及宣传推广等服务，在提供便利服务的同时，降低公司运营成本。 但是协议库存作为保障电力物资供应的重要采购方式，在执行的过程中会面对各类问题的发生。针对复杂而变化的问题，现有协议库存供应商产能及库存履约监控可能会存在不满足解决未来发生问题的情况。随着日益变化的需求及相关采购问题的出现，针对协议库存采购模式，要做好相关管理标准文件的及时更新、涉及多方问题的及时探讨、需求变化的合理预测等工作。在不断优化的过程中，做好协议库存物资采购的精益化管理。同时未来可以通过研究以网络化为关键点，加强资源协同共享，促进设计单位、制造厂商、第三方物流、质量检测机构在同一平台信息协同、共享与追溯，企业间、产业间、地域间资源统筹，避免产能过剩与成本浪费，促进行业供应链降本增效。
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user: 摘 要 为了评价湖北汉江生态经济带水环境承载力，在DPSIRM概念框架的基础上，构建了水环境承载力评价指标体系，较全面、系统地分析评价了2007~2016年湖北汉江生态经济带水环境承载力的变化趋势及影响因素。研究结果表明：2007~2016年湖北汉江生态经济带水环境承载力综合指数呈上升态势，评价等级从2007年IV级转变为2016年II级，表明了水环境承载力在逐步提高；驱动力目标层对水环境承载力的影响比重最高，评价指数上升幅度最大，压力目标层和管理目标层次之，表明驱动力目标层是影响湖北汉江生态经济带水环境承载力的最重要因子；对水环境承载力影响程度最大的6个指标层依次为：人均GDP、单位GDP能耗、农田灌溉亩均用水量、人均日生活用水量、单位耕地面积化肥施用量和环境污染治理投资占GDP比重。研究结果对湖北汉江生态经济带水环境改善、水资源合理利用和生态环境建设具有一定的理论参考价值和实践指导意义。 关键词 :DPSIRM模型，变异系数法，水环境承载力，汉江生态经济带 Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 水环境是生态环境系统的重要组成部分，是人类赖以生存和发展必不可少的条件之一。水环境承载力直接关系到整个生态环境系统的安全和人类社会的可持续发展 [ 1 ] ，被认为是衡量社会经济发展与水环境协调程度的重要指标 [ 2 ] 。如今水资源短缺和水环境恶化已成为全球性的严峻问题，成为制约区域可持续发展的重要因素 [ 3 ] 。近年来，我国学者对水环境承载力的研究方法和计算模型等方面进行了积极探索，取得了很大进展，如：刑有凯等采用向量模法评价了北京市2000~2005年的水环境承载力，指出水资源紧缺是制约北京市发展的重要原因 [ 4 ] ；徐志青等用熵权法和障碍度模型对2015年珠三角地区的水环境承载力和障碍指标进行了评价分析，提出提高其水环境承载力的建议 [ 5 ] ；胡溪等对2016年长江经济带的水环境承载力进行评价，并进行了超载成因的分析 [ 6 ] ；张静等用灰色关联度和主成分分析法对宁夏2010~2015年水环境承载力进行了计算，分析出影响其水环境承载力的主要因素 [ 7 ] 。 目前国内对水环境承载力的研究在时间尺度上多偏重于时间断面或短时期的探讨，长时间序列的演化研究比对较少 [ 8 ] 。汉江生态经济带在实施“一带一路”、京津冀协同发展、长江经济带三大战略中发挥着承东启西，呼应南北的枢纽作用，具有十分重要的战略地位，其作为南水北调中线工程水源地，是我国重要的绿色生态屏障，是维护我国用水安全的重要力量。但是随着调水的进行，汉江生态经济带在水量、水质、农田灌溉、工农业生产及城市发展等方面受到了不同程度的影响。至今对湖北汉江生态经济带水环境承载力的评价研究还鲜为报道。因此本文运用DPSIRM框架模型，引入变异系数法进行权重赋值，对2007~2016年湖北汉江生态经济带水环境承载力进行综合评价，旨在为水环境管理提供决策依据，对确保“一库清水北送”、“一江清水东流”具有重要的实践指导意义。
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user: 2. 研究区概况与数据来源 2.1. 研究区概况 湖北汉江生态经济带位于我国中部腹心，属于亚热带季风区，河湖密集，流域面积达6.3万km 3 ，占全省国土面积的34%，流域内涵盖了十堰市、襄阳市、荆门市、随州市、天门市、仙桃市、潜江市、孝感市、武汉市和神农架林区，自然资源丰富，生态条件优越，是我国重要的粮食主产区和生态功能区；经济基础雄厚，矿产资源富集，产业发展迅速，在湖北省经济社会发展格局中具有突出的带动作用；汉江生态经济带是连接长江经济带和新丝绸之路经济带的一条战略通道。但是近年来，汉江中下游流量因调水减少26.9%，水资源过度开发带来的环境问题凸显，一些河湖的生态环境系统性、完整性遭到破坏；在流量减少情况下，仍实施六级梯级开发，干流流速降低，水体自净能力下降 [ 9 ] ，对汉江生态经济带的可持续发展形成了巨大挑战。 2.2. 数据来源 本文所涉及的数据主要来自2007~2016年的《湖北省统计年鉴》、《十堰市统计年鉴》、《神农架林区统计年鉴》、《襄阳市统计年鉴》、《荆门市统计年鉴》、《随州市统计年鉴》、《天门市统计年鉴》、《仙桃市统计年鉴》、《潜江市统计年鉴》、《孝感市统计年鉴》和《武汉市统计年鉴》等，少部分数据来自各相关部门的官方网站和新闻报道或者通过趋势预测获取。
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user: 3. 研究方法 3.1. 指标体系的构建 常见的指标体系构建方法有压力–状态–响应模型 [ 10 ] (Pressure-State-Response， PSR)、驱动力–状态–响应模型 [ 11 ] (Driving-State-Response， DSR)、驱动力–压力–状态–影响–响应模型 [ 12 ] (Driving-Pressure-State-Impact-Response， DPSIR)以及驱动力–压力–状态–影响–响应–管理模型 (Driving-Pressure-State-Impact-Response-Management， DPSIRM)。其中，DPSIRM模型可以综合考虑影响水环境系统的经济、社会、生态、环境等因素，凸显水环境系统的内在机理，能更大程度上完整、科学地反映系统内部各要素之间的关系，突出自然环境、资源与人类的耦合关系，从而增强对水环境系统内各要素的统筹管理 [ 13 ] 。因此，本文采用DPSIRM模型描述湖北汉江生态经济带水环境系统，为湖北汉江生态经济带规划和人口社会经济发展下的水环境管理提供有效反馈。DPSIRM模型是由驱动力子系统(D)、压力子系统(P)、状态子系统(S)、影响子系统(I)、响应子系统(R)以及管理子系统(M) 6部分构成(如图1)。 水环境承载力状况与经济、社会的发展密切相关，直接关系到汉江生态经济带的可持续发展。因此，科学、合理的水环境承载力综合评价指标体系是评判水环境承载能力的重要依据，也是对水资源进行合理开发与科学管理的关键。在DPSIRM模型的理论基础上，根据汉江生态经济带水环境特点和利用现状，参考了相关文献 [ 1 ] [ 14 ] ，遵循指标选取的政策相关性、完整性、科学性和可操作性等原则 [ 1 ] ，选取了湖北汉江生态经济带涵盖的10个城市，分别为：十堰市、神农架林区、襄阳市、荆门市、随州市、天门市、仙桃市、潜江市、孝感市、武汉市，建立了水环境承载力评价指标体系，该体系由17个单项指标组成，如表1所示。 图1. 水环境承载力DPSIRM框架模型 Table 1 Evaluation index system for water environment carrying capacity of Hanjiang ecological economic bel 目标层 序号 指标层 指标属性 含义 权重 驱动力D X 1 人均GDP (元) + 反映区域经济发展水平 0.102 X 2 人口密度(人/km 2 ) - 人口越稠密，水资源需求量越大 0.005 X 3 城镇化率(%) - 反映城市化水平 0.027 X 4 单位GDP能耗(t标准煤/万元) - 反映经济结构和能源利用效率的变化 0.146 X 5 农田灌溉亩均用水量(m 3 ) - 反映农业灌溉发展水平 0.115 压力 P X 6 人均日生活用水量(L) - 反映居民的节水观念 0.130 X 7 万元工业增加值用水量(m 3 /万元) - 反映经济发展的用水效率 0.026 X 8 万元GDP用水量(m 3 /万元) - 反映生产用水水平 0.026 X 9 单位耕地面积化肥施用量(kg/hm 2 ) - 反映化肥中氮磷元素对水体富营养化的作用 0.088 状态 S X 10 氨氮(mg/L) - 反映水体中有机及无机可氧化物质污染 0.054 X 11 高锰酸盐指数(mg/L) - 反映水体中有机及无机可氧化物质污染 0.053 影响 I X 12 人均水资源量(m 3 /人) - 反映区域水资源丰、缺情况和发展潜力 0.033 X 13 森林覆盖率(%) - 反映森林资源的丰富程度和生态平衡状况 0.009 响应 R X 14 污水处理率(%) - 反映污水排放对环境的影响 0.024 X 15 工业废水排放达标率(%) - 反映工业废水对环境的影响 0.003 管理 M X 16 绿化覆盖率(%) - 反映区域的绿化水平 0.005 X 17 环境污染治理投资占GDP比重(%) - 反映环境保护投入的力度 0.153 表1. 汉江生态经济带水环境承载力评价指标体系 3.2. 单指标评价指数计算 为消除由评价指标数据量纲不同产生的影响，在评价之前需对指标数据进行标准化处理，使指标值介于[0， 1]之间，本文采用极差标准化方法 [ 14 ] ： 越大越优型(正向指标)： I i = { 0 X i < X i m X i − X i m X i M − X i m X i m ≤ X i ≤ X i M 1 X i > X i M (1) 越小越优型(负向指标)： I i = { 1 X i < X i m 1 − X i − X i m X i M − X i m X i m ≤ X i ≤ X i M 0 X i > X i M (2) (式中：X i 为第i个指标的实际值，X im 和X iM 分别是为指标i设置的极小值和极大值)。 3.3. 指标权重的确定 确定评价指标体系权重的方法有很多，常见的方法大致可以分为三大类：主观赋权法、客观赋权法和组合赋权法。为不以人的主观判断为依据，避免专家赋权的偏向性，可以较为客观地反映指标的相对重要性 [ 14 ] ，本文选取客观赋权法——变异系数法来确定各指标的权重。 变异系数法是指在多指标综合评价中，如果某项指标在所有被评价对象上观测值的变异程度较大，它能够明确地区分开各被评价对象在该方面的水平，则该指标应赋予较大的权重；反之，则应赋予较小的权重 [ 15 ] 。各指标的变异系数和权重计算公式如下： V i = σ i / X ¯ i (3) W i = V i / ∑ i = 1 n V i (4) (式中： σ i 为第i项指标的标准差； X ¯ i 为第i项指标的平均值；V i 为第i项指标的变异系数)。 水环境承载力评价指数计算公式为 [ 14 ] ： F = ∑ i = 1 n W i • I i (5) (式中：I i 为第i个指标的标准值；W i 为指标i的权重)。
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user: 4. 汉江生态经济带水环境承载力评价与分析 通过查阅统计年鉴得到2007~2016年十堰市、神农架林区、襄阳市、荆门市、随州市、天门市、仙桃市、潜江市、孝感市和武汉市各市相关的统计数据，将每年各市各指标数据平均，得到湖北汉江生态经济带2007~2016年水环境承载力各指标数据。将得到的湖北汉江生态经济带2007~2016年的数据代入上式(1)~(5)，即得到各指标的权重，如表1所示。 将湖北汉江生态经济带水环境承载力评价指标体系数据代入公式(1)~(5)，参考文献 [ 14 ] 评价指标等级划分标准，结合表1确定的各指标权重，计算得出水环境承载力等级的分级标准： F V ( 弱 ) ∈ ( 0 ， 0.2453 ) ， F I V ( 较 弱 ) ∈ ( 0.2453 ， 0.3668 ) ， F III ( 一 般 ) ∈ ( 0.3668 ， 0.4985 ) ， F II ( 较 强 ) ∈ ( 0.4985 ， 0.6100 ) ， F I ( 强 ) ∈ ( 0.6100 ， 0.7546 ) 。 通过将收集到的10个城市的2007~2016年的指标数据平均，得到2007~2016年湖北汉江生态经济带水环境承载力各指标数据，代入公式(1)~(5)，结合表1确定的各指标权重，可以计算得出2007~2016年的湖北汉江生态经济带水环境承载力综合评价指数，并依据分级标准赋予对应的评价等级，如图2所示。 图2. 2007~2016年水环境承载力评价指数(F) 可以看出，湖北汉江生态经济带水环境承载力评价指数最小值和最大值分别为0.2804和0.6061，2007~2016年水环境承载力水平呈上升趋势，评价等级从2007年IV级(较弱)转变为2016年II级(较强)，水环境有了显著的改善。2007~2013年湖北汉江生态经济带水环境承载力指数增长的速度较慢，但是在2013年之后水环境承载力以年均12%的速度增长，究其原因，主要是因为在2013年湖北省委十届三次会议上，提出要继续实施“两圈一带”区域发展战略，推动“两圈两带”区域发展格局形成，标志湖北汉江生态经济带开放开发正式上升为省级战略，相关部门致力于水生态保护管理体制的加强和创新、加大资源整合力度、建立生态补偿机制、开展“绿色、民生、经济”三位一体考核等措施，有效地促进了湖北汉江生态经济带社会经济发展与水环境的协调发展。 如图3所示，可以看出各个目标层对水环境承载力评价结果的贡献率大小：驱动力(D)目标层所起的作用最为显著，压力(P)目标层次之，其次是管理(M)目标层和状态(S)目标层，影响(I)和响应(R)的作用相对较小。 图3. 各目标层权重比例 由图4可以看出，驱动力(D)目标层评价指数明显呈上升趋势，压力(P)目标层指数和影响(I)目标层指数出现波动情况，状态(S)和响应(R)目标层指数均趋于一个较稳定的态势，管理(M)目标层评价指数总体呈增长趋势。驱动力(D)目标层评价指数上升幅度最大，压力(P)目标层和管理(M)目标层评价指数紧随其后，表明2007~2016年湖北汉江生态经济带经济、社会的快速发展水平，及其对工农经济发展的承载能力的不断增强，此外，政府提出的发展战略得到了相关部门的积极响应，更加有效地促进了湖北汉江生态经济带社会经济发展与水环境的协调。 图4. 各目标层评价指数 在驱动力(D)指标层中，人均GDP、单位GDP能耗、农田灌溉亩均用水量所占的比重较大，其中人均GDP和单位GDP能耗为主要的制约因素，汉江生态经济带经济的快速发展，人口不断地增多，对能源利用效率的逐步提高，使得驱动力(D)目标层评价指数显著的增长。 在压力(P)指标层中，具有最显著影响的指标为单位耕地面积化肥施用量，2007~2016年汉江生态经济带的耕地化肥施用量在不断减少，压力(P)目标层总指数在不断的上升，可以看出农业生产对水环境的污染强度都是在减小的。 在状态(S)指标层中，依据《地表水环境质量标准》 (GB3838-2002)的分级进行分析，可以看出：高锰酸盐指数在2007~2016年一直处于地表水II类水质标准，氨氮指标也一直处在II类水质标准，表明湖北汉江生态经济带的水环境处于良好状态。 在影响(I)指标层中有两个指标：人均水资源量和森林覆盖率，人均水资源量评价指数在2007~2016年处于较稳定的状态，而森林覆盖率的评价指数则不是很稳定，其中2012年和2013年评价指数最小，森林对水源有很好的涵养作用，因此需加大对自然资源的保护和绿化。 在响应(R)指标层中，起制约作用的指标是污水处理率，其评价指数呈增长趋势，2007~2016年湖北汉江生态经济带污水处理率在不断的提高。 在管理(M)指标层中，包含绿化覆盖率和环境污染治理投资占GDP比重两个指标，其中起制约作用的是环境污染治理投资占GDP比重，该指标的评价指数在2007年和2008年几乎为0，2009年之后该指标才有了投入，在2013年湖北省委十届三次会议上提出推动“两圈两带”区域发展格局战略之后，汉江生态经济带环境污染治理投资占GDP比重评价指数开始呈上升的趋势，管理(M)指标层评价指数也开始不断增长，因此，在治理湖北汉江生态经济带水环境问题上，需进一步加强管理方面的有效措施。
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user: 5. 结论 通过对湖北汉江生态经济带水环境承载力研究评价表明：2007~2016年湖北汉江生态经济带水环境承载力水平在不断地提高，评价等级从IV级(较弱)转变为II级(较强)，水环境有了显著的改善。随着“十三五”规划中“加强水环境保护和治理，推进汉江生态经济带建设”和习近平总书记指出“长江经济带建设要共抓大保护、不搞大开发”战略的提出，水环境承载力势必成为汉江生态经济带可持续发展的制约因素。本文基于DPSIRM概念框架建立了评价指标体系，对湖北汉江生态经济带水环境承载力较全面、系统地分析了其变化的趋势及影响因素，反映了湖北汉江生态经济带社会经济发展与水环境协调之间的程度，对其水环境管理、水资源合理利用及社会经济的可持续发展具有一定的实际意义和参考价值。
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user: 摘 要 本文进一步考证了“活水”的由来，提升了“活水”的科学内涵，提炼了“活水”的交换、运送和净化等生态功能。总结了“活水”在水产养殖中六个方面的应用价值，包括：扩大养殖空间、延伸养殖时间、提高饲料效率、提升抗病能力、改善水产品风味与食用安全性和降低养殖风险等，进而提高养殖产量和产品质量安全，提升效益水平。提出了与“活水”相匹配的系统化养殖方法。包括：清除过多沉积淤泥，为制造“活水”打好基础；选择宽敞养殖水体，设计合理养殖结构；设计采用节能方法，制造廉价“活水”；借助微生物作用，提升生态系统“活性”；合理设置“活水”机械，防范养殖风险等应用“活水”提升养殖效益的系统方法。另外，还研究了采用“活水”养殖水产动物过程中应注意的七个问题。 关键词 :活水，生态功能，水产养殖，应用价值，应用方法 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 水产养殖业的根本目的在于，在单位养殖水体内，以尽可能少的物质消耗，生产出尽可能多的、符合社会需要的、价值较高的安全水产品。但是，随着水产养殖水平的提高，大量饵料、肥料、渔药等物质投入，带来大量有机废物沉积或溶解于养殖水体中，造成大量“氧债”累积 [ 1 ] ，有毒有害物质增加和溶解氧供求矛盾激化，限制水体养殖容量 [ 2 ] ，加大了“浮头”、“泛塘”和水产病害风险。“活水”作为微速循环流动状态和能量转换与物质循环处于活跃状态的水 [ 3 ] ，有利于消除有毒有害物质，增加水体溶解氧，是水产动物最为喜欢的生活环境，因此，“活水”在水产养殖中具有巨大的应用价值。
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user: 4. “活水”在水产养殖中的应用方法 养殖水质调控的根本方法和最终目标在于培养“活水”，消除“氧债”，从而根本上解决溶解氧的瓶颈问题，促进水产动物健康快速成长，降低生产成本和能源消耗，提高产品质量安全，提升养殖经济效益。 4.1. 清除过多沉积淤泥，为制造“活水”打好基础 现行水产养殖方式都是高投入、高产出、高风险的生产方式，每年都会有大量残饵、粪便及生物尸体等有机物沉积水底化为淤泥，成为养殖水体中“氧债”的主要来源和“浮头”、“泛塘”事故的根源。如果数年不清塘，淤泥便会大量沉积，在生产季节使养殖水体长期处于缺氧或低氧状态，这种高度富营养化水质，甚至是劣Ⅴ类的黑臭水体，是不适宜大部分水生生物生存，制造“活水”便失去了意义。因此，经多年养殖的池塘等水体，一是要彻底清淤。通过冬春养殖休闲季节挖除多年有机物积存积淀的淤泥；二是冬闲的养殖水体及时排干水体，经深层耕翻后，或再经“风吹、日晒、夜冻”，使塘底淤泥中有机物充分氧化还原。三是使用氧化消毒剂。如使用生石灰、漂白粉、强氯精、二氧化氯等具有强氧化作用的消毒剂，使底泥中的有机物迅速氧化。以上几项措施，可以避免淤泥中有机物沉积在养殖过程中耗氧，而减少“总氧债” [ 1 ]。这是制造“活水”，科学调控养殖水质的首要措施。 4.2. 设计采用节能方法，制造廉价“活水” 工厂化流水养殖或大量配置增氧机械都能造就“活水”，解决养殖水体中溶解氧瓶颈问题，提高单位水体水产养殖容量和经济效益。但这两种情形都会带来高耗能、高成本，不适合中国国情和世界水产养殖业发展趋势。只有在低耗能情况下形成物理态“活水”(微速循环流水)，才能在我国乃至世界范围内广泛推广应用。这必须根据水这种特殊液体的流体力学特征，选择简易节能的机械方法来制造“活水”。水作为一类典型液体(流体)，具有以下物理特征。一是惯性大。水的密度是空气密度的772倍，水一旦处于运动状态便蕴藏着丰富的动能，拥有巨大的惯性，所以，江河进入平原仍然滚滚向前，洪水胜似猛兽，海啸摧古拉朽。二是摩擦力小。运动中的水不会因为分子之间的摩擦而大量耗能，能够保持持续运动状态。航行在大海中的船舶，撤去动力后仍可以航行数公里或数十公里。三是可塑性强。流动中的水当遇到障碍物时，并不会象固体那样停止运动，而是改变方向后继续向前。四是慢速流动的水能量不易衰减。液体只有当超过一定速度时，才会产生“湍流”，造成额外的能量损耗。所以，尽管当今世界科技日新月异，正是由于水的上述流体力学特征，决定了河运、海运等水上运输仍然是当今最为经济的运输方式。新型活水机(也称耕水机)，通过加大划水量，降低划水速度，才能以极低的能耗，制造了物理状态的持续“活水(微速循环流动水流)”，带动了养殖水体的其他物理、化学和生物过程，使养殖水体成为保持运动状态和旺盛生命活动的“活水”。 4.3. 选择宽敞养殖水体，设计合理养殖结构 “活水”应用于水产养殖在于解决养殖水体底层缺氧，消除“氧债”，避免“浮头”、“泛塘”给水产养殖带来风险。“活水”的关键在于持续保持养殖水体的微速循环流动状态。如果水体空间过于狭小，或养殖水体中存在许多障碍物，便使在微速循环流动的“活水”不断遇到阻力，而归于停滞，养殖水体便难以持续维持“活水”状态。在这类水体中若要保持“活水”状态，则需消耗过多的能源。所以，采用“活水”养殖的水体必须是水域空间较大、并且是没有障碍物的宽敞型养殖水体。同时，为发挥“活水”状态下底层溶解氧较高的优势，应该特别选择那些经济价值较高的底栖型海、淡水养殖鱼类、虾类、贝类、蟹类、龟鳖类等，如鳜鱼、黄颡鱼、罗氏沼虾、南美白对虾、长江鮰鱼、河豚等等中高档水产动物。所以，在必须种植水草或设置网片等影响水体流动的栖息物、养殖河蟹、青虾、小龙虾等品种的养殖水体环境中不宜采用“活水”方式的。 4.4. 借助微生物作用，提升生态活性 浮游植物和有益菌在养殖水体物质转化和能量转换的生态循环中发挥着极其重要的作用。天然水体有机物输入少，生物密度低，多样性好，能够实现自我净化，维持动态平衡。而养殖水体作为人工生态系统，生物品种少，各类投入品种多、强度大，人工干预程度高，生态稳定性差。必须发挥微生物在水体物质循环和能量转换中的关键作用，才能保障水产养殖生态系统处于高效运转状态。因此，在养殖水体中应该及时补充衰减消亡后的浮游植物和有益菌等两类微生物，以保持其在养殖水体中较高密度和较强活力。一方面可以通过及时注水、换水等措施实现浮游植物的品种更新和新老交替，也可使用专用单细胞藻，补充数量，更新品种。微生态制剂使用方法现已基本成熟，主要是通过选择性使用芽胞杆菌、乳酸菌、光合细菌、酵母菌、放线菌等有益菌，使养殖水体有益菌达到较高密度，迅速完成养殖水体中有机物降解，防止有机物沉积造成“氧债”积存。由于微生物没有运动能力，只能依靠水体的运动实现位置转移。要提高微生态制剂应用效果，必须依赖微速循环流水状态的“活水”，使有益菌源源不断获得有机物和溶氧的补充，充分而“主动”地发挥净化水质的作用 [ 3 ] [ 8 ]。所以，微生态制剂实现净化水质的最佳效能和最优效果有赖于“活水”对有机物和溶氧源源不断的输送。 4.5. 合理设置“活水”机械，防范养殖风险 据试验，一般60~90瓦左右的活水机(也称耕水机)可负载养殖水面5~8亩左右，水体形状以正方形或圆形为最好，水体深度以1.5~2.5米为宜，从而有足够的空间，以利于最大限度的发挥活水机的“活水”功能，实现全水体(全水面、全水层)微速循环流水状态，将表层丰富的溶氧带到底层，又将底层丰富的有机物运送到上层、表层，从而使长期沉积在水底和淤泥中的有机物迅速“氧化还原” [ 3 ]。所以，如果是数年不清淤泥的养殖水体中初次使用活水机(也称耕水机)，在使用“活水”机械的最初一段时期(5~7天内)，便会将积压数年的“氧债”在此期间加速偿还，无疑会迅速增加耗氧，使养殖水域中溶解氧处于“入不衍出”的状态，极易出现“浮头”或“泛塘”。处置上述情况的方法，一种是在连续开启活水机(也称耕水机)的同时，连续5~7天全天24小时开启增氧机械，补充因“氧债”加速偿还所带来的溶解氧不足；另一种是在连续开启活水机(也称耕水机)的同时，在第1和第3、第5天隔天加量使用化学增氧剂，如“颗粒氧”和双氧水等，迅速消化长期积累的“氧债”，防泛“活水”机(也称耕水机)初期使用风险。如果是新建设或刚刚清淤后的养殖水体，则无须进行上述操作。
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user: 5. “活水”应用于水产养殖应注意的问题 5.1. 应选择宽敞并规则形养殖水体 “活水”的外在物理特征在于水体循环流动性。狭小的空间和形状不规则的养殖水体，容易给循环流动中的水增添阻力，并易形成死角，增加“活水”的能源消耗，影响“活水”的效果。因此，圆形、正方形及长方形，并且水深较大的养殖水体，将活水机(也称耕水机)设置在水体中心更能发挥效用。 5.2. 选择的养殖水体中不得有障碍物 养殖水体水底应保持平整或呈锅底形，不应有沟、埂(坎)等存在，以免阻挡水流或形成死角，影响“活水”效果。同时，养殖水体不得长有水草、设置网片等障碍物存在，以防阻挡水流，增加“活水”耗能。 5.3. 活水机应连续不间断开启 “活水”最关键的作用时间是白天，“活水”最重要的功能是消除“氧债”累积。只有在白天连续开启活水机(也称耕水机)，才能够提高水体底层溶解氧、及时偿还“氧债”，增加养殖水体溶解氧贮存量，减少表层溶解氧逸出浪费。同时，活水机也具有一定的辅助增氧作用。因此，活水机应24时连续不间断开启。如连续阴雨天气，也可在夜间停机，但切不可在白天停机。 5.4. 应选择养殖底栖型高档水产品 “活水”能增加水体底层溶解氧且持续保持较高水来，特别适用于虾蟹贝类和底层名贵鱼类养殖，并且由于活水机结构复杂、售价较高，一次性投资较大，因此，活水机应当用于生猛海鲜等高档水产品养殖。 5.5. 多年未清淤养殖水体应先行消除累积的“氧债” 多年未清淤的养殖水体，在使用活水机的初期会加速“氧债”偿还，必然加大养殖水体在短时间的耗氧，如不及时加大补充增氧，易引发“浮头”或“泛塘”事故。因此，淤泥较深的养殖水体在使用活水机的初期，应该连续开启增氧机械或使用化学增氧剂，以防范使用活水机(也称耕水机)初期加速偿还“氧债”的风险。 5.6. 阴雨天气及时补充增氧 活水机(也称耕水机)动力小，仅有辅助增氧作用。阴雨天气光照强度低，水生植物(主要是浮游植物)的光合作用弱，产生的氧气仅勉强能够供给水产动物白天呼吸之用，夜晚则须消耗水体中贮存的溶解氧，一般持续开启活水机的养殖水体贮存的溶解氧一般可供2~3个夜晚消耗。因此，应安装带增氧功能的增氧活水机，在阴雨天夜晚只须开启增氧活水机上的微孔增氧设备，就可补充阴雨天溶氧不足。如安装的是单一活水机养殖水体，如遇连续阴雨时间较长，且暴雨又造成了水质浑浊，应使用化学增氧剂补充增氧，或使用石灰或明矾澄清水质，提高光合作用效能，增加溶解氧来源。 5.7. 微生态制剂必须在晴天白天使用 使用微生态制剂能加速养殖水体有机物降解。微生态制剂中有益菌大多是好氧菌或兼性菌，使用后都须大量消耗氧气，因此应该在水生植物(主要是浮游植物)光合作用强烈、溶解氧供应充足的晴天白天时使用。切忌在夜晚或阴雨天气使用，以免因增加养殖水体耗氧造成“浮头”、“泛塘”事故。
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user: 6. 结语 综上所述，“活水”是水体保持微速循环流动、化学反应持续进行和生命代谢旺盛进行的水。在养殖“活水”中有机物处于不断产生和不断降解中，“氧债”也在不断产生和及时偿还中，水体中的N、P和C等营养物不断消耗和持续补充中，溶解氧的产生和消耗处于动态平衡状态，有毒有害物质虽偶有产生又快速消除，水质保持良好稳定状态，有利于水产动物快速健康成长，实现了水产养殖生态系统的良性循环。同时，“活水”养殖水产动物，降低了生产成本，提高了养殖产量、质量和效益，消除了水产养殖的“氧债”风险，预防或降低了“病害”风险，是可持续的绿色发展方式。另外，“活水”养殖降低了能源消耗和有机物沉积带来的污染，减少了养殖尾水排放，实现了节能减排，有利于保护农村生态环境，对生态文明建设具有重要作用。
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user: 摘 要 矿山开采及选冶过程产生大量尾矿砂。由尾矿砂的随意堆弃造成的环境污染问题日趋严重，严重威胁人类生命健康和周边土壤、水环境质量。尾矿砂中所含硫化物的氧化以及酸性溶液的淋溶等均能导致重金属的释放迁移和形态变化，未经处理的淋滤液和尾矿砂对生态环境安全具有极大的威胁。我国有色金属矿山类型众多，尾矿砂因堆积密度、pH、CEC等性质差异较大，根据矿石类型和性质对尾矿砂中重金属的迁移和对环境的影响研究极具典型性。 关键词 :尾矿砂，重金属，迁移，释放 Copyright © 2019 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 前言 矿山开采及选冶过程中产生的尾矿砂数量/体积巨大，每年开采的矿山原石达百万吨，其中95%以上成为废石和尾矿砂 [ 1 ]。因经济发展，我国的矿山开采利用在过去的几十年间达到顶峰，有超过8000家国有和110，000家乡镇企业所有权的矿山，这些矿山尾矿砂的产生量截止2009年已经超过100亿吨 [ 2 ]。世界上每年超过100亿吨的尾矿排放量 [ 3 ]。由尾矿砂随意丢弃导致的土壤重金属污染问题已经演变成全球性的问题 [ 4 ]。因重金属多共生伴生等成矿原因，多数有色金属矿石含有多种重金属元素，选冶的目标物通常是含量多或者有较高经济价值的金属，通过添加药剂和使用技术手段改变重金属的存在形态，使之成为可溶出可提取状态，剩余物质成为尾矿废弃。为了增大矿石与药剂的有效接触面积，达到良好的浸提效果，目标矿物将被研磨为极细颗粒。因重金属元素往往具有相似的化学性质，选冶过程在尽可能多溶出目标金属离子的同时，也增大了其他重金属的溶出量，导致尾矿中可溶性重金属含量升高 [ 5 ] ，增大潜在的环境生态安全风险。 尾矿砂往往露天存放于尾矿库中或者直接被随意堆放，侵占了大量的土地资源。降雨等原因形成的表面径流不断冲刷，淋滤，促进了尾矿砂中含有的重金属等污染物的释放。未经处理的淋滤液和固形物会对地下水体和土壤系统造成严重伤害。
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user: 2. 尾矿砂中重金属迁移的原因 尾矿砂中所含硫化物矿物的风化、氧化是导致重金属发生释放迁移的主要原因。硫化物矿物，特别是含铁硫化物的氧化作用是引起矿山酸性排水的主要原因。Jennings等 [ 6 ] 用H 2 O 2 处理了13种普通硫化物和硫酸盐矿物，结果表明随着硫化物的氧化，氢离子、铁离子、硫酸根离子均有一定程度的释放，与此同时，氧化的酸性溶液又进一步加速了其他金属和造岩矿物的溶解，导致更多元素的释放迁移。因而，尾矿砂中的矿物形态、结构、化学反应机理和矿物转化过程，决定了尾矿砂中有毒元素的潜在生态危害及其环境效应。重金属离子通过沉淀作用、吸附作用或离子交换等方式进入次生矿物中或以离子形态进入水体。 随着尾矿砂中固态物质及其水文环境化学性质的不同，重金属的迁移过程不断发生变化，甚至导致同种重金属的迁移特点随反应时间和空间的变化而变化。尾矿砂中的重金属元素的迁移过程具有复杂性，其所引起的环境效应也十分复杂。
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user: 3. 尾矿砂中重金属迁移的危害 尾矿砂中的重金属元素赋存状态，直接关系到它们的淋溶速率和在环境中的迁移及其生物可利用性 [ 7 ]。重金属能以一定的形态与土壤中的物质相结合，而赋存形态不但直接决定重金属的迁移能力 [ 8 ] [ 9 ] ，而且对重金属的累积能力和生物毒性都有直接影响 [ 10 ]。不同形态重金属的活性和对环境的影响不同，不能仅仅用重金属总量来评估其对环境的影响 [ 11 ]。 Xiao等 [ 12 ] 通过评估采金过程对土壤中重金属污染和人类的健康风险发现，尾矿砂中重金属的释放是导致区域土壤重金属污染的主要原因。贺金刚等 [ 13 ] 通过对黄铁矿氧化对尾矿库的影响调查得到，黄铁矿氧化产物对尾矿的影响主要在浅层，表层的重金属离子出现迁移和流失。李晓艳和吴超 [ 14 ] 通过调查了解矿区土壤重金属的形态和研究淋溶液pH对重金属的迁移影响发现，淋溶液的酸度显著促进了几种重金属的溶出，重金属的迁移能力有所差异，其中，Cd的迁移能力最强，Hg的迁移能力最弱，受酸性影响最大的重金属元素是Cu。邱征等 [ 15 ] 研究了富含硫化物尾矿的酸化和浅层剖面重金属的分布和形态特征，发现随着剖面深度的增大，酸性逐渐增强且影响重金属在剖面的分布特征。 酸雨也是影响土壤重金属的迁移的重要因素 [ 16 ] ，邹文佳等 [ 17 ] 对铜矿尾矿库中重金属的释放规律调查研究发现，酸性降雨明显促进重金属的释放，浸出液对地下水环境构成威胁。秦燕等 [ 18 ] 的实验则表明采矿废石中重金属淋滤强度随模拟酸度的增加而逐渐增强，而淋滤出的重金属浓度并不总是随时间的延长而递减。方月梅等 [ 19 ] 对工业园区农用土体中重金属Cu和Pb的形态研究发现，土体pH值与Pb弱酸提取态含量、Cu可还原态含量之间相关性显著。 聂义宁等 [ 20 ] 对铁尾矿各粒级与重金属形态含量的关系发现，不同粒径对重金属形态分布影响较大，Pb在粒径 > 250 μm的组分中含量较高，而相同的粒径组分中Cd含量最低。高峰等 [ 21 ] 的研究结果表明尾矿库的重金属迁移机理主要是土壤的吸附和雨水的淋滤作用。陈璐等 [ 22 ] 以铅锌尾矿为研究对象，对重金属毒浸特征和形态进行分析，结果显示下层尾矿Pb、Cd浸出含量均高于表层且与其弱酸提取态具有极显著正相关关系。
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user: 4. 总结 综上所述，尾矿砂具有伴生矿种复杂、反应多样化和重金属元素易迁移的特点。尾矿砂中水溶态和颗粒态重金属因淋溶发生迁移，淋溶液的性质对重金属淋溶迁移形态也有很大影响。此外，我国地域辽阔，自然条件多样，有色金属矿山类型众多，尾矿砂因其堆积密度、pH、CEC等性质差异较大，根据矿石类型和性质对尾矿砂中重金属的迁移和对环境的影响研究将极具典型性。
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user: 摘 要 本文根据血压连续监测需求，设计并实施了一套基于心电脉搏的无创连续血压检测系统。采用硬件终端 + 手机APP的监护模式，硬件终端实现心电与脉搏信号采集与处理；手机APP实现对心电、脉搏信号的特征点识别，建立血压测量模型，获取脉搏传导时间，计算得到血压值。本系统有效的实现无创连续血压测量，为高血压疾病的治疗与预防提供了一种有效的解决方案。 关键词 :血压，脉搏波传导时间，心电，脉搏 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 血压是血液对血管壁在单位面积上的侧压力，即压强，其测量单位常用mmHg来表示(1 mmHg = 0.133 KPa)。血压是反应人体心血管状况的重要生理参数，在医学上成为了疾病判断、观察治疗成果、预后判断的重要依据 [ 1 ] 。根据统计表明，在国内每年有近300万心血管患者死亡，而这其中超过一半与高血压有关系 [ 2 ] 。因此，保证血压测量的准确性与实时性，对于心血管疾病的治疗与预防具有至关重要的作用。 现有的人体连续血压测量方法可以分为有创测量法和无创测量法。有创连续血压监测一般通过动脉插管法测量，将连接压力传感器的导管插入大动脉或者心脏来监测血压信号，从而实现连续测量血压，但是这种方法局限性很大。无创连续测量方法包括示波测量法、动脉张力测量法、容积补偿测量法和脉搏波传导时间测量法 [ 3 ] 。 相比较于其他的无创血压测量方式，基于心电(ECG， electrocardiograph)与光电容积脉搏波(PPG， Photoplethysmography)相结合测量脉搏波传导时间(PTT， pulse transit time)，在利用PTT与血压之间的关系来获取血压，该方法在设计上更加的简单易行。本文设计了一种连续血压测量系统，集心电检测、脉搏检测、信号处理、蓝牙传输于一体，以接触式传感器代替原有的充气式袖带，装备实用，操作简单。
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user: 2. 系统测量原理 1878年，Moens与Korteweg经过实验提出了脉搏波速度(pulse wavevalociy， PWV) [ 4 ] 的公式： P W V = K E h ρ D (1) 式中h为血管壁厚度，D为血管平衡状态的内径，ρ为血液密度，E为血管的杨氏弹性模量，K为血管参数，主动脉的K值一般可取0.8。 根据Hughes等 [ 5 ] 人提血管弹性模量E与血管跨壁压(血管内外压力差) p之间关系： E = E 0 exp ( α p ) (2) 式中，α为表征血管特征参数，数值一般为0.016~0.018 H g − 1 ， E 0 是p为0时的血管弹性模量。 结合式(1)和式(2)可以得到： P W V = K E 0 h ρ D exp ( α p ) (3) 假设脉搏波经过一个长度为L的血管，所用的传导时间PTT，传输速度为PWV，则有 [ 6 ] ： P W V = L P T T (4) 其中L表示动脉两个检测点之间的距离。将式(4)代入式(3)可以获得血压p： p = 1 α ( ln L 2 ρ d h E 0 − 2 ln P P T ) (5) 若对式(5)中的PTT进行幂级数展开，则有： ln P T T = ∑ n = 1 ∞ ( − 1 ) n − 1 × ( P P T − 1 ) n n (6) 式(6)的一阶近似代入式(5)后，可得简化的血压与脉搏传导时间PTT与血压的线性模型： P = a × P W T T + b (7) 其中a，b为待定系数，可以通过大量的实验数据进行确定。
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user: 3. 系统总体方案 系统主要有ECG信号采集电路、PPG信号采集电路、主控电路模块、蓝牙通信模块以及电源管理模块组成。其系统设计框图如图1所示。 图1. 系统结构框图 系统通过光电反射式脉搏传感器与金属干电极分别采集ECG信号与PPG信号，经过调理电路将预处理后的信号传到主控制器，主控制器再对心电、脉搏信号进行处理后利用蓝牙4.0技术发送至手机终端，在手机端实现脉搏、心电波形的显示以及血压计算。
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user: 4. 系统硬件设计 4.1. 心电采集模块 系统通过金属干电极采集到ECG信号后，再通过BMD101心电处理芯片对心电心电信号进行处理。BMD101是生理信号检测和处理的片上设备，芯片内部主要包括低噪声放大与ADC模数转换器两个部分，具有极低的系统噪声与可控增益，因此可以有效的检测到生物信号，并使用16为高精度ADC模拟数字转换器将它们转化为数字信号，并通过串口实现数据的传输。其内部处理处理流程图如图2所示。 图2. BMD101内部处理流程图 其BMD101心电检测电路原理图如图3所示： 图3. BMD101心电检测电路原理图 4.2. 脉搏采集模块 脉搏采集传感器采用的是光电反射式脉搏传感器PulseSensor，该传感器利用光电容积原理，通过对手指末端透光度的检测，间接检测出PPG信号。光电式脉搏传感器具有结构简单、无损耗、可重复性好等优点。同时，传感器内部集成了放大电路与噪声消除电路，接入3.3 V供电电压，输出引脚输出的是0 V~3.3 V之间的PPG信号波形，直接连接MCU的ADC口进行采集。 蓝牙传输电路 本系统选用MTSerialBle蓝牙4.0作为蓝牙模传输电路的核心芯片，MTSerialBle是馒头科技设计的一块低功耗蓝牙透传模块，模块支持主从一体，可以实现和Android进行完美的数据传输。系统采用MCU串口连接蓝牙，实现采集硬件终端与手机终端之间的数据传输。其电路原理图如图4所示： 图4. 蓝牙模块电路原理图