DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 3. 调查数据分析 本次对调查数据的分析，首先采用综合分析的方法，回答积极选项得一分，消极选项不得分，综合分析得分最高为30分，最低为0分，确定24分及以上区间得分为安全意识较高水平，18分到24分区间为安全意识一般水平，18分以下为安全意识水平较低。然后结合五个调查维度的具体问题分别进行分析。 3.1. 综合分析 样本中安全意识水平较高的有523人，一般水平489人，较低水平251人，总体看一般及较低水平占据59%，如图1所示，可知当前大学生安全意识水平普遍较低。图2显示男生安全意识达到较高水平331人，占据一半以上；而女生192人，不到三分之一；女生较低水平人数明显比男生较低水平多，由此可以看出女生安全意识水平比男生安全意识水平更低。 图1. 安全意识水平比例 图2. 男女大学生安全意识水平对比 3.2. 人身安全分析 表3显示被调查大学生中有558人会晚归，剩余705人能严格要求自己做到不晚归。1107人表示不会接受陌生人的食物或者饮品，而其他占据12.35%的大学生表示会接受陌生人的食物或饮品。在乘坐网约车时，56.97%的大学生会提前和亲朋好友报备行程并将网约车的信息传递给他们，剩余43.03%则表示不会同亲朋好友沟通。综合分析，大学生人身安全意识薄弱自我控制能力差。部分大学生轻信他人，自我防范意识差，对陌生人毫无戒备之心，使自己的生命安全受到威胁。而且缺乏社会经验，不知社会险恶，识别危险源的能力差，经常身处险境而不自知使其在面临真正危险时获救概率下降。 Table 3 Personal safety answer 题目 选项人数(人) 不晚归 不接受陌生人食物 网约车报备亲人 学习基本技能 不轻信他人 是 705 1107 720 621 876 否 558 156 543 642 387 表3. 人身安全答题情况 3.3. 宿舍安全分析 表4可以看出在宿舍安全方面，有262人对学校禁止使用大功率电器的规定视而不见，仍在偷偷使用。只有64.54%的大学生对紧急疏散路线熟悉，而其他35.46%的同学没有将紧急疏散路线熟记于心。有679人知道消防栓和灭火器的位置及使用方法，其余584人对此了解甚少。有16.33%的大学生表示在宿舍有贵重物品丢失的经历，其他83.67%财产保护意识较强，未曾有过此经历。综合来看，大学生宿舍安全意识水平较差。私自使用违禁电器、手机乱扔等行为严重威胁大学生宿舍安全。究其原因不难发现大学生的生活随性，粗心大意，放松警惕是小偷敢于行动的根本原因。盗窃行为在校园如此猖狂的另一大原因就是放纵，很多学生都有多一事不如少一事的心态，自己被偷后，不会去告诉老师这无异于给小偷提供了下次进行盗窃的信心。 Table 4 Safety answers in dormitorie 题目 选项人数(人) 不偷用违章电器 了解紧急疏散路线 正确使用灭火器使用 锁好门窗 未曾丢失贵重物品 是 1001 815 679 1065 1056 否 262 448 584 198 207 表4. 宿舍安全答题情况 3.4. 网络安全分析 表5显示，将近90%的大学生防骗意识较高，表示不会借钱给从未见面的网友。遇到微信好友借钱 Table 5 Network security answer 题目 选项人数(人) 不轻易借钱给网友 微信好友借钱电话确认 不给陌生账户汇款 不网贷 不相信中奖信息 是 1137 946 1157 1108 1204 否 126 317 106 155 59 表5. 网络安全答题情况 时，946人表示会打电话同本人确认，317人则不会进行沟通确认。在资金紧张时，12.35%的大学生表示会考虑网贷。由此可见大学生网络安全意识淡薄，缺乏隐私防护意识。部分大学生追求名牌，有虚荣心，过度消费，超出自己家庭生活条件承担范围，这都可能会误入网贷、裸贷等歧途，造成财产甚至声誉的重大损失。 3.5. 交通安全分析 表6显示，664人在生活中都有过闯红灯的经历。骑自行车或者电动车时有过逆行经历高达684人。有大约90%的大学生在骑自行车或者电动车时没有佩戴头盔的习惯。83.67%的大学生表示在乘车过程中到达目的地时会观察周边交通状况确保安全的情况下再下车。19.12%的同学在驾车的过程中有不系安全带。可见，大学生的交通安全意识极度缺乏，无视交通规则。究其原因可以发现很多大学生刚刚离开父母和家庭，缺乏社会生活经验，头脑里没有交通安全的概念，给自己及他人的交通安全带来极大隐患。 Table 6 Answers to traffic safety question 题目 选项人数(人) 不闯红灯 骑自行车不逆行 骑车戴头盔 下车前仔细观察交通状况 驾车系安全带 是 599 579 126 1056 241 否 664 684 1137 207 1022 表6. 交通安全答题情况 3.6. 生活安全分析 表7显示，有181人表示在火车站遇到声称自己手机钱包丢失的人会借钱给对方。在日常购买食物过程中对食物的生产日期、保质期等进行检查的大学生占到被调查人数的82.07%。有227人表示在外出旅行时会选择非正规的，没有经营资质的酒店。有166人表示自己独自在家有人敲门时会在未确认对方身份的情况下贸然开门。大学生知识丰富，但实践机会少，社会经验缺乏，这给不法分子制造了行骗的机会。当代大学生虽然文化知识丰富，但是实践机会很少，社会经验严重缺乏，这往往给不法分子制造了行骗的机会。女生天生容易动恻隐、怜悯之心，自然成为不法分子的“宠儿”。长时间处在校园环境中，不能深刻认识到社会的复杂性，常常身处险境而不自知。 Table 7 Life safety answer 题目 选项人数(人) 火车站不借钱给陌生人 购买食品查看保质期 住宿正规酒店 独自在家不轻易敲门 被抢劫会报警 是 181 1036 1036 1097 176 否 1082 227 227 166 1087 表7. 生活安全答题情况
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user: 4. 提高大学生安全意识的建议 数据分析表明，我国大学生安全意识整体水平不高，尤其人身安全和交通安全方面得分较低，说明人身安全和交通安全的意识水平较低。针对大学生生活和学习的特点，提出以下提高大学生安全意识的建议。 4.1. 开展安全意识教育活动 开展安全教育对提高大学生安全意识水平具有重要作用。首先安全意识教育必须走进课堂。安排相关的教材、课程、实践、考核，并将考核的成绩纳入总期末的成绩，没有达到考核要求的大学生需要进行重修，从而使安全意识的培养教育走向系统化、全面化、规范化，进而提高学生的安全意识。其次利用网络平台加强宣传。建设相关微信公众号、QQ、网站等，通过线上宣传形式让大学生了解更多案例，学习更多知识，进而提髙大学生的安全意识。第三，积极开展实践活动。大学生在大学时期的实践演习较少，高校应该设置不同类别的安全演练，如消防演习、模拟求职演习、模拟逃生演习、危险人员识别演习、安全急救和处理演练等，把在课堂上传授的安全知识用于实践，以确保大学生在现实生活中遇到相同的安全问题时有效应对。第四大学生要主动参与校园安全管理。通过建立大学生安全协会、治保会、巡逻队等组织宣传安全知识、练习安全技能，协助学校保卫处共同管理校园。 4.2. 增加大学生安全知识储备 大学生缺乏相关安全知识储备面对不安全因素的威胁时则会不知所措，不能正确规避风险，易遭受损失和伤害。因此，要引导大学生学习并掌握一定的安全知识与安全技能，例如消防知识方面，主要包括用电、用火的安全知识，以及火灾的预防与扑救、灭火器的选择与使用、火场人员的疏散与自救逃生知识，在火灾发生的时候，应在第一时间逃生并拨打报警电话，而不是先去抢救财产。在交通安全方面，主要包括大学生易发的交通事故特点及预防、交通法规及常识、交通事故的处理，以及乘坐的交通工具的安全知识，以达到对交通工具的伤害能力与危险程度的了解；在信息网络安全方面，主要包括计算机病毒、黑客、网络安全行为、网络交易安全、信息网络欺诈、网络信息与交友的安全等知识。人身权利方面增加人身、财产权利知识，大学生应该树立防范意识，在遇到陌生人搭讪时，要提高警惕，确保自己人身和财产的安全。面对危险时保持镇定，理性冷的分析、判断形势，以便获得逃离危险的办法。
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user: 5. 结语 1) 为综合系统研究大学生安全意识水平，将安全意识划分为人身安全、宿舍安全、网络安全、交通安全和生活安全五个调查维度，根据调查目的编制了详细的调查问卷，经过t检验发现调查问卷可行可靠，并采取线上调查的方式对北京地区高校的大学生进行了调查。 2) 总体看，当前大学生安全意识水平较低，女大学生比男生的安全意识水平低。具体看大学生网络安全意识和交通安全意识水平相对较低需重点提高；宿舍安全、人身安全和生活安全意识水平也不尽人意，需要不断提高。 3) 提出了开展安全意识教育活动、增加安全知识储备两个提高大学生安全意识水平的具体办法。
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user: 摘 要 大型淹没水生植物冠层可以为各种水生生物提供栖息地、食物和游乐场所，同时也能通过吸收细颗粒污染物和释放氧气等净化水体、提高水质，因而对河流、湖泊和海岸生态环境的保持、修复和改善具有重要意义。其环境水动力学问题已经被全球越来越多的研究所关注，其中一个最基本的问题是水流时均流速的垂向分布，它直接关系到水流的阻力和质量输送。本文将流速分布形式分为三大类：对数分布；具有拐点的反正切和双曲形分布；以及分段叠加混合型分布。分别对这三类分布形式的主要特征和适用特点进行概括性综述，并根据形成的紊动和动量传递机理对其未来发展方向进行展望。该进展综述旨在为水流生态管理和修复工程提供基本思路指导，也方便研究者高效定位科学问题。 关键词 :淹没水生植物冠层，水流时均流速分布，环境水动力学 Copyright © 2018 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 河流、湖泊和海岸等天然水体环境中，常常在水底自然生长着各种大型淹没水生植物，这些植物在中等密度分布情况下即形成冠层(过密则形成水流底部边界，过疏则对水流整体特征不构成影响)。淹没水生植物冠层可以为水生动物提供优质的食物、良好的栖息地和天然的游乐场所；可以通过其大孔径的茎叶表面的吸附作用捕捉悬浮于水中的细颗粒污染物；能够通过光合作用向水体释放氧气以净化水体；也能够固定水流底床，改变河床和海岸的冲蚀和演变规律，因而是大型水体生态系统中的重要组成成分。 近年来，随着河流、湖泊和海岸污染问题的日益突出，大型淹没水生植物冠层对水环境的自然生态保持、修复和改善作用越来越受到关注，所涉及的水动力学研究也逐渐成为热点问题。目前全球对含淹没水生植物冠层水流的研究主要集中在均匀、恒定流条件下进行垂向二维特征分析 [ 1 ] - [ 10 ] 。各研究均表明，与无植物的水流相对比，含淹没水生植物冠层的水流时均和紊动特征均发生了显著变化 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] 。这导致时均流速的垂向分布明显不同于无植物水流：淹没水生植物冠层的阻力使冠层内部流速降低，且在一定的低值范围内保持定常；而从冠层顶部开始向上直至水面附近流速迅速增加，这使得冠层内、外两层水体流速差异很大 [ 16 ] - [ 27 ] 。 造成无植物和含植物两种水体流速分布差异的紊动机制在于：在无植物的宽浅自然水体中，水流的阻力主要来自于底床面，其动量掺混主要起源于底床面附近的剪切和紊动，因而时均流速的垂向分布通常可用向上平滑递增的对数分布来表达；而在含植物冠层的水流中，水流的阻力主要由粗糙植物冠层提供，冠层顶部存在强剪切，其动量掺混主要来源于这种强剪切引起的紊动，再叠加底床面边界层紊动和植物后方尾涡紊动，因而其时均流速的垂向分布相对较为复杂，各研究者提出的流速分布形式也多种多样。总体上，这些分布形式可以分为三大类：冠层之上的对数流速分布规律；全水深范围内具有拐点的反正切和双曲函数分布规律；以及分段叠加的混合分布规律，本文将这三种分布形式的研究进展分别进行综述。
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user: 3. 结论及展望 含淹没水生植物冠层的水流时均流速的垂向分布主要有三种明确的函数表达形式：冠层之上的对数流速分布；适用于全水深范围的具有拐点的反正切或双曲形分布；以及分段叠加混合形分布。这三种表达式都可以通过调节其中的参数获得与实测数据较好的吻合效果，因而在指导生态水流管理和修复等实际工程中，均可在结合物理模型和数值模型确定其各参数的基础上加以运用。然而，由于各分布形态均缺乏明确的理论支撑，因而其参数的确定难以用解析或其它通用的计算方法直接给出。 大型水体中水流时均流速的垂向分布受限于水流的紊动机理和动量传递机制，因而取决于水流的紊动结构及其主要特征。上述三种流速分布中：对数流速分布实质上对应于底床面边界层紊动大涡结构；具有拐点的反正切或双曲形分布对应着产生于植物冠层顶部的混合层紊动大涡结构；而分段叠加混合型分布，则是在承认这两种紊动大涡共同作用下，再叠加植物体尾涡和自由水流中尾涡而产生的结果。因而，对于含淹没水生植物冠层水流中紊动结构和紊动特征的进一步深入研究，将有助于水流时均流速垂向分布的通用形式的确定。
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user: 摘 要 根据前苏联学者Sedov的研究，在物体前缘迎流喷水可以获得助推力。基于此理论，本文提出了在航行体前缘迎流喷水同时携带气体的构想，以期在改善水下航行体驻点区域高压、减小压差阻力的同时，减小摩擦阻力。并以SUBOFF潜艇为研究对象，进行了水下航行体迎流喷水/气数值模拟研究。研究结果表明：迎流喷水可使驻点脱离前缘从而降低压差阻力，获得助推力；同时迎流气液同喷可在潜艇表面形成空气润滑层，降低摩擦阻力；气液混合喷时减阻率可达10%~30%。 关键词 :减阻，两相流，迎流气液同喷，Sedov理论 Copyright © 2018 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 减小在流体中运动物体的粘性阻力一直是人们关注的热点。粘性阻力分为摩擦阻力和压差阻力。摩擦阻力对外形不敏感，早期研究工作主要是通过减小表面粗糙度 [ 1 ] [ 2 ] 来减小摩擦阻力，随着湍流理论的发展以及新材料的不断涌现，出现了种类繁多的减阻方法与思路，如消除或减小壁面黏附作用 [ 3 ] [ 4 ] 、自适应壁 [ 4 ] [ 5 ] 、优化或改变近壁面流动特性、改变近壁层流体物性等 [ 6 ] 。其中，在水中引入气体，在物体表面形成气体隔层/润滑的思想很早就有，与其它添加物质法相比，在物体表面引入空气显然具有无污染的优点。在水中引入气体有两种方式，即空化法和通气法。通气有顺流向和逆流向两种方式。顺流向通气是空气润滑意识下的自然选择，逆流向通气是在形成超空腔的指导思想下提出。逆流向喷气也可以在运动体表面形成空气润滑层，但是，需要极大的喷流速度才能获得足够的动量使得物体表面具有较高的气层覆盖率及较理想的减阻效果。前苏联著名学者Sedov提出，在物体前缘逆流喷水可以获得助推力 [ 7 ] ，其原理在于逆流喷水可使流动驻点脱离前缘，改善驻点区域高压、减小压差阻力。 基于Sedov的理论和逆流喷气减阻的思想，本文提出了逆流气液混合喷方式的构想。在物体前缘逆流喷水同时携带气体，一方面逆流喷水使流动驻点脱离前缘从而降低压差阻力，获得助推力；另一方面，与顺流喷气相比，逆流喷气既容易保持物体外形又可以在摩擦阻力最大的物体前缘形成空气润滑，且在喷射的液体的携带下，能得到更好的气层覆盖率，优势明显。此外必须要指出的是在物体前缘设置喷射装置必然要消耗能量，会某种程度上削弱逆流喷水/气的减阻节能效果。因此如何选择喷水/气口面积，喷水/气速度达到较佳的减阻节能效果是本文思考的主要方向。 据此本文针对SUBOFF潜艇模型，利用FLUENT软件进行了迎流喷水/气的减阻技术的数值模拟研究。研究不同喷水/气口面积、喷水/气速度对减阻效果的影响。
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user: 2. 数值计算模型的建立 2.1. 模型尺寸及网格划分 本文针对David Taylor研究中心与美国国防预研规划署(NSWCCD)共同发布的SUBOFF [ 8 ] 潜艇模型展开研究。潜艇模型艇体总长L为4.356 m (缩尺比为1:24)，最大直径D为0.508 m。喷气/水口设置在潜艇艏部。 计算域为圆柱体，如图1所示。沿潜艇纵向，来流入口距艇首取一倍艇长L使得湍流充分发展，潜艇尾部至流域出口取3 L以使得尾流场充分发展；沿潜艇径向取8 D以避免边界的干扰。采用六面体结构化网格，在距离艇体表面径向1.5 D的范围内对网格进行加密，且由外向内逐步加密；特别在艇体首尾线型变化较大的部位进行局部加密，以期能准确捕捉潜艇周围的流动特性。总网格数约90万。 图1. 潜艇计算域与网格示意图 2.2. 边界条件及数值计算方法 流域入口为速度入口，来流速度为5.144 m/s，即雷诺数为2.32 × 10 7 ；出口为压力出口边界条件；潜艇表面为无滑移边界；顶部和底部边界为对称边界。 湍流模型采用RNG两方程模型，压力与速度的耦合使用SIMPLEC算法；采用有限体积法离散控制方程；水汽交界面采用VOF方法跟踪。 2.3. 减阻率与节能率的计算方法 在潜艇艏部逆流喷水可减小压差阻力，使潜艇运动消耗功率减小；但另一方面，逆流喷射的设置必然要消耗掉能量，使潜艇运动消耗功率增加。因此逆流喷射最终是否能够达到减阻节能的效果，要综合考虑这两方面的影响。 如果不喷射流体，则原潜艇受到的粘性总阻力R t 0 为： R t 0 = R P 0 + R f 0 (1) 式中R f 0 为潜艇摩擦阻力、R P 0 为压差阻力；分别由潜艇表面的切应力与压力积分求和得出。 在潜艇艏部设置喷口，逆流喷射流体时，考虑到喷射的流体会对喷射管道等装置产生力的作用，再通过力的传导，对潜艇产生一定影响。而喷射的流体会对喷射管道等装置产生的力主要与喷口处流体压力以及流体冲量有关 [ 1 ] ，故将喷口压力以及流体冲量计入到潜艇的压差阻力中，所以设置喷射后潜艇的总压差阻力R tPj ，其计算式为： R t P j = R P + R i + R C (2) 式中R P 根据潜艇壁面压力积分计算；R i 表示喷口处的压力；R C 为喷口喷出的流体对潜艇的冲量，其计算式为： R C = ρ j v j 2 S j (3) 式中ρ j 为喷射流体的密度，v j 为喷射流体的速度，S j 为喷口面积。 则有喷射潜艇总阻力R tj 为： R t j = R t P j + R f j (4) 式中R fj 为有喷射潜艇表面的摩擦阻力。 故减阻率μ为： μ = ( R t 0 − R t j ) / R t 0 (5) 不喷射流体时潜艇航行消耗的功率P s 0 为： P S 0 = R t 0 V (6) 式中V为潜艇航行速度。 有喷射流体潜艇运动所消耗的总功率P sj 为： P S j = R t j V + E (7) 式中E为单位时间通过喷口的流体能量，其计算式为 E = ( R i ρ j + 1 2 v j 2 ) ρ j Q (8) 其中Q表示通过喷口的流体流量。 因此节能率η的计算式为： η = ( P S 0 − P S j ) / P S 0 (9)
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user: 3. 水下航行体迎流单相喷水数值模拟 根据前述计算方法，为了便于对比分析，首先对不喷射时原潜艇模型流场进行了数值模拟，得到了其阻力值。其次对潜艇前缘迎流单相喷水进行了数值模拟，确定了较佳的喷水口面积以及喷水速度。在此基础上结合气液两相流的VOF模型，对潜艇前缘迎流气液同喷进行了数值模拟研究，得出喷气口面积、喷气流量对潜艇流场特性以及阻力的影响规律。 3.1. 喷水口设置 为了讨论喷口面积对阻力性能的影响，在艇体前缘分别设置面积不同的圆形喷口，如图2所示。喷口面积见表1。 图2. 潜艇艏部喷口局部放大示意图 分别计算不同喷口面积，不同喷水量时的流场，具体计算条件为：首先固定喷水口面积(S w = 0.0004 m 2 )，改变喷水速度(流量)；然后固定喷水速度(3 m/s)，改变喷水口面积。 Table 1 The area of spout 喷水口 1 2 3 4 5 6 面积(m 2 ) × 10 − 3 0.40 1.57 3.51 6.22 9.67 13.83 表1. 喷水口面积 3.2. 水下航行体迎流单相喷水计算结果分析 不喷射流体时，原型潜艇模型的摩擦阻力R f 0 为217.65 N，压差阻力R P 0 为28.02 N，粘性总阻力R t 0 为245.67 N，其运动消耗功率P S 0 为1263.73 W。 同一喷水口面积(0.0004 m 2 )不同喷水速度以及同一喷水速度(3 m/s)不同喷口面积时潜艇表面压力沿艇身分布如图3，图4所示。 由图3可知，沿整个艇身，喷水与不喷水两种情况下压力值基本重合，迎流喷水对潜艇艇身的压力分布影响不大；迎流喷水使得艏部压力明显降低，且喷水速度越大，压力降低越多。不喷水时，潜艇艏部前端为驻点，该处压力值最大；在潜艇前缘迎流喷水导致艏部驻点脱离潜艇表面且前移，潜艇前端不再是驻点，故其艏部压力有明显降低。 而图4则表明喷水速度不变，仅改变喷水口面积时，对潜艇最前缘的压力影响不大，最前缘压力的大小与喷水速度的关系较大，与喷水口面积的大小基本无关。 此外，从图3、图4中均可看出，喷水区域过后，压力有一个明显下降再回升的变化，反应出漩涡产生低压现象，这些都对减阻产生有利的影响。 不同喷水速度，不同喷水面积潜艇前缘迎流单相喷水数值模拟结果如表2和表3所示。 图3. 不同喷水速度潜艇表面压力沿潜艇纵向分布 图4. 不同喷水口面积潜艇表面压力沿潜艇纵向分布 Table 2 The result of simulation at different water injection velocit 喷水 速度 V w (m/s) 压差 阻力 R P (N) 反冲力 R C (N) 喷口处压力 R i (N) 总压差阻力 R tP (N) 摩擦 阻力 R f (N) 总阻力 R t (N) 减阻率 μ (%) 单位时间通过喷口的流体能量 E (w) 总功率 P s (w) 节能率 Η (%) 原艇 (不喷水) 28.02 217.65 245.67 1263.73 1.0 20.34 0.39 5.24 25.98 217.64 243.62 0.83 0.2 1253.47 0.82 2.0 17.81 1.58 4.69 24.08 217.58 241.66 1.63 1.58 1244.69 1.53 2.5 16.22 2.46 4.36 23.05 217.52 240.57 2.08 3.08 1240.59 1.83 3.0 14.62 3.54 3.90 21.89 217.35 239.24 2.61 5.32 1235.99 2.19 3.5 14.43 4.83 3.53 22.79 217.11 239.9 2.35 8.45 1242.50 1.68 4.0 15.33 6.31 3.28 24.92 216.62 241.53 1.69 12.6 1255.04 0.69 表2. 不同喷水速度时数值模拟结果(S w = 0.0004 m 2 ) Table 3 The result of simulation at different spouts area (vw = 3 m/s 喷口面积 S w (×10 −3 m 2 ) 压差 阻力 R P (N) 喷口处 压力 R i (N) 反冲力 R C (N) 总压差 阻力 R tP (N) 摩擦阻力R f (N) 总阻力 R t (N) 减阻率 μ (%) 单位时间通过喷口的流体能量E (w) 减阻率/E 原艇(不喷水) 28.02 217.65 245.67 0.39 14.62 5.24 3.55 22.06 217.35 239.41 2.55 5.33 0.00478 1.57 −26.4 18.60 14.12 6.32 216.1 222.43 9.46 21.27 0.00444 3.51 −85.87 37.24 31.56 −17.06 212.63 195.57 20.39 47.74 0.00427 6.22 −161.11 50.59 55.84 −44.67 206.74 162.06 34.03 84.7 0.00401 9.67 −214.09 52.20 86.85 −74.03 199.8 125.77 48.81 131.79 0.00370 13.83 −291.37 71.34 124.26 −95.77 192.52 96.75 60.62 189.35 0.00320 表3. 不同喷口面积的数值模拟结果(喷水速度为3 m/s) 从表2可知，潜艇在5.144 m/s来流速度下，固定喷口面积(0.0004 m 2 )，随着喷流速度的增加，潜艇总阻力呈现先减后增的趋势；迎流喷水主要改善的是潜艇艏部压力但摩擦阻力也略有降低，潜艇减阻率μ、节能率η随喷流速度的增加呈现先增后减的规律，在喷水速度为3 m/s时有最大值2.61%与2.19%。 表3表明，潜艇在5.144 m/s来流速度下，固定喷水速度(3 m/s)，总阻力随着喷口面积的增加而逐步降低，减阻率μ随着喷口面积的增加显著提高，在喷水口面积为13.83 × 10 −3 m 2 时，减阻率可达60%。 但随着喷口面积的增加，喷射的流体对潜艇的反冲力R C 以及单位时间内通过喷口的流体能量E也随之增加。为了更清楚的揭示不同喷流面积下减阻率与喷射该流量的水所需付出的能量的关系，引入减阻效能比这一参数，它表示付出单位喷射流体需消耗的能量后所获得的减阻率，计算结果表明减阻效能比(减阻率/E)随喷口面积的增加逐渐降低。 因此可以得出，尽管喷口面积越大，减阻率越高减阻效果越好，但所耗费的能量较多，故并非喷口面积越大越好。此外，也应考虑到在实际情况下，潜艇前端开口对结构强度、流噪声的影响等等，喷口面积也不宜过大。故选取喷水口面积S W = 1.57 × 10 −3 m 2 ，喷水速度v W = 3 m/s，来进行气液混喷的数值研究。
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user: 4. 水下航行体迎流气液混喷数值模拟 迎流喷水可以减小潜艇的压差阻力，但其对潜艇的摩擦阻力影响较小，而在SUBOFF裸壳潜艇的总阻力中摩擦阻力占总阻力的88.6%，是其总阻力的主要组成部分。为减小潜艇的摩擦阻力，考虑在潜艇艏部设置圆形/圆环形喷口，内部圆形喷口喷水，外部圆环形喷口喷气，这样所喷射的液体将气体包裹在潜艇表面，以期减小潜艇表面的摩擦阻力。 艏部中心圆形喷口喷水，根据前文结果，喷口面积S W 选取为1.57 × 10 −3 m 2 ，分别计算4种不同喷气口面积(SA 1 = 1.94 ×10 −3 m 2 ， SA 2 = 4.64 ×10 −3 m 2 ， SA 3 = 8.10 × 10 −3 m 2 ， SA 3 = 12.16 × 10 −3 m 2 )，每种面积计算7种不同喷气量共计28种的两相流流场。 4.1. 水下航行体迎流气液混喷压力分布 喷气口面积一定(SA 3 = 8.10 × 10 −3 m 2 )，不同喷气量以及喷气流量一定(5.83 × 10 −3 m 3 /s)不同喷气口面积下潜艇表面压力分布分别如图5和图6所示。 由图5和图6可以看出，不论是固定喷气口面积改变喷气流量，还是固定喷气流量改变喷气口面积，对潜艇艇身的压力分布的影响都不太大，仅对潜艇艏部喷气口附近的压力有所影响。 图5. 不同喷水口面积潜艇表面压力沿潜艇纵向分布(SA 3 = 8.10 × 10 −3 m 2 ) 图6. 不同喷口面积潜艇表面压力分布(Q = 5.83 × 10 −3 m 3 /s) 图5表明喷气面积固定的情况下，改变喷气流量对潜艇表面压力影响很小，不同喷气流量下潜艇表面的压力曲线基本是重合的。并且都出现了压力下降再回升的变化，这主要是因为迎流喷水在艇艏处产生了漩涡低压区。 由图6可见喷气流量固定的情况下，改变喷气口面积同样主要影响喷口附近的压力。喷气口面积较小时，压力有更加明显的下降再回升的变化。 图7给出了喷气流量为5.83 × 10 −3 m 3 /s，不同喷气面积时潜艇艏部的流速矢量图。 图7. 不同喷气口面积时潜艇艏部速度矢量图(Q = 5.83 × 10 −3 m 3 /s) 艏部迎流喷射的流体在来流的作用下，会顺流向后流动，同时由于流体的粘性会带走部分艏部的液体，周围的流体要补充这部分被带走的流体所占据的空间，会在潜艇前缘产生漩涡。而迎流喷气不断增加喷气口面积时，迎流喷出的气体不断补充了部分被带走的流体所占据的空间，从而使得艏部因迎流喷水产生的漩涡区的到改善，流场不那么紊乱，且喷气口面积越大时这种现象越明显。 4.2. 水下航行体迎流气液混喷阻力计算结果与分析 表4给出了喷气口面积为SA 4 = 12.26 × 10 −3 m 2 不同喷气量的计算结果，其余三种喷气口面积，不同喷气量的计算结果与此类似，在此不再赘述。 Table 4 The result of simulation at different air flow rate (SA4 = 12.26 × 10−3 m2 喷气流量 (×10 -3 m -3 /s) 总压差阻力 R tP (N) 摩擦阻力 R f (N) 总阻力 R t (N) 减阻率 μ (%) 单位时间通过喷口的流体能量 Ea (w) 总功率 P s (w) 节能率 η (%) 原艇 217.65 245.67 1263.73 0 (只喷水) 6.34 216.1 222.44 9.50 21.27 1165.43 7.78 1.90 7.26 207.54 214.80 12.57 21.41 1126.34 10.87 3.80 5.78 198.66 204.44 16.78 21.56 1073.22 15.08 5.70 3.65 190.28 193.93 21.06 21.72 1019.30 19.34 7.60 4.04 182.08 186.12 24.24 21.89 979.31 22.51 9.44 5.42 175.96 181.38 26.17 21.78 954.82 24.44 11.52 5.61 168.22 173.83 29.24 22.23 916.42 27.48 13.24 4.44 164.24 168.67 31.34 22.38 890.02 29.57 表4. 不同喷气量计算结果(SA 4 = 12.26 × 10 −3 m 2 ) 同一喷气流量下(Q = 13.24 × 10 −3 m 3 /s)不同喷口面积时的计算结果如表5所示。 Table 5 The result of simulation at different the area of air injection (Q = 13.24 × 10−3 m−3/s 喷气口面积 (×10 -3 m 2 ) 总压差阻力 R tP (N) 摩擦阻力 R f (N) 总阻力 R t (N) 减阻率 μ (%) 单位时间通过喷口的流体能量 E (w) 总功率 P s (w) 节能率 η (%) 原艇 217.65 245.67 1263.73 0 (只喷水) 6.34 216.1 222.43 9.50 21.27 1165.43 7.78 SA1 7.07 185.19 192.27 21.74 21.96 1010.98 20.00 SA2 6.59 169.56 176.14 28.30 21.76 927.84 26.58 SA3 3.32 168.04 171.35 30.25 22.02 903.46 28.51 SA4 4.44 164.24 168.67 31.34 22.38 890.02 29.57 表5. 不同喷气口面积计算结果(Q = 13.24 × 10 −3 m −3 /s) 从表4和表5可以看出，不论喷气流量与喷气口面积的大小，潜艇前缘气液同喷时减阻效果都优于单相喷水情况，减阻率、节能率都比单相喷水时大。 喷气口面积不变时，随着喷气流量的增加，摩擦阻力基本保持相同的梯度显著降低。相比不喷气情况，随着喷气流量的增加，摩擦阻力最大可降低约24%；总阻力随着喷气流量的增加而减小，相比仅迎流喷水情况，气液混喷时总阻力最大可降低约20%，而相比不喷水不喷气时，气液混喷时总阻力最大可降低约30%。 喷气面积不变时，减阻率与节能率都随着喷气流量的增加而增加。除了喷口面积为SA 1 的情况减阻率与节能率在喷气流量较大时变化稍平缓外，其余喷口面积的流量增大约7倍时，减阻率与节能率可增加约20%左右。整体而言，迎流气液同喷的情况下，不同喷气口面积下减阻率与节能率可达到10%~30%。 喷气流量不变时，增加喷气口的面积，摩擦阻力同样有所减小，但没有随流量的增加减小的显著，喷口面积增大约6倍时，摩擦阻力最大可降低约11%。总的来说，迎流气液同喷对减小摩擦阻力效果显著；总阻力也随着喷气口面积的增大而降低，但没有随流量的增加减小的显著，喷口面积增大约6倍时，总阻力最大可降低约12%。喷气流量不变时，减阻率与节能率同样随着喷口面积的增加而增加。 综上所述，不论是增加喷气口面积还是增加喷气流量，对减小潜艇的总阻力都是有利的，且都明显优于迎流单相喷水时的阻力性能。在实践中，可以结合实际情况，综合考虑喷口对潜艇结构强度、总布置以及流噪声等方面的影响，选取合适的喷口面积与喷气流量的组合来达到降低潜艇总阻力的目的。
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user: 5. 结论 本文基于Sedov理论，提出了在物体前缘迎流喷水同时携带气体的构想。并针对SUBOFF潜艇模型，在来流速度为5.144 m/s，雷诺数为2.32 × 10 7 的条件下，利用FLUENT软件，对潜艇前缘单相喷水以及气液同喷进行了数值模拟研究。研究结果表明： 1) 迎流喷射流体可以使得潜艇艏部驻点脱离潜艇表面前移，从而减小其压差阻力。迎流气液混合喷既可使流动驻点脱离前缘从而降低压差阻力，又可在潜艇表面形成空气润滑，达到减少摩擦阻力的目的。 2) 单相喷水且喷水面积固定时，减阻率以及节能率随喷水速度的增加呈先增后减的变化特点。在喷水速度为3 m/s时减阻率与节能率有最大值，分别为2.61%与2.19%。喷水速度固定时，单相喷水潜艇阻力随喷水面积的增加而减小，减阻率随着喷水面积的增加显著增加，在喷口面积为13.83 × 10 −3 m 2 时减阻率可达60.62%。但减阻效能比随着喷水面积的增加，呈现递减的变化特点。 3) 气液同喷且喷气口面积不变时，摩擦阻力随着喷气流量的增加显著降低。相比仅单相喷水情况，摩擦阻力最大可降低约24%，总阻力最大可降低约20%；喷气流量不变时，摩擦阻力最大可降低约11%，总阻力最大可降低约12%。整体而言，迎流气液同喷的情况下，减阻率与节能率可达到10%~30%。 数值模拟研究表明潜艇前缘迎流喷水/气减阻性能良好，但想要将这种减阻技术成功的应用于实践中，其节能效果尚需实验验证；此外在潜艇前缘开口势必对潜艇结构强度以及潜艇噪声等产生影响，这些都需要进一步的研究。
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user: 摘 要 有机物降解消耗溶解氧导致的厌氧环境会显著影响底泥间隙水理化性质和重金属的生物地球化学特征，从而改变重金属污染底泥的植物修复效果。本研究通过向底泥中投加不同量的蔗糖，模拟不同的底泥氧化还原环境，探讨底泥氧化还原环境和沉水植物菹草(Potamogeton crispus L.)对底泥间隙水理化性质和底泥金属元素释放的影响。结果表明，底泥厌氧处理显著降低了底泥氧化还原电位(ORP)和间隙水的pH，提高了间隙水中总有机碳(TOC)的浓度。底泥厌氧条件对不同金属活性的影响有很大差异。厌氧条件会显著增加底泥间隙水中Fe、Mn和Cr元素的浓度，其中对Fe和Mn的作用最为明显。重度厌氧条件下间隙水中Fe和Mn的平均浓度可达到为非厌氧对照组的15.4和4.0倍。在实验前期(0~56天)，厌氧环境抑制了底泥中Ni和Zn的释放，但试验后期影响不显著。从整个试验阶段来看，厌氧环境对底泥间隙水中Cu的影响不显著。沉水植物菹草虽能有效改善底泥厌氧环境，显著降低底泥间隙水TOC和Fe浓度，但对其它金属元素的影响是有限的。 关键词 :沉水植物，底泥厌氧水平，理化性质，重金属释放 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 重金属和类金属(例如Cr，Ni，Cu，Zn，As，Cd，Hg和Pb)是重要的环境污染物，释放到环境中会通过食物链对生物体产生各种毒性作用。许多重金属的单质形式和可溶性盐形式都是高毒性的，即使微量存在于大气，土壤和水中，也会对生物体造成严重的健康危害 [ 1 ] 。有研究表明 [ 2 ] 进入河流的污染物中只有1%以下能溶解于水中，绝大部分污染物会沉积在河流沉积物中。纳入水体的重金属大部分在物理沉淀、化学吸附等作用下迅速由水相转入固相，沉积于底泥中。在环境条件如pH、氧化还原环境、生物作用和水动力作用发生变化时就能通过一系列物理、化学和生物过程重新释放而进入间隙水中，造成二次污染。特别是底泥及泥–水界面的pH、ORP和Fe、Mn、S等元素的氧化还原变化对底泥重金属元素的释放过程起到关键性作用 [ 3 ] [ 4 ] 。在富营养化的大背景下，水体和底质中有机质积累水平较高，这些有机质的化学或生物分解会耗竭底质中的溶解氧和其它电子受体，加之上覆水体溶解氧向底质的补充扩散速率很慢，使其氧化还原电位下降并维持在较低水平，底泥呈厌氧状态。底泥厌氧环境会显著影响底泥其它理化性质，同时也会改变重金属的生物地球化学特征，从而对其由底泥向间隙水的释放产生影响。 植物修复是一种低成本和环境友好的修复技术 [ 5 ] 。越来越多的研究和实践表明，在控制外源污染的前提下，以水生植被的重建为基础，利用植物修复作用，是解决目前底泥重金属污染的有效之选。作为水生态系统的重要组成部分，水生植物尤其是沉水植物，可以通过根际释氧改变根际底质的氧化还原性质，进而影响重金属的移动性和生物有效性 [ 6 ] [ 7 ] 。同时，富营养化水体中底泥的厌氧环境会显著影响金属元素在底泥与间隙水之间的平衡，从而改变植物修复效果。尽管利用植物修复重金属污染的报道已有很多，但底泥厌氧环境对重金属污染底泥的植物修复效果的影响仍有不确定之处。 本研究以合肥市南淝河的底泥为研究对象，利用蔗糖分解模拟底泥厌氧环境，种植沉水植物菹草(Potamogeton crispus L.)模拟植物修复，研究底泥氧化还原环境下底泥间隙水理化性质的变化，分别探讨底泥氧化还原环境和厌氧胁迫下沉水植物对污染底泥重金属释放的影响，以期为重金属污染底泥的植物修复提供理论依据和参考。
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user: 2. 实验材料与方法 2.1. 实验材料 本实验采用18个长 × 宽 × 高 = 35 cm × 35 cm × 60 cm的玻璃缸为植物种植池。每个缸内放置20 cm × 20 cm × 15 cm的PVC塑料盒，用于盛装底泥。实验用底泥采集自合肥市南淝河。底泥过0.85 mm孔径筛，去除大颗粒杂质。实验底泥泥质特征指标见表1。 Table 1 Chemical characteristics of the sedimen pH Eh/mV 金属元素质量分数 Metal element mass fraction (mg/kg) Fe Mn Ni Cr Cu Zn 7.30 160.1 20260 576.7 33.10 72.75 44.71 171.3 表1. 底泥泥质特征指标 实验前用减重法测定底泥的含水率，并向底泥中投加配置成溶液的NiSO 4 ∙7H 2 O、K 2 Cr 2 O 7 、CuSO 4 和ZnCl 2 。参考GB15618-1995中土壤环境质理三级标准值和芮胜阳的实验结果 [ 8 ] ，投加的Ni、Cr、Cu、Zn量分别为250、600、270和300 mg/kg (底泥干重)。搅拌均匀后将底泥静置2周测定实验初始值，测得重金属Ni、Cr、Cu、Zn的质量分数分别为262.9、613.1、303.0、456.6 mg/kg (底泥干重)。实验用菹草石芽购自湖北荆州的洪湖绿水特产公司，选用状态良好和大小一致的石芽清洗干净用于实验。 2.2. 实验方法 采用向底泥中添加蔗糖的方式模拟底泥厌氧环境 [ 9 ] 。蔗糖的投加量为底泥干重的0%，0.5%和1%，分别模拟底泥非厌氧、轻度厌氧和重度厌氧水平。投加方法具体为：先分别将20 mL混有不同蔗糖质量分数的热琼脂溶液倒入PVC盒内静置，待琼脂凝固后每个盒内加入3.5 kg底泥，底泥厚度约为6cm。在底泥厚度的一半处，水平安装间隙水取样器(Rhizon CSS，Rhizosphere Research Products，荷兰)，取样器连接有20 mL注射器，可抽取孔隙水。图1为装置示意图。 每个PVC盒植入菹草石芽，种植密度为16株每盒。另设置不种菹草石芽的PVC盒为对照组，即实验共设置3个底泥厌氧水平 × 2个有无植物处理 = 6个处理组，分别为：0% + C组(非厌氧对照组)、0.5% + C组(轻度厌氧对照组)、1% + C组(重度厌氧对照组)、0% + P组(非厌氧植物组)、0.5% + P组(轻度厌氧植物组)和1% + P组(重度厌氧植物组)。每个处理有3个重复。将每个塑料盒置于一个玻璃缸中，沿缸壁加满自来水(自来水经实验测定重金属、有机质含量极低，对实验无影响)，尽量避免对底泥的扰动。 图1. 装置示意图 实验时间为2017年11月23日至2018年4月11日，周期为138天。实验过程中对环境光照照度和水下温度进行记录，其平均值分别为10.5 ± 6.2℃和8699 ± 31，43lx。实验期间用自来水及时补充玻璃缸中上覆水。 由于底泥间隙水易被氧化不稳定，其氧化还原电位用电极法原位测定来表征。实验期间采集底泥间隙水，测定其中pH值和TOC浓度，其中TOC采用高温催化燃烧氧化法测量，同时采用硝酸-双氧水消法消解间隙水样品，用电子耦合等离子发射发法(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry， ICP-AES)测定Fe和Mn元素的浓度，并用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定Cr、Cu、Ni和Zn元素的浓度。底泥间隙水理化指标和金属元素浓度每两周测定一次。 2.3. 数据处理 用SPSS 23.0软件进行统计分析。以底泥厌氧条件和菹草的有无作为两个因素，时间作为协变量对底泥间隙水pH、ORP、TOC和金属元素浓度进行双因素方差分析(Two-Way ANOVA)，同时分析间隙水金属元素含量与底泥理化性质之间的Pearson相关性。方差分析前进行正态性分布和方差齐性检验，以满足其条件。p < 0.05表明具有显著性差异。
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user: 4. 讨论 蔗糖降解产生的有机酸是导致厌氧处理组间隙水pH较低的主要原因，重度厌氧处理间隙水pH在第84天达到最低值，可能是外源蔗糖被固定在琼脂中，其释放需要一个过程。蔗糖逐渐释放进入间隙水并分解成小分子有机物使间隙水中TOC质量分数升高，同时其降解过程中不断消耗氧气和其它电子受体，进而导致底泥ORP不断降低。而非厌氧对照组和植物组因未添加蔗糖，底泥ORP变化不如厌氧处理组显著，前期ORP出现小幅度降低可能是因为实验开始前，搅拌混匀底泥的过程使底泥中溶解氧质量分数增加，后逐渐被好氧微生物消耗。另外，沉水植物在生长过程中，一方面其根系的输氧作用能够增加根系周围的溶解氧 [ 10 ] ，使水生植物的根际形成氧化态的微环境，氧化蔗糖及其产生的有机酸，进而抵消一部分有机酸对pH的降低作用。另一方面，植物根系本身脱落的细胞和根际分泌物的分解过程会改变根际底泥pH。此外，外源糖分解产物既可以作为植物细胞进行大分子合成的底物，另一方面也可以作为影响植物碳代谢关键酶活性的分子信号，加速植物的碳代谢 [ 11 ] ，从而降低间隙水中TOC的质量分数。Elisa也通过苦草种植对比实验发现沉水植物能调节水体有机负荷和其它理化参数 [ 12 ] 。除了植物本身对底泥有机污染物的去除有显著的作用外，植物的根际作用促进了根际微生物的生长，提高了微生物的数量和活性，对底泥中的重金属有一定的积累能力，对有机物也可以达到较好的去除效果。虽然多项研究指出湿地植物可以通过根际泌氧(ROL)影响底泥的pH和ORP等环境因素，从而改变金属的移动性 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] ，但本研究结果说明菹草通过根系释氧改变根际氧化还原环境的作用没有那么显著，这可能与菹草的根系生物量较少有关。 通过分析发现底泥厌氧水平越高底泥间隙水Fe含量越高，与Wu的实验结果一致 [ 16 ] 。这是因为在缺氧或厌氧的环境下，底泥样品中可还原态即铁锰氧化物结合态Fe被部分还原并以Fe 2+ 的形式进入间隙水 [ 17 ] [ 18 ] 。同时，厌氧条件下较低的pH和ORP会抑制铁细菌将Fe 2+ 转化为Fe 3+ [ 19 ] ，而Fe 2+ 不易形成沉淀，造成间隙水中Fe浓度升高。陈庆锋 [ 20 ] 等研究表明，当处于浸润状态的土被还原后，铁和锰被还原成可溶的二价铁和二价锰，容易渗出土壤，使土壤孔隙水中Fe 2+ 和Mn 2+ 的浓度升高。同时固定在铁锰氧化物上的重金属被转化为移动性更强的形态，并释放到底泥间隙水中。而水生植物根系分泌的氧气进入厌氧性底质中会氧化Fe (II)生成铁氧化 [ 21 ] 沉积在根系表面形成铁锰胶膜，影响其它金属元素的迁移和转化 [ 4 ] 。 研究表明，pH是控制底泥重金属释放的最为关键因素之一，一般酸性条件容易加速底泥中重金属的释放过程 [ 22 ] [ 23 ] 。但本次研究中底泥厌氧环境下间隙水中Ni和实验前期Zn的含量低于非厌氧环境，其结果与Ho的实验结果相反 [ 3 ] 。一方面可能因为底泥厌氧环境下间隙水pH较低，H + 可以通过离子交换作用使金属离子从矿物质表面解吸，也可以通过溶解矿物的方式使吸附于表面或包含于矿物质内的金属释放 [ 24 ] ，另一方面厌氧条件下硫离子与重金属结合 [ 25 ] ，生成的硫化物溶解度低，导致厌氧条件下间隙水中Ni、Zn含量反而降低。也有学者通过土壤柱淋溶实验中发现土壤Ni溶出和pH之间的呈正相关，而土壤浸出液的pH在很小的范围内变化，这表明对Ni的溶出起主要作用的可能不是化学因素，而是可溶性Ni和碱性组分在物理性水浸出作用下发生共溶出作用 [ 26 ] 。Zn含量在实验后期有回升，可能是因为实验后期环境温度明显上升，根据分子热运动理论，温度升高有利于底泥中重金属向水相的迁移；而且，与其它金属元素相比，Zn与底泥吸附亲和力较弱，其吸附－溶出平衡更容易受外界条件影响而被打破，具有较强的交换溶出能力 [ 27 ] [ 28 ] 。与Ni、Zn、Cr相比，Cu的浓度变化相对稳定，这与其赋存形态以及溶度积有关 [ 29 ] 。Cu 2+ 对有机物具有很高的亲和力，可与Fe 2+ 、Fe 3+ 、Al 3+ 和Ca 2+ 等离子共同与含多电子基团的有机物结合，形成稳定的络合物 [ 30 ] [ 31 ] ，一般在相对极端的条件下才会大量释放 [ 32 ] 。Zong-ling Ren [ 33 ] 等还发现Cu能够和金属氧化物(如Fe/Mn氧化物)形成内层配合物，或者和酚类基团等土壤有机质的高亲和性位点紧密结合，最终导致间隙水中Cu 2+ 的溶出很少，受环境因素的影响也较弱。作为元素周期表中的相邻元素Cu和Zn虽然物理化学性质相近，但二者溶出规律差异明显。从原子结构上看，Cu作为一种瞬变金属，离子半径小，空轨道容易与表面官能团复合 [ 28 ] ，其最外层电子[3d 9 4s 0 ]接受一个电子成为稳定的[3d 10 4s 0 ]结构，与Zn相比有更高的稳定性 [ 34 ] 。 底泥间隙水中的金属浓度是评估该金属移动性和可利用性的重要依据 [ 35 ] 。底泥中金属元素的释放机制较为复杂，取决于金属元素本身的物理化学性质，以及底泥中其它物质的共同作用。Younis等 [ 25 ] 发现在氧化性沉积物中，金属元素的生物可利用性主要取决于金属离子与有机碳、Fe/Mn氢氧化物的结合机制；而在厌氧沉积物中，二价金属离子的有效性与环境中的酸挥发性硫化物(AVS)含量有关。虽然菹草根系能影响底泥理化性质，并对某些金属元素的释放有一定的抑制作用，但本实验结果说明其影响是有限的(表2)。
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user: 5. 结论 1) 底泥间隙水的pH和ORP与底泥的厌氧程度呈负相关，而TOC呈相反趋势，表明本研究采用的蔗糖模拟不同底泥厌氧水平的方法是合适的。 2) 厌氧条件对底泥金属元素释放的影响因金属种类的不同存在很大的差异。对于Fe、Mn和Cr，底泥厌氧条件明显促进了其释放，而对Ni的作用正好相反，对Cu和Zn的影响不明显。 3) 植物修复可以一定程度上改变根际环境，影响厌氧条件下底泥间隙水的理化性质和重金属的释放，尤其对降低间隙水中TOC和Fe的含量效果显著，但本研究采用的菹草根系较为细小，对重金属元素释放的影响有限。
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user: 摘 要 缺血性脑卒中是具有高致残率、高复发率、高死亡率的常见病之一，严重威胁着人类的健康及生活质量。近年来研究发现缺血性卒中患者的临床表现和疗效存在很大差异，其关键因素之一就是侧支循环的形成情况。缺血性卒中患者个体化治疗的前提条件取决于系统的评估侧支循环，侧支循环的评估对患者的预后及治疗有着重要意义。本文结合国内外最新研究成果，就缺血性卒中侧支循环的评估方法进行综述。 关键词 :侧支循环，评估，缺血性脑卒中 Copyright © 2018 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 卒中、心血管病、肿瘤是目前死亡三大主因。最新的资料表明：中国城市卒中居死亡原因首位。按照卒中的病理改变，卒中被分为缺血性卒中(59.8%)、出血性卒中(39.3%)及难分类性卒中(0.8%) [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] 。其中缺血性脑卒中因其高致残率、高复发率、高死亡率的特点，严重危及着人类的健康，其防治研究已成为全球热点 [ 5 ] 。以往研究发现：良好的侧支循环可以缩小脑梗死灶面积，改善预后，提高生活质量，减少致残率，降低复发率及死亡率 [ 6 ] ，全面系统的评估侧支循环情况对缺血性卒中患者的个体化治疗及预后评估有着重要意义。目前关于侧支循环对缺血性脑卒中意义的研究仍是缺血性卒中治疗的热点，现本文对患者侧支循环的评估方法进行综述，目的在于为评估缺血性卒中患者的预后及制定个体化治疗方案提供一些帮助。
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user: 2. 脑侧支循环的概念 脑侧支循环是指当供血动脉严重狭窄或闭塞时，血流可借助其他血管如侧支或新形成的血管吻合到达缺血区，使缺血组织得到不同程度的灌注代偿 [ 7 ] 。根据开放层次，脑侧支循环分为三级：一级侧支循环指Willis环形成的脑内主要侧支循环，对颈内动脉系统与椎基底动脉系统之间，特别是两侧大脑半球之间的血液供应有重要的调节和代偿作用 [ 8 ] 。正常情况下一级侧支循环处在无功能状态，当机体因各种原因出现一侧颈内动脉严重狭窄大于70%或闭塞时，将在数秒内开放起到一定代偿作用 [ 9 ] 。二级侧支循环是指颈内动脉与颈外动脉之间的侧支循环，大脑前、中、后动脉的软脑膜分支之间的互相吻合等，当一级侧支循环无法满足机体需求时，二级侧支循环可在数分钟至数天内开放起到一定的调节作用 [ 8 ] 。三级侧支循环是指在脑血供发生障碍后可有新生血管生成，这些新生血管可提供一定的血流代偿，需要在缺血后数天才能完全建立 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] 。
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user: 3. 侧支循环与缺血性脑卒中预后的关系 缺血性脑卒中是指因脑部血液循环障碍导致缺血、缺氧，引起局部脑组织的缺血性坏死或软化，从而出现局限性或弥漫性脑功能缺失征象的脑血管性临床事件 [ 11 ] 。急性脑梗死灶是由缺血中心区及其周围的缺血半暗带组成。缺血中心区和半暗带是一个动态的病理生理过程，尽早恢复缺血半暗带的血液供应对改善缺血性卒中的预后非常重要 [ 9 ] 。而溶栓时间窗外最有效的手段就是建立侧支循环，同样发病时间、同样梗死体积的患者，侧支循环的好坏在很大程度上决定了梗死体积增长的速度 [ 12 ] 。国外一项研究根据前循环梗死的临床特点结合磁共振血管造影评估侧支循环的情况分析，结果显示，脑动脉闭塞后，侧支循环建立的程度与Willis环的完整性和有效侧支循环的数量密切相关，梗死灶周围多条侧支循环建立可显著缩小梗死体积 [ 13 ] 。Liebeskind [ 14 ] 等研究通过数字减影血管造影(DSA)检查颅内颈动脉、中脑动脉、椎动脉或基底动脉的狭窄程度分级，分析侧支循环状态与缺血性卒中的预后关系，其结果显示，侧支循环是缺血性卒中事件的独立预测因素，良好的侧支循环可降低缺血性卒中发生的风险。因此侧支循环的建立对缺血性脑卒中患者病程的发展，治疗及预后有着重大的意义。侧支循环的良好的建立可提高缺血组织的灌注，延长缺血组织的存活时间，进而延长治疗时间窗；同时良好的侧支循环能使内源性及外源性的溶栓物质到达远段栓子的部位增加血管再通的概率；良好的侧支循环通过减轻钙超载及减少氧自由基等毒性物质减轻再灌注损伤 [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] 。