氯苯(chlorobenzene,CB)因其高毒性、环境持久性和难降解性而被认为是一种高风险的气态污染物。通过水热法合成了多级孔分子筛载体,并通过负载双金属锰和钌,成功制备了一系列MnRu/HZSM催化剂。结果表明:微孔与介孔比例为0.33的5Mn1Ru/HZSM-2催化剂表现出最优的氯苯催化氧化性能,其在300℃的反应温度下,氯苯转化率可达90%以上;系列表征结果表明,催化剂5Mn1Ru/HZSM-2较大的介孔体积提升了CB传质效率;高表面B酸性位点含量促进了氯苯的高效吸附和转化;锰与钌的协同作用增加了表面吸附氧和表面晶格氧含量,提升了氧化还原效率。研究为工业废气中CB的高效净化提供了理论依据与技术支撑。
近年来,岩溶充水矿床在开采过程中形成大范围疏干区,疏干区内频繁发生一系列岩溶塌陷灾害,严重威胁人民群众的生命财产安全。黄石市大志山矿区周边早在20世纪70年代就多次出现地面塌陷,开展动态风险评价是防范塌陷灾害的有效途径,也是今后研究的主要趋势。以黄石市大志山矿区岩溶充水矿床在开采过程中形成的大范围疏干区作为研究区,运用加权信息量法,构建了考虑地下水水位动态变化的岩溶塌陷动态风险评价体系。结果表明:2022年7月至2023年1月,研究区整体岩溶塌陷风险呈现减小的趋势,各级风险区分布相对固定,但随着时间的变化,部分地区风险等级也在发生相应改变。动态风险评价的结果为研究区岩溶塌陷监测预警布点提供了技术支持,也为其他类似岩溶充水矿山疏干区覆盖型岩溶塌陷的风险评价提供了参考。
船舶工业的快速发展伴随新的风险与隐患,为了预防船舶企业复杂系统中的重大安全事故,以中国船舶重工集团公司下的非军工企业“S”为对象,运用基于工作系统的系统性事故分析方法的决策实验分析(systemic accident analysis method of work system-decision-making trial and evaluation laboratory,SAAMWS-DEMATEL)法开展了风险因素辨识与风险评价工作。首先,在实践调研的基础上用SAAMWS从宏观、中观、微观3个层面定性分析风险因素;然后,在专家评分的基础上,采用DEMATEL定量分析得出各风险因素的权重;最后,以权重为基础,结合评估机制,确定该企业最终的风险等级。结果表明:“S”企业的风险评估结果为低风险,部分风险因素安全分值较低,针对薄弱环节需要加强安全管控措施。评价结果与企业实际情况相符,验证了该方法的适用性和可靠性。该研究可以为船舶企业安全生产提供理论支持。
<正>《安全与环境工程》是由中华人民共和国教育部主管、中国地质大学(武汉)主办,面向国内外公开发行的学术性科技期刊(双月刊)。本刊重点关注攸关人类生存与可持续发展的资源安全、能源安全和生态环境安全问题,及时追踪并报道国内外安全与环境学科的新理论、新技术和新方法等最新研究成果,是致力于解决地学领域安全与环境问题的特色期刊。
近年来,由人为因素引发的高校化学实验室事故频发,基于深度学习的行为识别技术逐渐成为提升实验室安全的重要手段。然而,该场景具有环境复杂多变、目标尺度多样以及计算资源受限等多项挑战。针对这些挑战,构建了一个包含4种典型动态场景,7类不安全行为的高校化学实验室不安全行为数据集(unsafe behavior dataset for chemical laboratories,UBDCL),并基于此提出了高校化学实验室不安全行为识别模型(lightweight identification model of unsafe behavior in university chemical laboratory,LIMUB)。首先,为提高多样化不安全行为识别的效果,提出了一种注意力引导的高效卷积模块(GSConv based on CO attention enhancement module,GSCO),在提高模型效率的同时有效滤除了通道冗余信息;其次,为降低小物体特征在经过多层次梯度处理后的信息损失,提出了一种增强型的特征表征模块(conv combined with conv additive self-attention block,CCAB),融合网络多层信息增强了全局上下文信息特征表达能力;最后,为进一步降低模型的计算复杂度,对原有的检测头进行分析,提出了基于共享参数的异构分支模块(dual-branch heterogeneous lightweight module,DBHLM),有效降低了模型头部的参数量。基于UBDCL的实验结果表明,LIMUB的参数量和计算量较基线模型分别降低了24.7%、27.9%,平均精确度mAP(50)和mAP(50∶95)分别高达99.16%和88.84%。该模型能有效平衡实时性和准确性,可为提高实验室整体安全提供参考。
<正>随着国家基础设施建设和能源资源开发的深入推进,水利水电、交通、矿山等领域的深部重大岩土工程呈现出规模更大、埋深更深的发展态势。受复杂地质条件和探测技术局限的制约,深地工程常面临高地应力、高地温、高渗透压、强地震烈度等极端环境挑战。同时,极端环境下的岩体性态感知、工程智能化建造与长期健康运维等瓶颈问题,也严重制约着深地工程的安全性。
深埋长隧道沿线地应力场是影响隧道优化设计和施工合理性的关键因素。为了解决实测数据稀疏性、地质复杂性及模型不确定性导致的从少量实测点获取全隧道沿线地应力分布的研究难题,以房县—五峰高速公路佛照山隧道为例,深入分析了该隧道在中-高地应力环境下的地质构造背景、地应力场特征及围岩力学参数特点。根据地应力量值随深度变化的规律,采用数据增强技术有效增加了地应力反演的训练数据量,缓解了反向传播(back propagation,BP)神经网络的过拟合问题,提出了一种基于地应力实测数据增强技术的深埋长隧道沿线地应力场BP神经网络反演方法,并用该方法获取了佛照山隧道的区域地应力场。结果表明,反演得到的地应力场与实测地应力场特征一致,验证了该方法在深埋长隧道沿线地应力场分布反演中的可靠性。
含非连续面的地下洞室在循环荷载作用下的渐进破坏机理是岩石工程领域的关键科学问题之一。采用室内试验与数值模拟相结合的研究方法,系统探究了拱肩非连续面-洞室模型在循环荷载作用下的强度特性与变形机制。综合运用声发射(acoustic emission,AE)、电阻率测试和数字图像相关(digital image correlation,DIC)技术,实现了对模型损伤演化过程的多维度同步监测。结果表明:非连续面的存在显著弱化了洞室结构的承载性能,其抗压强度随非连续面与洞室间距的增大及倾角的增大而提高;完整洞室模型的破坏模式主要表现为拱顶沉降及边墙片帮破坏,而含非连续面洞室模型的破裂行为受控于非连续面倾角,相同倾角条件下破裂模式具有相似性,且随非连续面与洞室间距的减小,结构整体破坏程度显著加剧;电阻率值随加载过程呈持续下降趋势,并伴随荷载波动呈现规律性变化,声发射活动在加载初期表现较弱,临近峰值强度时呈现显著活跃特征;非连续面几何参数对声发射事件演化规律影响较小,但对裂纹类型分布具有显著控制作用,即小倾角非连续面以张拉裂纹为主导,而大倾角非连续面则更易发育剪切裂纹。试验结果较好地再现了非连续面-洞室模型的裂纹扩展过程,为揭示其破裂机制提供了可靠依据,可为非连续面影响区地下洞室工程的稳定性评价与灾害防控提供理论支撑。
为提升内河船舶安全水平,探究山区交汇水域船舶航行风险致因机理具有重要意义。首先,依据2007—2021年长江上游交汇水域事故数据,利用灰色关联度分析法,建立了风险因素指标体系。然后,构建了数据驱动树状贝叶斯网络(tree-augmented naive Bayesian network,TAN-BN)模型,引入互信息、联合概率理论分析了各因素与事故类型的关系,并验证模型的可靠性。最后,在TAN-BN模型中推理了各类事故最可能致因和主要影响因素,提出了因素间影响量化分析方法,并探究了环境、管理因素对人、船风险的影响机理。结果表明:在山区交汇水域与事故类型关联最强的因素是交通密度;水位涨退因素明显增加了船员应急处置失误率;船公司安全管理的落实能有效降低人、船风险概率,且人因风险控制效果更为显著。研究结果可为船企与海事部门增强山区交汇水域船舶航行安全管理提供一定参考。
随着经济的快速发展,地方区域具有不同程度的生态脆弱性风险,通过生态脆弱性评价能够了解研究区域的整体生态状态,可对研究区域的可持续发展做出巨大的贡献。以山东半岛蓝色经济区为研究区域,基于敏感性-恢复力-压力度(sensitivity-recovery-pressure,SRP)模型建立了生态脆弱性评价指标体系,采用空间主成分分析法构建了该区域2011—2019年生态脆弱性评价模型,并采用空间自相关分析法和冷热点分析法分别对全局空间自相关和局部空间自相关性进行了分析,利用地理探测器模型对2011—2019年研究区生态脆弱性变化的驱动因素进行了分析。结果表明:(1)2011—2019年研究区域总体处于轻度脆弱到中度脆弱,沿海地区生态脆弱性等级较高,内陆地区生物丰度高,植被覆盖度高,生态系统较为稳定,生态脆弱性等级较低;(2)2011—2019年该区域生态脆弱性综合指数呈现先增长后降低的趋势;(3)2011—2019年研究区域生态脆弱性存在空间自相关特性,空间自相关总体呈上升趋势;(4)研究区域生态脆弱性变化的主要影响因子为植被净初级生产力(net primary production, NPP)、人均GDP、土地利用程度、人口密度、人均耕地面积、生物丰度、第二产业比重等指标。研究结果可为当地的生态建设提供参考。