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寒區(qū)道路病害防治與保障技術(shù)，主要通過野外調(diào)研、室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析、野外監(jiān)測以及數(shù)值模擬相結(jié)合的研究手段，對寒區(qū)熱管傳熱參數(shù)及其高等級公路的降溫效果、穩(wěn)定性和防治技術(shù)進(jìn)行了研究，篩選出了影響熱管路基傳熱特性的主要因素。 一、項(xiàng)目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 寒區(qū)道路病害防治與保障技術(shù)，主要通過野外調(diào)研、室內(nèi)試驗(yàn)、理論分析、野外監(jiān)測以及數(shù)值模擬相結(jié)合的研究手段，對寒區(qū)熱管傳熱參數(shù)及其高等級公路的降溫效果、穩(wěn)定性和防治技術(shù)進(jìn)行了研究，篩選出了影響熱管路基傳熱特性的主要因素，揭示了環(huán)境條件、熱管幾何結(jié)構(gòu)、埋設(shè)方式等因素對熱管傳熱特性的影響規(guī)律，確定了路基中熱管傾斜角度以及長度比等關(guān)鍵參數(shù)的合理取值，通過室內(nèi)試驗(yàn)和野外監(jiān)測，篩選出了寒區(qū)降溫效果和穩(wěn)定性較好的熱管復(fù)合路基，給出了在氣候變暖條件下，能夠有效保證寒區(qū)區(qū)寬幅高等級公路穩(wěn)定性的熱管復(fù)合路基結(jié)構(gòu)，并利用數(shù)值模擬的手段，提出了適用于寒區(qū)寬幅高等級公路的新型遮陽通風(fēng)路基結(jié)構(gòu)，可為川藏高速、青藏高速公路、滇西北高速公路等寒區(qū)高等級公路的建設(shè)提供科學(xué)參考。 圖1 多年凍土區(qū)高等級公路研究路線 我國寒區(qū)范圍廣闊，有著強(qiáng)烈的道路工程建設(shè)需求，國家的交通網(wǎng)規(guī)劃中寒區(qū)是新的建設(shè)熱點(diǎn)區(qū)域之一，如圖2所示。滇西北位于北緯24°38'~29°15'、東經(jīng)98°05'~101°16'之間，面積為7.98萬平方km，地處青藏高原與云貴高原的過渡地帶，位于喜馬拉雅山脈東部的橫斷山脈縱向嶺谷區(qū)，其中怒江、瀾滄江、金沙江最近處僅64km左右，形成獨(dú)特的“三江并流”奇觀。受青藏高原抬升和眾多河流切割影響，縱向嶺谷相間分布，山高谷深，地形起伏極大，擁有南亞熱帶、中亞熱帶、北亞熱帶、暖溫帶、溫帶、寒溫帶和寒帶等多種氣候類型，多數(shù)地區(qū)氣候寒冷，地勢險(xiǎn)峻，土壤瘠薄，生態(tài)環(huán)境極其脆弱。 圖2 中國公路自然區(qū)劃圖 強(qiáng)烈的大溫差變化使得道路路基具有明顯的溫度效應(yīng)，再輔以西南地區(qū)降雨量大的特點(diǎn)，加劇了道路路基的損傷變形和病害的產(chǎn)生。這些病害在川藏公路等低等級道路運(yùn)營中危害較小，但是像川藏鐵路和川藏高速公路這種高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求的國家重大基礎(chǔ)設(shè)施工程，極易造成重大的交通安全隱患。因此，在川藏交通通道內(nèi)，亟需調(diào)查道路路基病害現(xiàn)狀，分析建立路基水熱力耦合計(jì)算模型，深入理解道路路基病害形成機(jī)理，并提出合理的道路路基病害治理措施，評價(jià)復(fù)雜工程環(huán)境下道路路基長期服役性。 因此，正開展以下工作：以川藏通道內(nèi)路基為研究對象，通過現(xiàn)場調(diào)查和文獻(xiàn)調(diào)研川藏通道內(nèi)季節(jié)性凍土道路路基現(xiàn)場實(shí)際存在工程病害問題現(xiàn)狀，研究川藏通道季節(jié)性凍土路基在氣溫、降雨、地下水、交通荷載類型、積雪和地震等特殊條件下的工作狀態(tài)，分析路基病害問題及發(fā)生機(jī)理，初步確定產(chǎn)生路基病害的主要因素；采取理論研究、室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究手段，闡釋復(fù)雜工程環(huán)境（氣溫、降雨、地下水、交通荷載類型、積雪和地震等）作用下季節(jié)凍土區(qū)路基水熱力相互作用機(jī)理，建立路基水熱力相互作用計(jì)算模型，開展季節(jié)凍土區(qū)路基溫度場、水分場和應(yīng)力（變形）場的數(shù)值模擬，進(jìn)行室內(nèi)大型模型試驗(yàn)，評估季節(jié)凍土區(qū)路基土體凍脹區(qū)、水分聚集區(qū)和塑性區(qū)等變化規(guī)律，綜合考慮土體應(yīng)力集中和塑性區(qū)特征，明晰季節(jié)凍土區(qū)道路凍融災(zāi)害機(jī)理，提出路基病害發(fā)生的判別依據(jù)，揭示路基凍害形成機(jī)制及主控因素，進(jìn)而提出相應(yīng)的季節(jié)凍土區(qū)新型路基結(jié)構(gòu)，評價(jià)其服役狀態(tài)（穩(wěn)定、劣化、破壞等）。

可以量產(chǎn)/n本成果是在研究明確了魔芋軟腐病菌相關(guān)生物學(xué)特性和病害發(fā)生危害的基本規(guī)律的基礎(chǔ)上，制定了"魔芋軟腐病測報(bào)調(diào)查規(guī)范"和"魔芋抗病豐產(chǎn)栽培操作技術(shù)規(guī)程"，提出了"選用抗病品種藥袋套芋和包衣處理，優(yōu)化耕作栽培模式，適時(shí)施用無害化藥劑"的綜防技術(shù)等，可有效控制軟腐病的發(fā)生危害。本成果具有較強(qiáng)的適用性和可操作性，適用于魔芋種植區(qū)，在軟腐病發(fā)生地區(qū)，通過推行"魔芋抗病豐產(chǎn)栽培操作技術(shù)規(guī)程"和"軟腐病綜防技術(shù)體系"，可全面提高魔芋產(chǎn)量和品質(zhì)。應(yīng)用前景：本成果經(jīng)在湖北省魔芋種植區(qū)大面積推廣應(yīng)用，魔芋軟腐病

隨著我國大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，沿海和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市搬遷了大量重污染企業(yè)，暴露出嚴(yán) 重的土壤和地下水污染情況，其中有機(jī)物造成的工業(yè)場地土壤和地下水污染十分普遍。近10年 來，圍繞工業(yè)場地有機(jī)物污染土壤和地下水修復(fù)技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，系統(tǒng)研究了有機(jī)物污染團(tuán)的調(diào) 查、監(jiān)測方法體系，有機(jī)污染物對場地環(huán)境生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)和健康風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)體系，土壤和地下水 有機(jī)污染物抽出吹脫技術(shù)、高級氧化技術(shù)和原位生物修復(fù)技術(shù)體系等。根據(jù)有機(jī)污染物的物理 性質(zhì)和場地賦存特性，開發(fā)了有機(jī)污染物抽出吹脫一體化異位修復(fù)系統(tǒng)裝備和尾氣凈化處理裝 置；根據(jù)污染物化學(xué)性質(zhì)，開發(fā)了污染物高級氧化技術(shù)和零價(jià)鐵活性炭耦合還原降解技術(shù)；根 據(jù)有機(jī)污染物可生化降解特性，開發(fā)了污染物厭氧生物處理、好氧生物處理和植物微生物聯(lián)合 修復(fù)技術(shù)，形成了污染場地有機(jī)物污染調(diào)查、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)與修復(fù)的技術(shù)體系。

陳溫福院士團(tuán)隊(duì)孟軍教授課題組在生物炭-微生物協(xié)同治理抗生素污染方面取得新進(jìn)展

1 成果簡介水質(zhì)有機(jī)污染預(yù)警儀（ FF-WY-01 型） 是在課題組自主開發(fā)的水質(zhì)有機(jī)污染熒光指紋技術(shù)的基礎(chǔ)上針對突發(fā)性水污染的實(shí)時(shí)預(yù)警研制出的第一代成果。預(yù)警儀由主機(jī)和其控制軟件（ FWY solution 1.0）組成，可用于水體監(jiān)控?cái)嗝妗⑵髽I(yè)排污口、游泳池以及浴場等污染敏感位置的有機(jī)污染在線實(shí)時(shí)監(jiān)測及預(yù)警。2 應(yīng)用說明儀器實(shí)現(xiàn)了自動取樣與過濾，恒溫測量，溫控精度達(dá)到±0.3％，可以消除環(huán)境溫度變化對測量結(jié)果的負(fù)面影響。儀器依靠硬件設(shè)置和軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了對光源的實(shí)時(shí)監(jiān)控，消除了光源的瞬時(shí)抖動及光源衰減對測量的影響，使測量結(jié)果更穩(wěn)定、精確。軟件設(shè)計(jì)人性化，能以實(shí)時(shí)波形圖方式動態(tài)顯示測量結(jié)果；超過污染閾值時(shí)，自動報(bào)警；所有監(jiān)測數(shù)據(jù)自動保存，數(shù)據(jù)保存格式為 excel 表格，以便于后續(xù)處理；當(dāng)儀器光源老化時(shí)，自動提示更換等。儀器操作簡便靈活，用戶能根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定報(bào)警閾值或使用推薦的閾值。該儀器完成一次測量僅需 30 秒，不加任何試劑，連續(xù) 24 小時(shí)使用耗電不足 3 度，維護(hù)簡便。儀器主機(jī)體積小，僅 450×400×160 mm，便于攜帶和安放，如圖 1 所示。目前二代機(jī)也已經(jīng)問世。  圖 1 水質(zhì)有機(jī)污染預(yù)警儀(FF-WY-01 型) 可用于水體監(jiān)控?cái)嗝妗⑵髽I(yè)排污口、游泳池以及浴場等污染敏感位置的有機(jī)污染在線實(shí)時(shí)監(jiān)測及預(yù)警。4 效益分析成本儀器大于 1.5 萬元/臺，運(yùn)行費(fèi) 250 元/年。5 合作方式技術(shù)轉(zhuǎn)讓。

研究團(tuán)隊(duì)擁有可進(jìn)行污染物分析的氣質(zhì)聯(lián)用儀和塵螨分析儀，可對室內(nèi) VOC采樣柱、灰塵取樣等進(jìn)行 SVOC、VOCs、苯系物、塵螨等過敏原進(jìn)行分析。

水源圖像檢測和分類在監(jiān)測和識別河流冰災(zāi)、洪水、垃圾污染和死水等方面有很多應(yīng)用。然而，海水、河水、湖水和池塘這些稱之為干凈水源的圖像，可能和一些污染水源的圖像重疊，加之冰雪天氣下水體結(jié)冰等因素的存在，使得水源圖像分類的問題更加復(fù)雜。在這些情況下，精確的水資源圖像檢測和分類就顯得至關(guān)重要。本項(xiàng)目基于RGB圖像對水源進(jìn)行分類，達(dá)到水污染檢測的目的。本項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)在于提出一種新的圖像頻率域分塊方法，將圖像之間的細(xì)微變化放大，有效地提取圖像的紋理特征，區(qū)分污染水源圖像和干凈水源圖像，并且對水體

超濾技術(shù)主要用于含分子量100～1000,000的物質(zhì)的分離，是目前應(yīng)用最廣的膜分離過程之一。超濾是通過膜的篩分作用，將溶液中粒徑大于膜孔徑的大分子溶質(zhì)截留，使小分子組分透過超濾膜，達(dá)到分離目的的膜過程。超濾作為一種新型高效的膜分離技術(shù)，具有無相變、操作條件溫和、無第三組分引入、工藝流程簡單等優(yōu)點(diǎn)，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的分離技術(shù)，如精餾、蒸發(fā)、萃取、結(jié)晶等過程，但是超濾過程中的膜污染嚴(yán)重限制了超濾在分離領(lǐng)域的更廣泛應(yīng)用。國際純粹和應(yīng)用化學(xué)協(xié)會 IUPAC 將膜污染定義為由于懸浮物或可溶性物質(zhì)通過物理化學(xué)作用或者機(jī)械作用，在膜的表面及膜孔內(nèi)部吸附或沉積，導(dǎo)致膜孔堵塞或變小、膜通量降低的過程。目前，解決高分子超濾膜污染的根本途徑是開發(fā)低污染超濾膜，包括開發(fā)新型高分子材料及對現(xiàn)有超濾膜進(jìn)行表面改性。前者制膜成本較高，并在大規(guī)模應(yīng)用上存在困難。而對現(xiàn)有膜進(jìn)行表面改性則成為解決高分子超濾膜膜污染的有效途徑。

技術(shù)分析（創(chuàng)新性、先進(jìn)性、獨(dú)占性） （1）耐藥菌感染已經(jīng)成為危害公共安全和人類健康的重大疾病 近年來，隨著抗菌藥物的增加和廣泛應(yīng)用，細(xì)菌耐藥性問題日益突出，尤其是耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)、耐青霉素肺炎鏈球菌(PRSP)、耐萬古霉素腸球菌(VRE)、產(chǎn)超廣譜β-內(nèi)酰胺酶(ESBL)腸桿菌、多種耐藥性結(jié)核桿菌(MDRMT) 等超級耐藥致病菌相繼產(chǎn)生和擴(kuò)散，嚴(yán)重危害公共安全和威脅人類健康，減少耐藥菌株的生成和研制新的抗菌藥物不僅成為醫(yī)藥界必須解決的重大問題，而且引起了國際社會和各國政府的高度關(guān)注。2014年，WHO首次發(fā)布了全球抗生素耐藥報(bào)告；2016年，聯(lián)合國在紐約聯(lián)合國總部召開“抗生素耐藥性問題高級別會議”，WHO再次發(fā)布報(bào)告，全面審視了全球的耐藥菌情況。2016年在杭州舉行的二十國集團(tuán)（G20）領(lǐng)導(dǎo)人峰會，專門提出要推動全球應(yīng)對抗生素耐藥性問題。美國、中國等國家高度重視耐藥菌的危害和防控，美國政府2015年制定了為期5年的抗擊耐藥細(xì)菌國家行動計(jì)劃；中國政府制定了《遏制細(xì)菌耐藥國家行動計(jì)劃（2016 —2020 年）》。耐藥菌感染，已經(jīng)成為危害世界公共安全和人類健康的重大疾病。 （2）中醫(yī)藥防治感染性疾病具有確切的療效和明顯的優(yōu)勢 感染性疾病在中醫(yī)典籍中常被稱為外感疾病，有外感熱病、傷寒、溫病、溫疫等稱謂。幾千年來，中醫(yī)藥為中國人民的健康，尤其是在預(yù)防和控制感染疾病方面做出了重大貢獻(xiàn)。中藥藥效物質(zhì)研究是中藥實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和國際化的突破口，《“十三五”中醫(yī)藥科技創(chuàng)新專項(xiàng)規(guī)劃》明確了中藥藥效物質(zhì)研究是國家中長期重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容之一，強(qiáng)調(diào)發(fā)展前沿關(guān)鍵技術(shù)與創(chuàng)新方法的重要性；同時(shí)要求在中醫(yī)藥原創(chuàng)思維的指導(dǎo)下，加強(qiáng)系統(tǒng)生物學(xué)、合成化學(xué)、大數(shù)據(jù)等多學(xué)科前沿技術(shù)與中醫(yī)藥的深度交叉融合，促進(jìn)中醫(yī)藥研究策略的優(yōu)化和復(fù)雜系統(tǒng)研究方法學(xué)上的變革，解決當(dāng)前中醫(yī)藥的研究瓶頸問題。 （3）項(xiàng)目建立了中藥防治耐藥菌創(chuàng)新藥物發(fā)現(xiàn)新模式 項(xiàng)目建立了以“方-病證-菌”、“藥-病證-菌”、“有效部位-病證-菌”、“有效成分-病證-菌”和“結(jié)構(gòu)-網(wǎng)絡(luò)-靶標(biāo)”的中藥防治耐藥菌創(chuàng)新藥物發(fā)現(xiàn)的新模式，建立了抗耐藥菌創(chuàng)新藥物發(fā)現(xiàn)與評價(jià)的技術(shù)體系和平臺，為解決日益嚴(yán)重的細(xì)菌耐藥性問題提供新思路、建立新體系、開發(fā)新藥物。 抗耐藥菌創(chuàng)新藥物發(fā)現(xiàn)新平臺 項(xiàng)目建立中藥防治耐藥菌創(chuàng)新藥物發(fā)現(xiàn)新模式，基于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的防治耐藥菌創(chuàng)新中藥發(fā)現(xiàn)；基于高通量高內(nèi)涵篩選的防治耐藥菌創(chuàng)新中藥發(fā)現(xiàn)；基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的防治耐藥菌創(chuàng)新中藥發(fā)現(xiàn)；基于新靶點(diǎn)的防治耐藥菌創(chuàng)新中藥發(fā)現(xiàn)，突破了中藥防治耐藥菌新品種的評價(jià)技術(shù)：基于病證菌模型的創(chuàng)新中藥評價(jià)；基于毒效整合的創(chuàng)新中藥評價(jià)。 （4）篩選出中藥防治耐藥菌候選藥物兩個(gè) ① 基于“方-病證-菌”、“藥-病證-菌”、“有效部位-病證-菌”理念篩選出中藥五類新藥1個(gè)-廣藿香油 通過前期對大量中藥方劑抗耐藥菌活性進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)廣藿香在大量具有抗耐藥菌活性的中藥方劑中都有出現(xiàn)，初步活性測試也表明，中藥廣藿香具有較強(qiáng)的抗耐藥菌效價(jià)。進(jìn)一步研究還發(fā)現(xiàn)廣藿香水提物和醇提物的抗耐藥菌效果遠(yuǎn)不如廣藿香油，因此廣藿香油是廣藿香抗耐藥菌活性的有效部位。 廣藿香油的藥效學(xué)研究 針對廣藿香油能“芳香化濕”治療陰道炎的臨床應(yīng)用，我們通過構(gòu)建家兔陰道炎模型、大小鼠陰道炎模型、原發(fā)性痛經(jīng)模型、斑馬魚血管損傷模型、多種動物離體子宮模型等，通過細(xì)菌篩選、細(xì)胞篩選等試驗(yàn)平臺，借助超高分辨率激光共聚焦顯微鏡、高內(nèi)涵成像系統(tǒng)、流式細(xì)胞儀等先進(jìn)設(shè)備對廣藿香油治療陰道炎的物質(zhì)基礎(chǔ)、量效關(guān)系、藥理作用機(jī)理等進(jìn)行了研究，表明廣藿香油對于陰道炎具較好的治療效果。隨后項(xiàng)目對廣藿香油栓劑的制備工藝、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)草案等進(jìn)行了研究制定，并對藥理作用與毒理進(jìn)行了評價(jià)。 ② 基于“有效成分-病證-菌”理念篩選出抗耐藥菌新藥1個(gè)-廣藿香酮共軛取代衍生物（CDPC-B7）片劑 廣藿香酮是廣藿香油的有效成分之一，具有多種生物活性，包括胃腸道調(diào)節(jié)功能、抗炎和抗菌等作用。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，廣藿香酮能夠抑制白色念珠菌（Candida albicans）、新型隱球菌（Cryptococcus neoformans）、黑根霉菌（Rhizopus nigricans）和其他真菌，體內(nèi)研究表明對大腸埃希菌（E. coli）和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）均有抑制作用。而且，廣藿香酮單體對棒狀桿菌和金黃桿菌的最小抑菌濃度小于0.098 μg/mL。經(jīng)藥代動力學(xué)研究表明，廣藿香酮具有良好的口服吸收效果。 為了進(jìn)一步優(yōu)化藥物抑菌療效，降低毒副作用，我們利用分子對接以及網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)等方法，研究了廣藿香酮復(fù)雜的抗菌作用機(jī)制和抗菌作用的靶點(diǎn)。并通過基于靶點(diǎn)藥物設(shè)計(jì)方法，針對性的設(shè)計(jì)了一類能與靶點(diǎn)緊密結(jié)合的廣藿香酮?jiǎng)?chuàng)新衍生物，并通過借助有機(jī)合成方法學(xué)手段對化合物合成工藝進(jìn)行了設(shè)計(jì)和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新廣藿香酮衍生物庫的構(gòu)建。隨后通過抗菌活性驗(yàn)證、片劑制備工藝、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)草案等進(jìn)行了研究制定，并對藥理作用與毒理進(jìn)行了評價(jià)。

項(xiàng)目以高瓦斯突出礦井為研究對象，將瓦斯作為地質(zhì)體的組成部分，運(yùn)用地質(zhì)學(xué)及其相關(guān)學(xué)科的理論與方法，從研究瓦斯形成、賦存、涌出、突出及控制因素與突出機(jī)理等入手，配合大量測試，重點(diǎn)研究采前煤層瓦斯含量大小，工作面瓦斯涌出量大小及煤與瓦斯突出危險(xiǎn)性預(yù)測的技術(shù)難題，以及采前與采中瓦斯涌出與突出的治理問題。該成果經(jīng)陜西省科技廳鑒定為國內(nèi)領(lǐng)先水平，獲陜西省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)。成果先后在陜西韓城、銅川、河北邢臺、寧夏石嘴山及四川南桐等礦區(qū)得到應(yīng)用，在礦井瓦斯預(yù)測防治中取得了良好應(yīng)用。