不同介质间采用矩阵量化气单胞菌的交叉污染

为定量描述气单胞菌在不同介质间的转移及变化过程,基于单个细菌在每次转移过程中只能被转移到一个介质表面的假设,采用矩阵方式将气单胞菌的转移路径及被转移的可能性集中于一个二维的数据表格之中,并对不同场景下气单胞菌在不同介质表面的交叉污染水平进行分析。结果表明,采用矩阵方式不仅可用于探究交叉污染对细菌受体表面带菌量的变化,同时可定量分析细菌供体表面带菌量的变化,如在分割冷却猪肉前、后,猪肉中气单胞菌的带菌量平均值分别为3.02 lg CFU/g、1.82 lg CFU/g。对不同场景下各介质带菌量的量化结果证实:分割冷却猪肉后,若及时对被污染的案板、刀具等介质进行清洗或更换,可有效降低交叉污染水平并可预防二次交叉污染的发生。     

气单胞菌在不同食物接触表面的存活与交叉污染

为探讨气单胞菌在不同食物接触表面的存活状况,采用擦拭取样法测定气单胞菌于案板、刀具表面的恢复率,并将气单胞菌分别接种于洁净和被污染的案板、刀具表面,评定气单胞菌在不同介质表面、不同时间下的存活状况。根据恢复率和介质表面上气单胞菌存活实测值,采用@Risk软件对介质表面实时带菌量的期望值进行计算,并运用一级线性模型对气单胞菌存活特征曲线进行拟合。同时,以案板为交叉污染途径,对气单胞菌在介质表面的存活行为对交叉污染的影响进行了探讨。结果表明:采用擦拭取样法测得的气单胞菌从案板、刀具表面的恢复率的最佳分布拟合结果分别是Normal(0.66,0.15)和Normal(0.72,0.18);气单胞菌在被污染的介质表面存活的时间(7 h)长于其在洁净介质表面的存活时间(3 h或2.5 h),且一级线性模型可以较好地对气单胞菌存活曲线进行拟合(R20.88);蒙特卡罗模拟结果表明,忽略气单胞菌在食物接触表面的存活行为会高估其在厨房内的交叉污染水平。     

食品中铝的风险评估

以2018年国家食品安全风险监测中铝的风险监测研判参考值为主要依据,根据铝的主要来源和暴露情况,介绍不同类别食品中的铝的限量值和参考值,为开展食品中铝的风险监测与评估提供科学依据。     

凸舌油槽对摆线转子泵空化特性的影响

为了改善摆线转子泵的空化特性,提出一种增加极限进出油面积的凸舌油槽结构方案,建立摆线转子泵凸舌油槽结构模型,采用RNG k-ε湍流模型对不同工况下摆线转子泵的内部空化流动进行仿真模拟,分析摆线转子泵凸舌油槽结构在不同转速、不同转子位置时的空化特性,并对不同监测点的含气率及轴向含气率不均匀度进行分析,同时对不同旋转速度及不同进口压力条件下摆线转子泵的空化特性进行试验及对比分析。结果表明:凸舌油槽结构在3种转速下对空化均有所缓解,改善的空化位置主要位于靠近最大啮合容积处;高转速时凸舌油槽结构对转子区域内含气率改善最为明显,低转速下凸舌油槽结构对空化改善效果较小;空化沿轴向具有不均匀性,在进油侧最小齿间容积处、转子底部空化严重,而在较大的齿间容积处、转子中上部的空化更为严重。摆线转子泵的容积效率模拟值与试验值较为吻合,且变化趋势一致,不同进口压力下凸舌油槽的容积效率均高于原模型,凸舌油槽的空化特性优于原模型。     

基于不同初始接菌量的铜绿假单胞菌生长模型

基于单细胞生长流动成像系统,探究铜绿假单胞菌单细胞生长规律,并运用随机建模方法建立单细胞与群体细胞生长之间的关系,获得不同初始接菌量下铜绿假单胞菌生长迟滞时间以及最大生长速率的分布,通过代入Baranyi模型修改式,结合单细胞水平建模(Individual-based modeling,Ib M)的方法,对不同初始接菌量下铜绿假单胞菌的随机生长过程进行模拟。结果表明,随着初始接菌量的增大,铜绿假单胞菌生长迟滞期减小,25℃下平均迟滞时间由2.91 h减小至2.55 h,变异系数由29.90%减小至2.96%,35℃下平均迟滞时间由1.49 h减小至0.99 h,变异系数由22.53%减小至4.64%。最大生长速率随不同初始接菌量变化不明显,其主要受温度的影响,由25℃下约0.70 ln CFU/h增加至35℃下约1.00 ln CFU/h,变异系数变化无明显规律。通过Ib M模拟群体细胞生长发现,虽然单细胞的生长具有随机性,但随着初始接菌量的增大,微生物群体细胞生长的变异性逐渐降低,最终呈现出决定性生长的状态。相较于传统采用确定性模型进行的微生物生长建模,单细胞水平的生长动力学研究可为食品安全风险评估以及风险决策者提供更加准确与直观的风险指导。     

酸化和渗透压不同处理顺序对肠炎沙门菌失活的影响

为探讨酸化和渗透压不同处理顺序对肠炎沙门菌失活的影响,运用统计学模型模拟了最优处理条件下,肠炎沙门菌在不同初始接菌量下的失活过程。实验结果表明:在25℃和10 h内,先15%Na Cl再p H值4.5处理使肠炎沙门菌失活的效果大于相反顺序的处理、同时处理或者单独处理的效果。模拟结果表明:在最优处理条件下的各个阶段中,随着初始接菌量的增加,肠炎沙门菌分别达到0.986 4和0.993 9失活率时对应的失活时间的变异性逐渐降低。对于大量群体细菌,用确定性失活动力学一级模型拟合的D值是单一的定值;而对少量群体细菌,由于个体细胞本身的变异性,D值表现出较高的变异性,并且可用概率分布的形式表示。酸化和渗透压不同处理顺序的研究能为食品工业生产控制致病菌提供借鉴,且应用的统计学建模方法有助于从个体细胞的角度理解群体失活过程,提高风险评估的准确性。     

高比转数离心泵空化状态下的压力脉动特性

通过相似变换得到高比转数离心泵缩小模型,并通过试验和数值模拟发现模型泵和设计泵的性能曲线相近,可代替设计泵进行试验研究.基于RNG k-ε湍流模型,采用SIMPLEC方法求解不可压缩时均方程,通过对离心泵内部流场进行定常和非定常数值模拟,得到不同工况点的外特性、汽蚀及压力脉动特性.并通过模拟结果和试验结果的对比,验证了模拟的准确性.通过模拟发现,额定流量下隔舌处的压力脉动幅值最大;不同工况下各检测点的压力脉动主频均为叶频;隔舌压力脉动最大,进口压力脉动最小.额定工况下压力脉动幅值最小,非设计工况下压力脉动幅值明显增大;通过对空化不同阶段的瞬态数值模拟,发现从未空化到严重空化,不同工况下隔舌和出口处的压力脉动变换规律相同,随着空化发展压力脉动幅值降低,且脉动主频均为叶频;并且随着空化程度加剧,压力脉动高频成分增多,各监测点主频下降明显,并可将此作为判定空化初生的依据.     

优化水肥与滴头间距组合对日光温室黄瓜生长及产量的影响

为探究水肥耦合+滴头间距对宁夏旱区日光温室春夏茬黄瓜生长、产量、品质和水肥利用率的影响。通过3因素3水平正交试验,利用Logistic方程模拟黄瓜株高变化规律,分析了各时期生长特点;利用极差分析和方差分析,研究了水肥耦合+滴头间距影响主次顺序、显著性及变化趋势,同时结合模糊数学隶属函数法对产量和品质指标进行综合评价,筛选最优组合。结果表明:①不同处理下黄瓜株高“S”形生长过程可分为渐增期、速生期、缓增期3个阶段,可用Logistic方程拟合,且相关系数均高达0.97;②春夏茬日光温室黄瓜在采摘期前3个月产量稳定,分别占总产30.19%、29.22%、28.58%,后1个月急剧下降,占总产12%;③3因素影响产量的顺序为灌水量>施肥浓度>滴头间距,灌水量影响显著,施肥浓度和滴头间距影响不显著,产量最高处理为TR1,达144361 kg/hm²,比最低处理TR9高44.92%。采用模糊隶属函数进行综合评价,TR2表现最好,平均隶属函数值为0.70。确定因素最优水平组合为:灌水量3040.95 m³/hm²、施肥浓度200倍液(740.55 kg/hm²)、滴头间距20 cm,产量为141077.9 kg/hm²。     

徐州市售谷类作物重金属铅、镉污染分析评价

了解徐州市售主要谷类作物中铅、镉的污染状况,为食品污染物检测及食品安全的危险性评价提供依据。采用国家标准规定的食品中重金属含量的测定方法,共监测14类150份谷物中铅、镉的含量,结果表明:本市主要谷类作物中存在不同程度的铅、镉污染,污染情况铅大于镉,其中大米、黄豆、玉米和菱米等主要食用谷物的铅超标率都达到了100%。其中人们的主食大米中平均铅含量高达0.389mg/kg,污染最严重的芝麻中平均铅含量高达0.415mg/kg。谷类作物中镉污染情况相对较轻,超标率均较低。从结果分析来看,对环境污染的治理迫在眉睫。     

基于改进YOLO v5n的猪只盘点算法

猪只盘点是规模化养殖中的重要环节,为生猪精准饲喂和资产管理提供了依据。人工盘点不仅耗时低效,而且容易出错。当前已有基于深度学习的生猪智能盘点算法,但在遮挡重叠、光照等复杂场景下盘点精度较低。为提高复杂场景下生猪盘点的精度,提出了一种基于改进YOLO v5n的猪只盘点算法。该算法从提升猪只目标检测性能出发,构建了一个多场景的生猪数据集;其次,在主干网络中引入SE-Net通道注意力模块,引导模型更加关注遮挡条件下猪只目标信息的通道特征。同时,增加了检测层进行多尺度特征融合处理,使模型更容易学习收敛并预测不同尺度的猪只对象,提升模型遮挡场景的检测性能;最后,对边界框损失函数以及非极大值抑制处理进行了改进,使模型对遮挡的目标有更好的识别效果。实验结果表明,与原YOLO v5n算法相比,改进算法的平均绝对误差(MAE)、均方根误差(RMSE)以及漏检率分别降低0.509、0.708以及3.02个百分点,平均精度(AP)提高1.62个百分点,达到99.39%,在复杂遮挡重叠场景下具有较优的精确度和鲁棒性。算法的MAE为0.173,与猪只盘点算法CClusnet、CCNN和PCN相比,分别降低0.2...     

双吸双蜗壳离心泵隔舌处的压力脉动特性

为了研究双吸泵双蜗壳隔舌区的压力脉动特性,采用CFD方法对某一型号双吸双蜗壳离心泵进行不同工况下全流场非定常数值模拟,得到了泵内部流动特性及隔舌区监测点的压力脉动情况,并对其进行压力脉动强度分析和时域、频域分析.计算结果表明:压力脉动强度大的区域主要分布在叶轮出口与隔舌的交界面处,说明叶轮与隔舌的动静干涉作用将引起隔舌处较大的压力脉动;2个隔舌在额定流量下的脉动强度均小于偏离额定工况下的脉动强度,且随着流量的增大,隔舌A处压力脉动强度的分布逐渐变得对称;在额定工况下,2个隔舌区的压力脉动周期性明显,在隔舌A处中间平面上压力脉动频率以2倍轴频为主,两侧以1倍叶频为主;隔舌B处中间平面与其中一侧的压力脉动频率以2倍叶频为主,另一侧则以1倍叶频为主;在1.0Qd和1.2Qd工况下,隔舌A的中间平面上P0的压力脉动频率均以2倍叶频为主,小流量下则以1倍叶频为主,但其幅值变化并不明显,而隔舌B处中间平面上的压力脉动幅值受流量变化影响较大,0.8Qd倍和1.2Qd工况下压力脉动幅值明显增大.     

植物乳杆菌LPL-1产细菌素发酵培养基优化

乳酸细菌素是细胞在转录翻译过程中通过核糖体机制合成,并分泌到菌体体外的一类具有抑菌活性的蛋白质,细菌素具有无抗药性、无毒副作用及易被人体降解的特点,因此是一种天然的食品防腐保鲜剂。为了提高植物乳杆菌LPL-1所产细菌素的产量,以单增李斯特菌为指示菌,相对抑菌效价为效应值,通过响应面法对发酵培养基组成进行优化,确定了最优培养基组成。利用单因素试验与Plackett-Burman试验,确定了主要影响因素为葡萄糖质量分数、胰蛋白胨质量分数与吐温-80体积比,最陡爬坡试验与Box-Behnken响应面试验确定了最优培养基组成为:葡萄糖质量分数2.08%、酵母粉质量分数0.51%、胰蛋白胨质量分数1.02%、牛肉膏质量分数1%、吐温-80体积比1.02 mL/L、磷酸氢二钾质量浓度3 g/L、乙酸钠质量分数0.5%、硫酸镁质量浓度0.2 g/L、硫酸锰质量浓度0.3g/L、柠檬酸氢二铵质量浓度2 g/L、蒸馏水体积1 L。在此条件下细菌素效价(752.11 AU/mL)比优化前(286.67AU/mL)提高了1.62倍。因此,发酵培养基的优化为菌种与细菌素的产业化应用奠定了基础。     

植物乳杆菌LPL-1产细菌素发酵培养基组成响应面法优化

乳酸细菌素是细胞在转录翻译过程中通过核糖体机制合成,并分泌到菌体体外的一类具有抑菌活性的蛋白质,细菌素具有无抗药性、无毒副作用及易被人体降解的特点,因此是一种天然的食品防腐保鲜剂。为了提高植物乳杆菌LPL-1所产细菌素的产量,以单增李斯特菌为指示菌,相对抑菌效价为效应值,通过响应面法对发酵培养基组成进行优化,确定了最优培养基组成。利用单因素试验与Plackett-Burman试验,确定了主要影响因素为葡萄糖质量分数、胰蛋白胨质量分数与吐温-80体积比,最陡爬坡试验与Box-Behnken响应面试验确定了最优培养基组成为:葡萄糖质量分数2.08%、酵母粉质量分数0.51%、胰蛋白胨质量分数1.02%、牛肉膏质量分数1%、吐温-80体积比1.02 m L/L、磷酸氢二钾质量浓度3 g/L、乙酸钠质量分数0.5%、硫酸镁质量浓度0.2 g/L、硫酸锰质量浓度0.3 g/L、柠檬酸氢二铵质量浓度2 g/L、蒸馏水体积1 L。在此条件下细菌素效价(752.11 AU/m L)比优化前(286.67AU/m L)提高了1.64倍。因此,发酵培养基的优化为菌种与细菌素的产业化应用奠定了基础。     

不确定性条件下分布式农业生产预警模型构建与应用

构建了基于梯形模糊数和分布式作物模拟模型的空间分布式农业生产预警模型来实现作物产量和水分生产力综合警情预警预报。模型采用空间分布式作物产量和水分生产力作为警情指标来计算系统警级,引入梯形模糊数来表征目标产量和水分生产力的不确定性,采用空间分布式作物模拟模型来模拟常规灌溉、0.8倍常规灌溉和0.6倍常规灌溉下的作物产量和水分生产力,进而对现状1976—2012年和未来RCP4.5情景下2026—2045年不同灌溉水平下进行农业生产风险预报预警,并衡量了未来20年产量和水分生产力的静态协调度和每5年4个周期的动态协调度。结果表明,同一作物在不同土壤类型和不同灌溉水平下预警等级不同,警级随着灌溉水平的降低呈现不规则变化规律,协调性随着灌溉水平的降低而减小。模型能够识别出未来气候变化不同节水灌溉水平下的空间异质性作物产量和水分生产力的警级,实现精准化农业生产风险预警预报,有利于实现高效率降警处理。     

导叶时序位置对离心泵叶片载荷影响的数值模拟

采用结构化网格及SST湍流模型,对不同导叶时序位置下离心泵内部流场进行三维非定常数值模拟,并对模拟结果进行试验验证,研究时序效应对叶轮叶片和导叶叶片载荷的影响.结果表明:当隔舌大约处在2个导叶中间(cl0,cl5位置)时,蜗壳不对称作用对叶轮内部流场影响降低,叶轮叶片压力面载荷增大,叶轮做功能力较好; 当叶片逐渐靠近蜗壳隔舌时,蜗壳不对称作用对叶轮内部流场影响增大,叶片出口吸力面大于压力面载荷的位置逐渐向叶片中段偏移,导致叶轮做功能力逐渐降低; 导叶叶片载荷分布受导叶与隔舌相对位置的影响较为明显.当导叶叶片尾缘靠近蜗壳隔舌时,导叶叶片载荷出现吸力面大于压力面的情况.     

铜绿假单胞菌单细胞与群体细胞生长规律模拟与验证

采用单细胞生长流动成像系统,观测并探究铜绿假单胞菌单细胞生长规律,运用随机建模的方法构建单细胞与群体细胞之间的关系,模拟铜绿假单胞菌群体细胞的生长并进行验证。同时,通过多次模拟实验来探究不同初始接菌量对铜绿假单胞菌细胞生长迟滞期的影响。结果表明,在25℃和35℃条件下,模拟曲线基本能够呈现实际测得群体细胞生长的趋势,模拟方法可以用来实现对群体细胞生长的预测。同时,对初始接菌量为0、1、2、4、8、16和100个/mL的铜绿假单胞菌生长进行多次模拟表明,在25℃和35℃下,其生长迟滞时间随初始接菌量的增大分别由12.52 h降低为6.33 h,由8.61 h降低为4.01 h。通过单细胞水平模拟群体细胞生长过程,能够更加明显地体现出细菌细胞生长过程中的不确定性与变异性,为深入研究细菌细胞生长迟滞现象以及准确预测微生物的生长提供借鉴。     

闸门调控对污染物迁移规律的影响实验研究

采用明渠水槽模拟河段,设置上游水闸,模拟分析不同的水流、不同的闸门开启条件下,闸门运行对水流情势和污染物迁移转化的影响.通过实验观测和模拟,研究闸门调节流量与上、下游水位的关系,分别比较了河道是否设置闸门、瞬间开闸与稳定闸门开度状态下,下泄流量污染物浓度变化.实验结果分析表明,通过合理的调度,闸门在一定开度下可以起到既保证上游污染物通过闸门,减少闸前污染物质的聚集,又可降低闸下河道沿程的污染物分布的作用,为进一步在实践中确定合理的考虑污染控制的闸坝调控方案提供了实验依据.     

规模化沼气工程沼液中微生物的细菌种群分析与功能初探

分别采集了现代牧业集团各地区大型沼气工程的沼液,分析了不同沼液样品中全N,P,K等养分的含量和理化性质,并利用传统微生物学结合分子生物学的方法探究了样品中可培养细菌的数量及种群组成情况,根据BLAST的比对结果,选取并纯化到32株细菌,测定了它们对四种不同病原真菌的拮抗效果.结果表明,各地区沼液样品的pH为6.1～8.7,总养分含量差异较大,含量最高的为来自通山的样品,达15.4％,含量最低的为马鞍山沼液样品仅为0.94.不同沼液样品中的细菌的数量介于105～106 CFU·mL-1之间,且种群丰富,组成差别较大,芽孢杆菌为各地区沼液样品中的主要优势微生物.拮抗实验的结果表明Paenibacillus peoriae对菌棉花枯萎病、菌尖刀镰刀型黄瓜枯萎病菌、小麦纹枯病菌、烟草赤星病菌四种病源真均有较好的拮抗效果,具有作为生防应用菌株的潜力.     

不同灌溉方式下苹果园土壤氧气分布特征研究

为了揭示不同灌溉方式下果园土壤氧气分布特征,以7年生矮砧苹果树为试验对象,设置灌溉方式(蓄水坑灌、地面灌溉)作为控制因子,采用土壤原位氧气测定仪对距离地表不同垂向位置处和距离树干不同径向位置处土壤氧饱和度进行了监测。结果表明:不同灌溉方式下土壤氧饱和度随垂向深度增加均呈现指数型递减趋势;蓄水坑灌下土壤氧饱和度随径向距离增加呈现"几"字形变化趋势,地面灌溉方式下土壤氧饱和度在径向变化不大,基本稳定于一常数,蓄水坑灌处理沿垂向和径向土壤氧饱和度均高于地面灌溉处理。在此基础上,构建了地面灌溉一维垂向指数型分布模型,模型决定系数为0.903～0.916;蓄水坑灌一维垂向、一维径向和二维空间指数型分布模型,模拟决定系数分别为0.872～0.983、0.605～0.814和0.890,均具有较高的模拟精度。     

再生水灌溉对稻田重金属分布的影响

以南方稻田为研究对象,以再生水安全灌溉调控为目标,基于田间试验,研究了不同灌溉水源(农村生活污水一级处理水R1、二级处理水R2、生态塘净化水R3和河道清水R4)、不同灌溉调控(低水位W1、中水位W2和高水位W3)对土壤-作物典型重金属(镉Cd、铅Pb、铬Cr、铜Cu、锌Zn)质量比变化的影响,分析了农村生活再生水灌溉调控对土壤重金属生态风险.研究表明,农村生活污水再生灌溉稻田Cd,Pb质量比略有升高,Cr,Cu,Zn含量下降;水稻植株各部分器官重金属质量比按植株器官排序从大到小依次为茎,稻米≈叶,重金属组成从大到小依次为Zn,Cr,Pb,Cd,相对灌溉水源,水位调控对水稻植株各部分器官重金属质量比累积影响较小,再生水灌溉条件下水稻籽粒重金属质量比并未明显增加,符合稻谷污染物的限量要求;农村生活污水再生灌溉稻田Cd生态风险系数最高,Cu和Pb次之,Cr和Zn风险系数锌较低,R3水源灌溉下土壤重金属污染潜在生态风险最低,总体上,再生水灌溉并未对土壤造成严重污染,但长期进行再生水灌溉是否会造成重金属污染风险持续增加有待研究.