寒区道路病害防治与保障技术，主要通过野外调研、室内试验、理论分析、野外监测以及数值模拟相结合的研究手段，对寒区热管传热参数及其高等级公路的降温效果、稳定性和防治技术进行了研究，筛选出了影响热管路基传热特性的主要因素。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 寒区道路病害防治与保障技术，主要通过野外调研、室内试验、理论分析、野外监测以及数值模拟相结合的研究手段，对寒区热管传热参数及其高等级公路的降温效果、稳定性和防治技术进行了研究，筛选出了影响热管路基传热特性的主要因素，揭示了环境条件、热管几何结构、埋设方式等因素对热管传热特性的影响规律，确定了路基中热管倾斜角度以及长度比等关键参数的合理取值，通过室内试验和野外监测，筛选出了寒区降温效果和稳定性较好的热管复合路基，给出了在气候变暖条件下，能够有效保证寒区区宽幅高等级公路稳定性的热管复合路基结构，并利用数值模拟的手段，提出了适用于寒区宽幅高等级公路的新型遮阳通风路基结构，可为川藏高速、青藏高速公路、滇西北高速公路等寒区高等级公路的建设提供科学参考。 图1 多年冻土区高等级公路研究路线 我国寒区范围广阔，有着强烈的道路工程建设需求，国家的交通网规划中寒区是新的建设热点区域之一，如图2所示。滇西北位于北纬24°38'~29°15'、东经98°05'~101°16'之间，面积为7.98万平方km，地处青藏高原与云贵高原的过渡地带，位于喜马拉雅山脉东部的横断山脉纵向岭谷区，其中怒江、澜沧江、金沙江最近处仅64km左右，形成独特的“三江并流”奇观。受青藏高原抬升和众多河流切割影响，纵向岭谷相间分布，山高谷深，地形起伏极大，拥有南亚热带、中亚热带、北亚热带、暖温带、温带、寒温带和寒带等多种气候类型，多数地区气候寒冷，地势险峻，土壤瘠薄，生态环境极其脆弱。 图2 中国公路自然区划图 强烈的大温差变化使得道路路基具有明显的温度效应，再辅以西南地区降雨量大的特点，加剧了道路路基的损伤变形和病害的产生。这些病害在川藏公路等低等级道路运营中危害较小，但是像川藏铁路和川藏高速公路这种高标准、严要求的国家重大基础设施工程，极易造成重大的交通安全隐患。因此，在川藏交通通道内，亟需调查道路路基病害现状，分析建立路基水热力耦合计算模型，深入理解道路路基病害形成机理，并提出合理的道路路基病害治理措施，评价复杂工程环境下道路路基长期服役性。 因此，正开展以下工作：以川藏通道内路基为研究对象，通过现场调查和文献调研川藏通道内季节性冻土道路路基现场实际存在工程病害问题现状，研究川藏通道季节性冻土路基在气温、降雨、地下水、交通荷载类型、积雪和地震等特殊条件下的工作状态，分析路基病害问题及发生机理，初步确定产生路基病害的主要因素；采取理论研究、室内试验和数值模拟相结合的研究手段，阐释复杂工程环境（气温、降雨、地下水、交通荷载类型、积雪和地震等）作用下季节冻土区路基水热力相互作用机理，建立路基水热力相互作用计算模型，开展季节冻土区路基温度场、水分场和应力（变形）场的数值模拟，进行室内大型模型试验，评估季节冻土区路基土体冻胀区、水分聚集区和塑性区等变化规律，综合考虑土体应力集中和塑性区特征，明晰季节冻土区道路冻融灾害机理，提出路基病害发生的判别依据，揭示路基冻害形成机制及主控因素，进而提出相应的季节冻土区新型路基结构，评价其服役状态（稳定、劣化、破坏等）。

可以量产/n本成果是在研究明确了魔芋软腐病菌相关生物学特性和病害发生危害的基本规律的基础上，制定了"魔芋软腐病测报调查规范"和"魔芋抗病丰产栽培操作技术规程"，提出了"选用抗病品种药袋套芋和包衣处理，优化耕作栽培模式，适时施用无害化药剂"的综防技术等，可有效控制软腐病的发生危害。本成果具有较强的适用性和可操作性，适用于魔芋种植区，在软腐病发生地区，通过推行"魔芋抗病丰产栽培操作技术规程"和"软腐病综防技术体系"，可全面提高魔芋产量和品质。应用前景：本成果经在湖北省魔芋种植区大面积推广应用，魔芋软腐病

随着我国大规模的产业结构调整，沿海和经济发达城市搬迁了大量重污染企业，暴露出严 重的土壤和地下水污染情况，其中有机物造成的工业场地土壤和地下水污染十分普遍。近10年 来，围绕工业场地有机物污染土壤和地下水修复技术进行攻关，系统研究了有机物污染团的调 查、监测方法体系，有机污染物对场地环境生态风险评价和健康风险评价体系，土壤和地下水 有机污染物抽出吹脱技术、高级氧化技术和原位生物修复技术体系等。根据有机污染物的物理 性质和场地赋存特性，开发了有机污染物抽出吹脱一体化异位修复系统装备和尾气净化处理装 置；根据污染物化学性质，开发了污染物高级氧化技术和零价铁活性炭耦合还原降解技术；根 据有机污染物可生化降解特性，开发了污染物厌氧生物处理、好氧生物处理和植物微生物联合 修复技术，形成了污染场地有机物污染调查、风险评价与修复的技术体系。

1 成果简介水质有机污染预警仪（ FF-WY-01 型） 是在课题组自主开发的水质有机污染荧光指纹技术的基础上针对突发性水污染的实时预警研制出的第一代成果。预警仪由主机和其控制软件（ FWY solution 1.0）组成，可用于水体监控断面、企业排污口、游泳池以及浴场等污染敏感位置的有机污染在线实时监测及预警。2 应用说明仪器实现了自动取样与过滤，恒温测量，温控精度达到±0.3％，可以消除环境温度变化对测量结果的负面影响。仪器依靠硬件设置和软件设计实现了对光源的实时监控，消除了光源的瞬时抖动及光源衰减对测量的影响，使测量结果更稳定、精确。软件设计人性化，能以实时波形图方式动态显示测量结果；超过污染阈值时，自动报警；所有监测数据自动保存，数据保存格式为 excel 表格，以便于后续处理；当仪器光源老化时，自动提示更换等。仪器操作简便灵活，用户能根据实际情况设定报警阈值或使用推荐的阈值。该仪器完成一次测量仅需 30 秒，不加任何试剂，连续 24 小时使用耗电不足 3 度，维护简便。仪器主机体积小，仅 450×400×160 mm，便于携带和安放，如图 1 所示。目前二代机也已经问世。  图 1 水质有机污染预警仪(FF-WY-01 型) 可用于水体监控断面、企业排污口、游泳池以及浴场等污染敏感位置的有机污染在线实时监测及预警。4 效益分析成本仪器大于 1.5 万元/台，运行费 250 元/年。5 合作方式技术转让。

研究团队拥有可进行污染物分析的气质联用仪和尘螨分析仪，可对室内 VOC采样柱、灰尘取样等进行 SVOC、VOCs、苯系物、尘螨等过敏原进行分析。

水源图像检测和分类在监测和识别河流冰灾、洪水、垃圾污染和死水等方面有很多应用。然而，海水、河水、湖水和池塘这些称之为干净水源的图像，可能和一些污染水源的图像重叠，加之冰雪天气下水体结冰等因素的存在，使得水源图像分类的问题更加复杂。在这些情况下，精确的水资源图像检测和分类就显得至关重要。本项目基于RGB图像对水源进行分类，达到水污染检测的目的。本项目的创新点在于提出一种新的图像频率域分块方法，将图像之间的细微变化放大，有效地提取图像的纹理特征，区分污染水源图像和干净水源图像，并且对水体

超滤技术主要用于含分子量100～1000,000的物质的分离，是目前应用最广的膜分离过程之一。超滤是通过膜的筛分作用，将溶液中粒径大于膜孔径的大分子溶质截留，使小分子组分透过超滤膜，达到分离目的的膜过程。超滤作为一种新型高效的膜分离技术，具有无相变、操作条件温和、无第三组分引入、工艺流程简单等优点，可代替传统的分离技术，如精馏、蒸发、萃取、结晶等过程，但是超滤过程中的膜污染严重限制了超滤在分离领域的更广泛应用。国际纯粹和应用化学协会 IUPAC 将膜污染定义为由于悬浮物或可溶性物质通过物理化学作用或者机械作用，在膜的表面及膜孔内部吸附或沉积，导致膜孔堵塞或变小、膜通量降低的过程。目前，解决高分子超滤膜污染的根本途径是开发低污染超滤膜，包括开发新型高分子材料及对现有超滤膜进行表面改性。前者制膜成本较高，并在大规模应用上存在困难。而对现有膜进行表面改性则成为解决高分子超滤膜膜污染的有效途径。

针对高粉尘、强腐蚀、易结疤的恶劣工业环境，研究具有防尘、抗腐蚀、防结疤功能的机器人机构，并基于光机电一体化技术和机器视觉技术实现对颗粒物料进行自动取样和非接触动态在线检测，降低技术人员在恶劣环境下工作的时间长度，同时提高粒度检测的准确性和稳定性。  工作流程： （1）机械臂取料：从生产线上进行取样； （2）物料传送：对采集样本进行打散、干燥、运输； （3）粒度检测：基于机器视觉实现样本的非接触检测 （4）返还样本：将检测后的样本返还至生产线； 性能指标： （1）总体重量: 1000 kg； （2）取样行程: 1~2 m； 取样速度: 2-5 kg/min; 工作时间：24 h/天； （4）检测范围：直径 0.5-25 mm （5）重复精度：<2%  主要特点与功能： （1）采用仿生外骨骼、驱动器远置、自清洁机构实现机器人的防尘、防结疤； （2）通过双CCD提高检测精度与速度； （3）基于视觉伺服实现采样和检测速度的自动控制； （4）建立粒度检测数据库，实现检测结果的实现显示和历史数据的远程查询；（5）实时数据与生产控制DCS系统连接，将检测数据用于生产造粒参数控制      

陈温福院士团队孟军教授课题组在生物炭-微生物协同治理抗生素污染方面取得新进展

技术分析（创新性、先进性、独占性） （1）耐药菌感染已经成为危害公共安全和人类健康的重大疾病 近年来，随着抗菌药物的增加和广泛应用，细菌耐药性问题日益突出，尤其是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)、耐青霉素肺炎链球菌(PRSP)、耐万古霉素肠球菌(VRE)、产超广谱β-内酰胺酶(ESBL)肠杆菌、多种耐药性结核杆菌(MDRMT) 等超级耐药致病菌相继产生和扩散，严重危害公共安全和威胁人类健康，减少耐药菌株的生成和研制新的抗菌药物不仅成为医药界必须解决的重大问题，而且引起了国际社会和各国政府的高度关注。2014年，WHO首次发布了全球抗生素耐药报告；2016年，联合国在纽约联合国总部召开“抗生素耐药性问题高级别会议”，WHO再次发布报告，全面审视了全球的耐药菌情况。2016年在杭州举行的二十国集团（G20）领导人峰会，专门提出要推动全球应对抗生素耐药性问题。美国、中国等国家高度重视耐药菌的危害和防控，美国政府2015年制定了为期5年的抗击耐药细菌国家行动计划；中国政府制定了《遏制细菌耐药国家行动计划（2016 —2020 年）》。耐药菌感染，已经成为危害世界公共安全和人类健康的重大疾病。 （2）中医药防治感染性疾病具有确切的疗效和明显的优势 感染性疾病在中医典籍中常被称为外感疾病，有外感热病、伤寒、温病、温疫等称谓。几千年来，中医药为中国人民的健康，尤其是在预防和控制感染疾病方面做出了重大贡献。中药药效物质研究是中药实现现代化和国际化的突破口，《“十三五”中医药科技创新专项规划》明确了中药药效物质研究是国家中长期重点关注的内容之一，强调发展前沿关键技术与创新方法的重要性；同时要求在中医药原创思维的指导下，加强系统生物学、合成化学、大数据等多学科前沿技术与中医药的深度交叉融合，促进中医药研究策略的优化和复杂系统研究方法学上的变革，解决当前中医药的研究瓶颈问题。 （3）项目建立了中药防治耐药菌创新药物发现新模式 项目建立了以“方-病证-菌”、“药-病证-菌”、“有效部位-病证-菌”、“有效成分-病证-菌”和“结构-网络-靶标”的中药防治耐药菌创新药物发现的新模式，建立了抗耐药菌创新药物发现与评价的技术体系和平台，为解决日益严重的细菌耐药性问题提供新思路、建立新体系、开发新药物。 抗耐药菌创新药物发现新平台 项目建立中药防治耐药菌创新药物发现新模式，基于计算机辅助设计的防治耐药菌创新中药发现；基于高通量高内涵筛选的防治耐药菌创新中药发现；基于网络药理学的防治耐药菌创新中药发现；基于新靶点的防治耐药菌创新中药发现，突破了中药防治耐药菌新品种的评价技术：基于病证菌模型的创新中药评价；基于毒效整合的创新中药评价。 （4）筛选出中药防治耐药菌候选药物两个 ① 基于“方-病证-菌”、“药-病证-菌”、“有效部位-病证-菌”理念筛选出中药五类新药1个-广藿香油 通过前期对大量中药方剂抗耐药菌活性进行筛选，发现广藿香在大量具有抗耐药菌活性的中药方剂中都有出现，初步活性测试也表明，中药广藿香具有较强的抗耐药菌效价。进一步研究还发现广藿香水提物和醇提物的抗耐药菌效果远不如广藿香油，因此广藿香油是广藿香抗耐药菌活性的有效部位。 广藿香油的药效学研究 针对广藿香油能“芳香化湿”治疗阴道炎的临床应用，我们通过构建家兔阴道炎模型、大小鼠阴道炎模型、原发性痛经模型、斑马鱼血管损伤模型、多种动物离体子宫模型等，通过细菌筛选、细胞筛选等试验平台，借助超高分辨率激光共聚焦显微镜、高内涵成像系统、流式细胞仪等先进设备对广藿香油治疗阴道炎的物质基础、量效关系、药理作用机理等进行了研究，表明广藿香油对于阴道炎具较好的治疗效果。随后项目对广藿香油栓剂的制备工艺、质量标准草案等进行了研究制定，并对药理作用与毒理进行了评价。 ② 基于“有效成分-病证-菌”理念筛选出抗耐药菌新药1个-广藿香酮共轭取代衍生物（CDPC-B7）片剂 广藿香酮是广藿香油的有效成分之一，具有多种生物活性，包括胃肠道调节功能、抗炎和抗菌等作用。经实验证明，广藿香酮能够抑制白色念珠菌（Candida albicans）、新型隐球菌（Cryptococcus neoformans）、黑根霉菌（Rhizopus nigricans）和其他真菌，体内研究表明对大肠埃希菌（E. coli）和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）均有抑制作用。而且，广藿香酮单体对棒状杆菌和金黄杆菌的最小抑菌浓度小于0.098 μg/mL。经药代动力学研究表明，广藿香酮具有良好的口服吸收效果。 为了进一步优化药物抑菌疗效，降低毒副作用，我们利用分子对接以及网络药理学等方法，研究了广藿香酮复杂的抗菌作用机制和抗菌作用的靶点。并通过基于靶点药物设计方法，针对性的设计了一类能与靶点紧密结合的广藿香酮创新衍生物，并通过借助有机合成方法学手段对化合物合成工艺进行了设计和优化，实现了创新广藿香酮衍生物库的构建。随后通过抗菌活性验证、片剂制备工艺、质量标准草案等进行了研究制定，并对药理作用与毒理进行了评价。