Photosynthesis and related metabolic mechanism of promoted rice (Oryza sativa L.) growth by TiO2 nanoparticles

• The rice growth was promoted by nano-TiO₂ of 0.1–100 mg/L. • Nano-TiO₂ enhanced the energy storage in photosynthesis. • Nano-TiO₂ reduced energy consumption in carbohydrate metabolism and TCA cycle. Titanium dioxide nanoparticle (nano-TiO₂), as an excellent UV absorbent and photo-catalyst, has been widely applied in modern industry, thus inevitably discharged into environment. We proposed that nano-TiO₂ in soil can promote crop yield through photosynthetic and metabolic disturbance, therefore, we investigated the effects of nano-TiO₂ exposure on related physiologic-biochemical properties of rice (Oryza sativa L.). Results showed that rice biomass was increased >30% at every applied dosage (0.1–100 mg/L) of nano-TiO₂. The actual photosynthetic rate (Y(II)) significantly increased by 10.0% and 17.2% in the treatments of 10 and 100 mg/L respectively, indicating an increased energy production from photosynthesis. Besides, non-photochemical quenching (Y(NPQ)) significantly decreased by 19.8%–26.0% of the control in all treatments respectively, representing a decline in heat dissipation. Detailed metabolism fingerprinting further revealed that a fortified transformation of monosaccharides (D-fructose, D-galactose, and D-talose) to disaccharides (D-cellobiose, and D-lactose) was accompanied with a weakened citric acid cycle, confirming the decrease of energy consumption in metabolism. All these results elucidated that nano-TiO₂ promoted rice growth through the upregulation of energy storage in photosynthesis and the downregulation of energy consumption in metabolism. This study provides a mechanistic understanding of the stress-response hormesis of rice after exposure to nano-TiO₂, and provides worthy information on the potential application and risk of nanomaterials in agricultural production.     

Manganese-modified biochar for highly efficient sorption of cadmium

Environmental Science and Pollution Research - In this study, corn stalk was modified by manganese (Mn) before (MBC1) and after (MBC2) pyrolysis at different temperatures (400~600 °C)...     

Metagenomic analysis reveals the effects of cotton straw–derived biochar on soil nitrogen transformation in drip-irrigated cotton field

Environmental Science and Pollution Research - Biochar has been widely accepted as a soil amendment to improve nitrogen (N) use efficiency, but the effect of biochar on N transformation metabolic...     

表面活性剂对焦化污染土壤中多环芳烃淋洗修复研究

异位土壤淋洗是一种高效修复污染土壤技术。以孝义市某焦化厂污染土壤为研究对象,采用批处理实验,探究表面活性剂曲拉通-100(TX-100)、吐温80(TW80)、烷基糖苷(APG)作为淋洗剂对土壤中16种多环芳烃(PAHs)的淋洗效果,并以TW80为代表,考察了淋洗剂浓度、淋洗时间、pH以及淋洗方式对污染土壤中PAHs的去除效果。结果表明,TW80、TX-100和APG对土壤中16种PAHs的总去除率分别为25.67%、18.89%和16.77%。TW80作为淋洗剂,3环PAHs的去除率低于高环(3环)PAHs,主要与焦化污染土壤中以3环PAHs为主有关;高环PAHs随着环数的增加,去除率降低。焦化污染土壤中PAHs的去除在240min达到平衡;大部分PAHs去除率随TW80浓度的增加而增大;pH可不作调整;在TW80用量相同情况下,建议采用单次淋洗。     

城市周边高标准基本农田建设时序研究——以重庆市南岸区为例

高标准基本农田建设是夯实农业基础,保障国家粮食安全的重要抓手。以重庆市南岸区为研究对象,从基础地力、利用条件、区位条件3方面筛选出12个指标,构建高标准基本农田建设综合评价体系,引入熵权法、障碍度模型等测算各评价单元的建设潜力和建设难度系数,最后以行政村为评价单元耦合两者评价结果,提出了南岸区高标准基本农田建设时序。结果表明:南岸区已基本具备高标准基本农田条件的耕地面积约76.6 hm~2,占永久基本农田总量的11%,其余624.19 hm~2耕地可通过土地整治逐步建成高标准基本农田。在空间上,建设潜力较高的区域主要集中在东北部广阳镇,建设难度等级呈现出"南高北低"的分布规律,按照先易后难的建设原则,建设时序也需遵循从北向南的规律依次开展整治工程。研究结果可为南岸区高标准基本农田规划实施提供参考。     

黏土半巷道围岩模型过巷道轴线平面破坏过程实验观测∗

为了观测过巷道轴线平面上应变局部化带及裂纹的发展演化规律,开展了黏土半巷道围岩模型三轴压缩实验研究。半巷道围岩模型的观测表面处于平面应变状态,且分步开挖巷道。在每次巷道开挖之前,对半巷道围岩模型卸荷。每次巷道开挖之后,再对半巷道围岩模型加荷。采用数字图像相关方法观测了观测表面的最大剪切应变场,并统计了裂纹面积百分比随纵向应变的演化规律。得到以下结论:当纵向应变较高时,在半巷道围岩模型的观测表面上,出现了由巷道两帮或两帮与掌子面交点处发展出的应变局部化带;另外,还出现了距离巷道表面较远的应变局部化带。由此可以推出,垂直于巷道轴线平面上将会出现分区破裂化。裂纹面积百分比随纵向应变的增加而增加;随着阈值(可识别的裂纹面积的最小值)的增加,裂纹面积百分比降低,但降低的速度越来越慢。剪裂纹主要位于巷道的两帮;拉裂纹遍布各处,呈现一定的等间距性。     

基于物联网技术的多能源设备数据采集方法

针对宁东新能源化工基地水、电、气、热、冷等多能源设备数据采集速率低,质量差的问题,提出了1种基于物联网技术的多能源设备数据采集方法。本方法综合考虑水、电、气、热传感设备的监测细粒度、联动控制策略等因素,建立多能源设备数据采集模型。在此基础上,基于物联网技术,对多能源设备进行并发数据采集,实现多采集策略协同处理和高速采集,并按目标时间将多能源设备采集数据分类存储在智能融合终端中,以开展综合能源边缘控制。应用结果表明：本方法可面向综合能源多尺度采集性能指标和差异化数据结构,实现多能源数据自趋优协同采集,提高多能源采集的准确性与传输效率。     

FAHP法在污泥板框调理剂综合评价中的应用

提出了一种新的污泥板框调理剂综合评价方法。传统的CST(毛细吸水时间)、污泥比阻、泥饼含水率等指标只能单一地评价泥饼脱水效果,为了实现对调理效果的综合评价,需要考虑药剂调理费用、运输处置成本、设备处理产能、滤液处理难度等多种因素。通过长期采集中试运行数据,考察了3种污泥板框调理剂对设备、泥饼、滤液和运行4个方面17个指标的影响。引入层次分析法和模糊数学综合评价法相结合的模糊层次分析法(FAHP)对3种污泥板框调理剂进行了综合评价,采用层次分析法确定指标权重;采用隶属函数对指标进行无量纲化处理,确定其隶属度,解决了指标间的可综合性问题;最后用加权平均法得出评价综合值,综合评价值表明,在这3种调理剂中,调理剂1的综合效果最优,更适合作为该厂的污泥板框脱水调理剂。     

神农架大九湖后生浮游动物群落结构和水质评价

大九湖是南水北调中线工程的重要水源涵养地之一。为了解实施生态修复工程后浮游动物群落结构特征及水质污染情况,于2014年11月（枯水期）、2015年5月（平水期）和9月（丰水期）进行了3次采样调查。研究表明:共检出后生浮游动物36种,其中桡足类2种、枝角类5种和轮虫29种,轮虫丰度在3次采样中均占总丰度的80%以上,仅有的几种枝角类和桡足类也是小型种类或以幼体为主。11月优势种是寡污-β中污型-螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis）和晶囊轮虫（Asplachna sp.）;5月优势种为寡污-β中污和β中污型-螺形龟甲轮虫、迈氏三肢轮虫（Filinia maior）、无棘螺形龟甲轮虫（Keratella cochlearis tecta）、广生多肢轮虫（Polyarthra vulgaris）和萼花臂尾轮虫（Brachionus calyciflorus）;9月优势种是β-中污型-裂足臂尾轮虫（Brachionus diversicornis）、迈氏三肢轮虫和剪形臂尾轮虫（Brachionus forficula）。冗余分析（RDA）表明高锰酸盐指数(CODMn)是影响后生浮游动物污染类型分布的最关键环境因子。 关键词： 大九湖;后生浮游动物;污染类型;高山湿地湖泊     

长江三角洲地区机场体系基础设施效率的时空演化

机场效率评价与分析是相关学者关注的热点。采用DEA方法,以长江三角洲地区机场体系为实证,以基础设施的投入与产出为关注点,探讨2000~2014年间机场效率的时空演化及其影响因素。结果表明：研究期间长三角地区机场体系基础设施效率总体较低,空间上呈南高北低,东高西低特征;在时空演化上,基础设施效率呈提升态势,机场间的差异性呈降低趋势,各机场演化过程具有明显差别,但总体上效率高的机场,其演化过程中变异系数较低,反之亦然;近15a来机场基础设施效率的差异性演化并未引起区域空间格局大的变动,但江苏沿海地区的机场效率优势正在逐步形成。通过效率分解,发现规模效率是影响长三角地区机场体系综合技术效率的主要原因,正是规模效率的低下引致了综合技术效率低下。机场基础设施效率及其演化是机场自身发展状况（内在因素）的综合反映,同时深受区域发展水平、机场竞争态势以及机场交通区位等诸多外部因素影响。最后,讨论了提升长三角地区机场体系基础设施效率的可能路径。