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海泡石和生物炭对水稻镉砷吸收积累的影响

作物杂志 2024年

作者：江素珍许超王中元郑沈陈建国朱捍华黄道友张泉朱奇宏中南林业科技大学生命科学与技术学院中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室/中国科学院长沙农业环境观测研究站

施加钝化材料可降低土壤重金属有效性，具有简便、经济、高效等优点。为探究海泡石和生物炭及两者组配施用对复合污染土壤镉（Cd）砷（As）有效性和水稻镉砷吸收积累的影响，明确海泡石和生物炭组配同步降低稻米镉砷的调控机制，采用盆... 详细信息

施加钝化材料可降低土壤重金属有效性，具有简便、经济、高效等优点。为探究海泡石和生物炭及两者组配施用对复合污染土壤镉（Cd）砷（As）有效性和水稻镉砷吸收积累的影响，明确海泡石和生物炭组配同步降低稻米镉砷的调控机制，采用盆栽试验，研究海泡石（sepiolite，S）、生物炭（biochar，B）、海泡石和生物炭配施（SB，质量比1:1组配）对土壤有效态镉砷含量、根表铁膜量及其镉砷固定和水稻各部位镉砷含量的影响。结果表明：施用钝化材料显著提高土壤pH值，降低土壤有效态Cd含量，对有效态As含量无显著影响。S、B和SB处理土壤pH分别显著提高1.35、1.35和1.18个单位，土壤DTPA-Cd含量分别显著降低32.6%、38.8%和21.8%。施用钝化材料显著降低根表铁膜Cd含量，S、B和SB处理根表铁膜Cd含量分别显著降低58.5%、63.6%和55.0%。海泡石和生物炭配施显著提高根表铁膜As含量（提高47.2%）。海泡石和生物炭配施对稻田镉砷复合污染的修复效果最好，SB处理稻米Cd和As含量分别显著降低30.0%和22.8%。稻米Cd与根表铁膜Cd和DTPA-Cd显著正相关，稻米As与根表铁膜As含量显著负相关、与茎As含量显著正相关。海泡石和生物炭配施同步降低稻米Cd和As含量，其主要通过降低土壤Cd有效性、根表铁膜对Cd的固定和根Cd吸收而降低稻米Cd含量，通过增加根表铁膜和根对As的固定以及减少茎中As的积累而降低稻米As含量。

关键词：钝化材料镉砷根表铁膜水稻

变电站并联电容器装置配置及运行状态评价方法

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电力电容器与无功补偿 2024年第2期45卷 32-37页

作者：黄道友潘丽珠程石孙贺国网安徽省电力有限公司合肥230061 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院合肥230601 安徽大学绿色产业创新研究院合肥230088

为了监测变电站并联电容器装置运行状态,综合评价并联电容器装置配置及运行状态,本文利用变电站生产管理系统设备资产信息和调度自动化系统电网电压无功运行数据,首先,根据并联电容器所涉及的电压无功相关指标,建立并联电容器装置配置... 详细信息

为了监测变电站并联电容器装置运行状态,综合评价并联电容器装置配置及运行状态,本文利用变电站生产管理系统设备资产信息和调度自动化系统电网电压无功运行数据,首先,根据并联电容器所涉及的电压无功相关指标,建立并联电容器装置配置及运行评价指标体系,其次,明确各指标物理意义及评估方法,然后考虑评价体系各指标劣化特点,提出基于劣化度的评价数据归一化处理方法,采用层次分析法与熵权值法相结合的综合评价方法对并联电容器装置配置及运行状态做出量化评价,将该方法应用于某地市公司变电站并联电容器装置的综合评价,评价结果符合装置实际运行状态,并且该方法可实现对并联电容器装置的实时评价,为变电站无功补偿的效果提升提供数据基础。

关键词：并联电容器装置配置运行状态评价体系综合评价

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基于多级中值滤波的电力扰动数据分离建模

电子设计工程 2024年第14期32卷 73-76,81页

作者：张征凯黄道友徐晓波国网安徽省电力有限公司安徽合肥230022 安徽明生恒卓科技有限公司安徽合肥230094

电力数据中存在着大量噪声,导致正常数据与扰动数据难以分离,因此提出了基于多级中值滤波的电力扰动数据分离建模方法。选定多级中值滤波窗口,利用该窗口对电力数据进行滤波处理,保留电力数据的细节特征,实现噪声抑制。分析扰动源数据... 详细信息

电力数据中存在着大量噪声,导致正常数据与扰动数据难以分离,因此提出了基于多级中值滤波的电力扰动数据分离建模方法。选定多级中值滤波窗口,利用该窗口对电力数据进行滤波处理,保留电力数据的细节特征,实现噪声抑制。分析扰动源数据激发的问题,结合干扰源的延迟时间编码搭建电力扰动数据感知模型。根据电力扰动数据感知结果以及稀疏约束范数项,构建电力扰动数据分离模型,实现正常数据和扰动数据的分离。由实验结果可知,该方法的电力扰动数据分离效果好,且最大信噪比为41 dB,达到了研究预期。

关键词：多级中值滤波电力扰动数据分离稀疏约束

工矿企业周边沟渠底泥重金属污染特征与风险评价

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农业现代化研究 2024年

作者：谢可军王建伟方建林朱捍华黄道友湖南省生态环境事务中心中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室湘潭市农业科学研究所

工矿企业为重金属排放重点行业，系统研究其周边沟渠底泥重金属污染特征与风险具有重要意义。本研究以典型涉重金属排放化工企业周边区域为对象，系统调查监测了沟渠底泥、水体以及周边耕地土壤重金属含量，分析了沟渠底泥重金属污染特... 详细信息

工矿企业为重金属排放重点行业，系统研究其周边沟渠底泥重金属污染特征与风险具有重要意义。本研究以典型涉重金属排放化工企业周边区域为对象，系统调查监测了沟渠底泥、水体以及周边耕地土壤重金属含量，分析了沟渠底泥重金属污染特征与生态风险，评估其对水体、周边耕地土壤重金属污染的影响及范围。结果表明，沟渠底泥、水体和耕地土壤中主要重金属污染元素为Cd，其平均含量分别为16.61 mg/kg、5.20μg/L和1.22 mg/kg，其中底泥和耕地土壤Cd平均含量约为湖南省土壤背景值的195和14倍。沟渠底泥和水体中Cd含量相关性系数达到0.84，均随水流方向总体呈递减趋势；以漫灌方式灌溉的沟渠下游耕地土壤Cd含量整体更高，推测沟渠受污染底泥为水体和耕地土壤重金属污染的“源”。风险评价显示，沟渠底泥中Cd呈极高累积风险和重度潜在风险；受底泥重金属影响，水体中Cd和Hg呈重度污染风险，耕地土壤Cd呈中度累积风险，Hg和Pb为轻度累积风险。沟渠底泥重金属污染主要影响沟渠两侧及下游海拔低于46 m的耕地，面积约569 hm2。本研究为工矿企业周边受重金属污染耕地的源头防控和精准治理提供理论依据。

关键词：重金属污染沟渠底泥地表水耕地土壤污染特征风险评价影响范围

几种钝化材料对铅冶炼场地土壤重金属的钝化修复效果

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中国农学通报 2024年第21期40卷 99-105页

作者：张欣惠周青云许超武美燕帅红张泉朱奇宏朱捍华黄道友湖南师范大学地理科学学院长沙410081 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室中国科学院长沙农业环境观测研究站长沙410125 长江大学农学院湖北荆州434022

通过土壤培养试验,评估了水泥、锰磷改性生物炭和锰磷改性谷壳灰在0%、1%、2%、4%4个施用量下对铅冶炼场地土壤pH以及Cd、Pb和微量元素(Zn、Fe和Mn)有效态含量的影响。研究结果显示:随着水泥施用量的提高,铅冶炼场地土壤pH显著提高,Cd... 详细信息

通过土壤培养试验,评估了水泥、锰磷改性生物炭和锰磷改性谷壳灰在0%、1%、2%、4%4个施用量下对铅冶炼场地土壤pH以及Cd、Pb和微量元素(Zn、Fe和Mn)有效态含量的影响。研究结果显示:随着水泥施用量的提高,铅冶炼场地土壤pH显著提高,Cd和Pb有效性逐渐降低,水泥处理济源某冶炼场地和株洲某冶炼场地土壤pH分别提高0.89~1.84和0.89~1.76个单位,DTPA-Cd含量分别降低34.3%~53.1%(P锰磷改性生物炭>锰磷改性谷壳灰,降低Pb有效性顺序分别为水泥>锰磷改性生物炭>锰磷改性谷壳灰(济源)和锰磷改性生物炭>锰磷改性谷壳灰>水泥(株洲)。研究建议根据铅冶炼场地的具体Cd和Pb污染特征选择合适的钝化材料,以实现对土壤Cd和Pb的有效同步钝化。

关键词：钝化材料 Cd Pb 微量元素有效性

小波包变换与支持向量机的电力变压器故障诊断方法

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电源学报 2022年

作者：黄道友任丽佳康健国网安徽省电力有限公司设备部上海工程技术大学电子电气工程学院

传统电力变压器故障诊断方法无法实现电力故障准确检测，并保证电力变压器正常运行，为此，研究小波包变换与支持向量机的电力变压器故障诊断方法。对采集的电力变压器电力信号，利用改进最小噪声分离变换去噪(MNF）实施去噪，并通过加...

传统电力变压器故障诊断方法无法实现电力故障准确检测，并保证电力变压器正常运行，为此，研究小波包变换与支持向量机的电力变压器故障诊断方法。对采集的电力变压器电力信号，利用改进最小噪声分离变换去噪(MNF）实施去噪，并通过加权邻域均值法对噪声矩阵进行估计，完成估计后利用改进的MNF变换有效实现图像降维以及去噪处理，提取信号特征，利用小波包变换方法将信号分为信号低频部分与高频部分，以获取小波包能量特征向量，将所获取小波包能量特征向量输入支持向量机分类器中，利用支持向量机分类器输出结果实现电力变压器状态识别和故障诊断。实验结果表明，采用该方法可有效诊断电力变压器中的铁芯短路、线圈层间短路、套管对地击穿、线圈绝缘电阻下降和套管间放电等故障，故障诊断精度高于98.5%。

关键词：

外源Fe调控根系微生物群落结构和功能对水稻Cd积累的影响

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环境科学 2022年第8期43卷 4313-4321页

作者：郑沈黄道友李波马天池许超朱奇宏朱捍华张泉中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院大学北京100049

探究外源铁(Fe)在水稻镉(Cd)阻控效应方面的研究对保障粮食安全具有重要意义.通过水培实验,研究了3种Fe浓度(5、50和500μmol·L^(-1)EDTA-Na_(2)Fe)对水稻Cd的积累效应和根系微生物群落结构的影响.结果表明,环境Fe浓度的增加促使水稻... 详细信息

探究外源铁(Fe)在水稻镉(Cd)阻控效应方面的研究对保障粮食安全具有重要意义.通过水培实验,研究了3种Fe浓度(5、50和500μmol·L^(-1)EDTA-Na_(2)Fe)对水稻Cd的积累效应和根系微生物群落结构的影响.结果表明,环境Fe浓度的增加促使水稻根表铁膜的形成,缺Fe和Fe充裕情况下均会促进根表铁膜对Cd的吸附固定.和正常Fe相比,缺Fe促进根Cd和地上部Cd累积,分别增加了49.76%和15.68%;而Fe充裕促进了根Cd的积累,增加了18.39%,但显著降低地上部Cd的含量,降低幅度为35.95%.采用16S rRNA高通量测序测定根系微生物群落结构并通过PCA、LEfSe和RDA等分析方法发现,和正常Fe相比,缺Fe环境会降低根系微生物的丰富度和均匀度,在门水平下Proteobacteria和Bacteroidetes为优势菌群,缺Fe抑制Bacteroidetes相对丰度的增加,Fe充裕使Proteobacteria相对丰度降低.而在属水平功能微生物Ensifer、Rhodopila、Bdellovibrio和Dyella等的相对丰度在不同处理下发生改变,可能通过影响根表铁膜的形成和其他生化过程继而影响水稻对Cd的吸收和积累.并且缺Fe环境对微生物功能影响高于Fe充裕环境.为探寻不同Fe环境下调控水稻根系微生物的群落结构变化,以降低水稻对Cd的吸收转运能力,进而为Fe对Cd的阻控机制提供理论依据,并为我国南方稻田Cd污染治理提供重要参考.

关键词：外源Fe 镉(Cd) 根表铁膜微生物群落结构功能微生物

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氮素抑制剂对水稻吸收转运镉的影响

中国环境科学 2023年第6期43卷 3034-3041页

作者：李小雪汪毅许超王华静张泉朱奇宏朱捍华黄道友四川师范大学地理与资源科学学院四川成都610101 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室中国科学院长沙农业环境观测研究站湖南长沙410125

在典型镉(Cd)污染稻田上,采用田间小区试验研究脲酶抑制剂N-丁基硫磷酰三胺(NBPT)和硝化抑制剂双氢胺(DCD)与尿素同步基施对土壤氯化钙提取态Cd(CaCl_(2)-Cd)、根表胶膜Cd和水稻各部位Cd含量的影响.结果表明:与对照相比,NBPT、DCD和NBPT... 详细信息

在典型镉(Cd)污染稻田上,采用田间小区试验研究脲酶抑制剂N-丁基硫磷酰三胺(NBPT)和硝化抑制剂双氢胺(DCD)与尿素同步基施对土壤氯化钙提取态Cd(CaCl_(2)-Cd)、根表胶膜Cd和水稻各部位Cd含量的影响.结果表明:与对照相比,NBPT、DCD和NBPT+DCD处理均在一定程度上降低土壤CaCl_(2)-Cd含量,NBPT+DCD处理CaCl_(2)-Cd含量显著降低15.0%.NBPT与NBPT+DCD处理提高了水稻根表胶膜量.NBPT+DCD处理稻米Cd含量显著降低18.4%,Cd由根向稻米的转运系数(TF_(米/根))、茎向叶的转运系数(TF_(叶/茎))和茎向稻米的转运系数(TF_(米/茎))分别降低20.0%、40.6%和38.1%.Cd的TF_(米/根)和TF_(米/茎)降低是NBPT和DCD配施降低稻米Cd含量的主要原因.NBPT和DCD与尿素同基施是一种降低稻米Cd含量的有效措施.

关键词：水稻镉脲酶抑制剂硝化抑制剂转运系数

施硒对不同镉污染土壤当季及后茬水稻镉吸收转运的影响

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农业环境科学学报 2023年第4期42卷 724-732页

作者：周靖恒张泉刘波马天池黄道友朱奇宏许超朱捍华中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室长沙410125 中国科学院大学北京100049

为探讨施硒对当季和后茬水稻镉吸收转运的影响,本研究选取基本性质相似的中、重度镉污染稻田土壤为对象,采取盆栽试验的方法,研究不同施硒量(0.5、1.0、2.0、4.0 mg·kg^(-1))对当季及后茬水稻各部位镉与硒含量的影响,并探讨其作用机理... 详细信息

为探讨施硒对当季和后茬水稻镉吸收转运的影响,本研究选取基本性质相似的中、重度镉污染稻田土壤为对象,采取盆栽试验的方法,研究不同施硒量(0.5、1.0、2.0、4.0 mg·kg^(-1))对当季及后茬水稻各部位镉与硒含量的影响,并探讨其作用机理。结果表明:中度镉污染稻田土壤仅施硒2.0 mg∙kg^(-1)处理使当季稻米镉含量降低28.6%(P<0.05);施硒对重度镉污染土壤当季稻米镉含量均有降低作用,其中施硒1.0 mg∙kg^(-1)处理的降镉效果显著,镉含量降低36.1%(P<0.05);施硒处理使两种土壤后茬稻米镉含量显著降低30.9%~50.7%(P<0.05)。适量施硒(1.0、2.0 mg∙kg^(-1))使当季水稻镉TF茎/根降低21.5%~28.3%(P<0.05),而对后茬水稻镉转运则无显著影响。中、重度镉污染土壤施硒,可增加当季和后茬水稻植株各部位硒含量,硒含量增幅随施硒量增加而增加。稻米镉富集系数随稻米硒含量增加呈自然对数降低(P<0.05)。中度镉污染土壤施硒0.5 mg∙kg^(-1)、重度镉污染土壤施硒≤1.0 mg∙kg^(-1)时,当季和后茬稻米硒含量均低于1.0 mg∙kg^(-1)。研究表明,施硒可通过降低水稻镉吸收而有效降低后茬稻米镉含量,但适宜的施硒量仍需田间验证确定。

关键词：稻田土壤镉硒当季水稻后茬水稻转运系数