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Microbial-driven ectopic uranium extraction with net electrical energy production

Frontiers of Environmental Science & Engineering 2024年第1期18卷 49-58页

作者： Xin Tang Yin Ye Chunlin Wang Bingqian Wang Zemin Qin Cui li Yanlong Chen Yuheng Wang zhiling li Miao Lv Aijie Wang Fan Chen School of Ecology and Environment Northwestern Polytechnical UniversityXi’an 710129China School of Materials Science and Engineering Xi’an University of Architecture and TechnologyXi’an 710055China State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment School of EnvironmentHarbin Institute of TechnologyHarbin 150090China Faculty of Geosciences and Environmental Engineering Southwest Jiaotong UniversityChengdu 611756China

The extraction of uranium (U) from U-bearing wastewater is of paramount importance for mitigating negative environmental impacts and recovering U resources. Microbial reduction of soluble hexavalent uranium (U(VI)) to insoluble tetravalent uranium (U(IV)) holds immense potential for this purpose, but its practical application has been impeded by the challenges associated with managing U-bacterial mixtures and the biotoxicity of U. To address these challenges, we present a novel spontaneous microbial electrochemical (SMEC) method that spatially decoupled the microbial oxidation reaction and the U(VI) reduction reaction. Our results demonstrated stable and efficient U extraction with net electrical energy production, which was achieved with both synthetic and real wastewater. U(VI) removal occurred via diffusion-controlled U(VI)-to-U(IV) reduction-precipitation at the cathode, and the UIVO_(2) deposited on the surface of the cathode contributed to the stability and durability of the abiotic U(VI) reduction. Metagenomic sequencing revealed the formation of efficient electroactive communities on the anodic biofilm and enrichment of the key functional genes and metabolic pathways involved in electron transfer, energy metabolism, the TCA cycle, and acetate metabolism, which indicated the ectopic reduction of U(VI) at the cathode. Our study represents a significant advancement in the cost-effective recovery of U from U(VI)-bearing wastewater and may open a new avenue for sustainable uranium extraction.

关键词： U(VI)bioreduction Electricity production Reaction decoupling Uranium-bearing wastewater Biofilm microbiome

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Nonmetallic modified zero-valent iron for remediating halogenated organic compounds and heavy metals: A comprehensive review

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Environmental Science and Ecotechnology 2024年第5期21卷 34-46页

作者： Zimin Yan Jia Ouyang Bin Wu Chenchen liu Hongcheng Wang Aijie Wang zhiling li State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment School of EnvironmentHarbin Institute of TechnologyHarbin150090PR China State Key Laboratory of Urban Water Resource and Environment School of Civil and Environmental EngineeringHarbin Institute of Technology ShenzhenShenzhen518055PR China

Zero-valent iron(ZVI),an ideal reductant treating persistent pollutants,is hampered by issues like corrosion,passivation,and suboptimal *** advancements in nonmetallic modified ZVI(NM-ZVI)show promising potential in circumventing these challenges by modifying ZVI's surface and internal physicochemical *** its promise,a thorough synthesis of research advancements in this domain remains *** we review the innovative methodologies,regulatory principles,and reduction-centric mechanisms underpinning NM-ZVI's effectiveness against two prevalent persistent pollutants:halogenated organic compounds and heavy *** start by evaluating different nonmetallic modification techniques,such as liquid-phase reduction,mechanical ball milling,and pyrolysis,and their respective *** discussion progresses towards a critical analysis of current strategies and mechanisms used for NM-ZVI to enhance its reactivity,electron selectivity,and electron utilization *** is achieved by optimizing the elemental compositions,content ratios,lattice constants,hydrophobicity,and ***,we propose novel approaches for augmenting NM-ZVI's capability to address complex pollution *** review highlights NM-ZVI's potential as an alternative to remediate water environments contaminated with halogenated organic compounds or heavy metals,contributing to the broader discourse on green remediation technologies.

关键词： Nonmetallic modified zero-valent iron Halogenated organic compounds Heavy metals Reductive removal Regulation strategies Electron selectivity

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Towards carbon neutrality:Sustainable recycling and upcycling strategies and mechanisms for polyethylene terephthalate via biotic/abiotic pathways

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Eco-Environment & Health 2024年第2期3卷 117-130页

作者： Jiaqi Yang zhiling li Qiongying Xu Wenzong liu Shuhong Gao Peiwu Qin Zhenglin Chen Aijie Wang School of Civil&Environmental Engineering Harbin Institute of Technology(Shenzhen)Shenzhen 518055China State Key Laboratory of Urban Water Resources and Environment School of EnvironmentHarbin Institute of TechnologyHarbin 150090China Institute of Biopharmaceutical and Health Engineering Shenzhen International Graduate SchoolTsinghua UniversityShenzhen 518055China Tsinghua-Berkeley Shenzhen Institute Tsinghua Shenzhen International Graduate SchoolTsinghua UniversityShenzhen 518055China

Polyethylene terephthalate(PET),one of the most ubiquitous engineering plastics,presents both environmental challenges and opportunities for carbon neutrality and a circular *** review comprehensively addressed the latest developments in biotic and abiotic approaches for PET recycling/***,microbial depolymerization of PET,along with the biosynthesis of reclaimed monomers[terephthalic acid(TPA),ethylene glycol(EG)]to value-added products,presents an alternative for managing PET waste and enables CO_(2)***,thermal treatments(i.e.,hydrolysis,glycolysis,methanolysis,etc.)and photo/electrocatalysis,enabled by catalysis advances,can depolymerize or convert PET/PET monomers in a more flexible,simple,fast,and controllable *** abiotic/biotic catalysis offers great potential for PET upcycling to generate commodity chemicals and alternative materials,ideally at lower energy inputs,greenhouse gas emissions,and costs,compared to virgin polymer ***,over 25 types of upgraded PET products(e.g.,adipic acid,muconic acid,catechol,vanillin,and glycolic acid,etc.)have been identified,underscoring the potential of PET upcycling in diverse *** can be made to develop chemo-catalytic depolymerization of PET,improve microbial depolymerization of PET(e.g.,hydrolysis efficiency,enzymatic activity,thermal and pH level stability,etc.),as well as identify new microorganisms or hydrolases capable of degrading PET through computational and machine learning ***,this review provides a roadmap for advancing PET recycling and upcycling technologies,which hold the potential to shape the future of PET waste management and contribute to the preservation of our ecosystems.

关键词： PET depolymerization Monomers Recycling/upcycling Biocatalysis Photo/electrocatalysis

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新形势下中国对外话语的新天下观与国际传播的优化

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昆明学院学报 2024年第1期46卷 107-116页

作者：李志凌云南民族大学外国语学院云南昆明650504

面对当今日益复杂的国际形势,中国的对外交往面临着一系列严峻挑战,在对外话语、国际传播等问题上需有与之相适的措施。由中国传统文化发展而来的新“天下观”,以其独特的政治哲学视角,为我们认清世界格局、处理国际关系打开了新的思路... 详细信息

面对当今日益复杂的国际形势,中国的对外交往面临着一系列严峻挑战,在对外话语、国际传播等问题上需有与之相适的措施。由中国传统文化发展而来的新“天下观”,以其独特的政治哲学视角,为我们认清世界格局、处理国际关系打开了新的思路,也从认识论和方法论的角度,为对话世界提供了框架式构想。“天下”观的理论精神与构建“人类命运共同体”的基本理念一致,以实现世界各国人民的共同利益、和谐关系和携手发展为根本目的,从国际关系治理入手,以文明共生为目的,将政治生活和文化关系作为抓手,为我国的对外交流和文化传播设计出了系统化的工作格局和实施方案。

关键词：新天下观国际关系对外话语文化传播表达路径

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南繁基地牛筋草对草甘膦的抗药性研究

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植物保护 2024年第3期50卷 131-136页

作者：陈景超崔海兰于海燕李志玲李香菊中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害综合治理全国重点实验室北京100193

牛筋草是一年生禾本科恶性杂草,在我国黄淮海流域及长江以南地区的农田危害严重。草甘膦是一种优良的非选择性除草剂,随着生物育种产业化的推进,草甘膦会逐步在玉米、大豆等作物田登记应用。育种基地抗草甘膦杂草的产生是其快速传播的... 详细信息

牛筋草是一年生禾本科恶性杂草,在我国黄淮海流域及长江以南地区的农田危害严重。草甘膦是一种优良的非选择性除草剂,随着生物育种产业化的推进,草甘膦会逐步在玉米、大豆等作物田登记应用。育种基地抗草甘膦杂草的产生是其快速传播的潜在因素。为明确三亚一育种基地牛筋草种群对草甘膦的敏感性,本研究利用生物测定、分子生物学等方法检测了待测种群的抗性水平,并分析了可能的分子机制。结果发现,草甘膦对牛筋草种群的生长抑制中量为2053.0 g/hm^(2)(有效成分用量),抗性指数(RI)为5.0;靶标基因EPSPS的保守区域无突变,但相对表达量是敏感种群的47.4倍;抗性植株中EPSPS蛋白的浓度是敏感植株的17.1倍。以上结果表明,该牛筋草种群对草甘膦产生了中等水平抗性,靶标基因过量表达是其抗性机制之一。

关键词：牛筋草草甘膦抗药性传播

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Geometric nonlinear analysis of large rotation behavior of a curved SWCNT

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International Journal of Smart and Nano Materials 2022年第2期13卷 218-231页

作者： Prasad Dharap Satish Nagarajaiah zhiling li Complementary Visiting Scholar Department of Civil&Env.EngRice UniversityHoustonUSA Professor Department of Civil and Env.Eng.Department of Mechanical Eng.Department of Material Science and Nano EngineeringRice UniversityHouston Former Graduate Student Department Civil and Env.EngRice UniversityHouston

Nanotubes form clusters and are found in curved bundles in nano-tube films and *** phenomenon is sus-pected to occur in these curved *** this study,the deformation of a single-wall carbon nanotube(SWCNT)interacting with curved bundle nanotubes is *** is assumed that the bundle is rigid and only van der Waals force acts between the nanotube and the bundle of nanotubes.A new method of model-ing geometric nonlinear behavior of the nanotube due to finite rotation and the corresponding van der Waals force is developed using co-rotational finite element method(CFEM)formulation,combined with small deformation beam theory,with the inclusion of axial *** developed CFEM method overcomes the limitation of linear Finite Element Method(FEM)formulation regarding large rotations and deformations of carbon *** study provides a numerical tool to identify the critical curvature influence on the interaction of carbon nanotubes due to van der Waals forces and can provide more insight into studying irregula-rities in the electronic transport properties of adsorbed nanotubes in nanocomposites.

关键词： Key-words:single walled carbon nanotubes corotational finite element formulation structural health monitoring nanocomposites jumpphenomenon critical curvature

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基于原型嵌入图网络的小样本图像分类

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电子测量技术 2024年第5期47卷 133-141页

作者：陈望李志玲王前包春梅王林贵州民族大学数据科学与信息工程学院贵阳550025 贵州省模式识别与智能系统重点实验室贵州民族大学贵阳550025

针对在小样本图像分类中传统骨干卷积网络进行特征提取时会有上下文信息单一和感受野受限以及边特征相似度度量缺乏全局性问题,本文提出了一种基于原型嵌入图网络的小样本图像分类算法。首先,将CBAM产生的权重值与ASPP以不同采样率获取... 详细信息

针对在小样本图像分类中传统骨干卷积网络进行特征提取时会有上下文信息单一和感受野受限以及边特征相似度度量缺乏全局性问题,本文提出了一种基于原型嵌入图网络的小样本图像分类算法。首先,将CBAM产生的权重值与ASPP以不同采样率获取的不同尺度特征进行相乘的特征作为图网络的节点嵌入特征。然后,采用原型网络的方法在度量模块中构建了原型节点,使得成对节点之间的相似性计算转化为单个节点与原型节点相似性的和计算,将得到的相似度作为边特征输入图神经网络。最后,利用双图结构在多个更新代后将标签信息从有标签样本传播到无标签样本。在以ResNet-12为骨干卷积网络的算法分类任务中,本文在mini ImageNet、tiered ImageNet、CUB-200-2011和CIFAR-FS 4个数据集上的5-way 1-shot的任务分类准确率分别达到了71.47%、75.41%、86.21%和79.84%,在以Conv-4作为骨干卷积网络中,本文提出的算法在5-way 1-shot和5-way 5-shot任务中都优于现有的图网络方法。

关键词：图神经网络小样本学习原型节点多尺度特征融合图像分类

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牛筋草PFK蛋白多克隆抗体的制备及其在草甘膦抗性鉴定上的应用

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植物保护 2024年第5期50卷 199-204页

作者：陈景超李志玲崔海兰于海燕马宇菲李香菊中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害综合治理全国重点实验室北京100193 集宁师范学院乌兰察布012000

抗草甘膦牛筋草中磷酸果糖激酶(PFK)与靶标酶5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶(EPSPS)的含量存在线性关系,是牛筋草对草甘膦产生抗性的指示蛋白之一。为实现抗草甘膦牛筋草的快速鉴定,本研究克隆了牛筋草PFK全长基因,构建原核表达载体,... 详细信息

抗草甘膦牛筋草中磷酸果糖激酶(PFK)与靶标酶5-烯醇式丙酮酰莽草酸-3-磷酸合酶(EPSPS)的含量存在线性关系,是牛筋草对草甘膦产生抗性的指示蛋白之一。为实现抗草甘膦牛筋草的快速鉴定,本研究克隆了牛筋草PFK全长基因,构建原核表达载体,并免疫大兔最终获得多克隆抗体,进一步对抗体的特异性和灵敏性进行了检测,并用该抗体对抗性牛筋草进行了检测鉴定。结果发现,PFK基因全长1656 bp,编码551个氨基酸,该基因的原核表达载体pGEX-4T-1-PFK经诱导后表达的蛋白大小为45 kD,蛋白纯化后浓度为3.5 mg/mL。制备的多克隆抗体能特异地识别牛筋草PFK蛋白,稀释512000倍后仍可检测到抗原,并能够准确鉴定PFK不同表达量的抗性牛筋草。结果表明:本研究制备的PFK多克隆抗体具有特异性强、灵敏度高的特点,可鉴定EPSPS过表达的抗草甘膦牛筋草,这为牛筋草对草甘膦抗药性的快速鉴定提供了实用工具。

关键词：磷酸果糖激酶牛筋草多克隆抗体草甘膦抗药性

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珠江三角洲水资源配置工程深井工作平台结构设计分析与静载试验

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广东水利水电 2024年第10期 13-18页

作者：李支令王俊礼欧泽锋广东省水利电力勘测设计研究院有限公司广州510635 广东粤海珠三角供水有限公司广州511458

以珠三角水资源配置工程为依托,针对深井工作平台高支模施工风险高、施工困难的特点,提出“预制UHPC免拆模板+预制工字梁+现浇面板”深井工作平台体系,并对该平台体系的结构设计与计算分析进行了详细研究,通过专业计算分析软件建立三维... 详细信息

以珠三角水资源配置工程为依托,针对深井工作平台高支模施工风险高、施工困难的特点,提出“预制UHPC免拆模板+预制工字梁+现浇面板”深井工作平台体系,并对该平台体系的结构设计与计算分析进行了详细研究,通过专业计算分析软件建立三维空间杆系模型,进行结构受力分析,以及按照相关规范进行抗弯、抗剪承载力验算,正截面、斜截面抗裂验算和挠度验算等计算分析,同时对预制UHPC免拆模板和工字梁进行静载试验。研究结果表明,工作平台结构既具有足够的抗弯和抗剪承载能力,也满足相关规范对正截面和斜截面抗裂性能的要求,此外,挠度分析也表明结构的变形控制在合理范围内,这些结果为设计方案的合理性提供了支持,可为类似工程提供参考借鉴。

关键词：工作井操作平台预制梁免拆模板

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祛浊化瘀方治疗痛风性关节炎的作用及机制研究

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中华中医药学刊 2024年第7期42卷 125-129,I0013-I0021页

作者：李志岭胡莎莎谢静静贾二涛张剑勇广州中医药大学第四临床医学院广东深圳518000 深圳市中医院广东深圳518000

目的探索祛浊化瘀方治疗痛风性关节炎作用及机制。方法通过TCMSP、GeneCards、DisGeNET、MalaCards、DAVID6.7等数据库,筛选出祛浊化瘀方的核心成分及核心靶点。通过GEO数据库获得痛风性关节炎模型小鼠基因数据,筛选样本之间的差异表达... 详细信息

目的探索祛浊化瘀方治疗痛风性关节炎作用及机制。方法通过TCMSP、GeneCards、DisGeNET、MalaCards、DAVID6.7等数据库,筛选出祛浊化瘀方的核心成分及核心靶点。通过GEO数据库获得痛风性关节炎模型小鼠基因数据,筛选样本之间的差异表达基因,GO分析以及KEGG信号通路富集分析共同的差异基因。分析痛风性关节炎组与正常组当中免疫细胞浸润情况,比较差异相关性。与网络药理学信号通路结果进行对比验证,综合得到的结果以确定作用靶点,并通过动物实验验证。结果网络药理学发现白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)是与痛风性关节炎相关密切的核心靶点。基于GEO数据库的差异表达基因分析,白细胞迁移、趋化,产生细胞因子、中性粒细胞迁移在内的多个生物过程,经由NF-κB路径的TNF-α信号通路等多个炎症信号通路参与痛风性关节炎,与网络药理学所得结果基本一致。通过免疫细胞浸润分析发现固有免疫细胞如中性粒细胞、巨噬细胞是主要的参与痛风性关节炎炎症反应的免疫细胞类型。动物实验结果显示:祛浊化瘀方能够降低痛风性关节炎模型组织局部IL-1β、TNF-α、IL-6表达,减少中性粒细胞胞外诱捕网的形成。结论祛浊化瘀方可能通过多成分、多靶点和多通路抑制炎症反应防治痛风性关节炎。

关键词：祛浊化瘀方网络药理学痛风性关节炎炎症反应

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