The outbreak of COVID-19 has spreaded rapidly across the world. To control the rapid dispersion of the virus, China has imposed national lockdown policies to practise social distancing. This has led to reduced human activities and hence primary air pollutant emissions, which caused improvement of air quality as a side-product. To investigate the air quality changes during the COVID-19 lockdown over the YRD Region, we apply the WRF-CAMx modelling system together with monitoring data to investigate the impact of human activity pattern changes on air quality. Results show that human activities were lowered significantly during the period: industrial operations, VKT, constructions in operation, etc. were significantly reduced, leading to lowered SO2, NOx, PM2.5 and VOCs emissions by approximately 16–26%, 29–47%, 27–46% and 37–57% during the Level I and Level II response periods respectively. These emission reduction has played a significant role in the improvement of air quality. Concentrations of PM2.5, NO2 and SO2 decreased by 31.8%, 45.1% and 20.4% during the Level I period; and 33.2%, 27.2% and 7.6% during the Level II period compared with 2019. However, ozone did not show any reduction and increased greatly. Our results also show that even during the lockdown, with primary emissions reduction of 15%–61%, the daily average PM2.5 concentrations range between 15 and 79 μg m−3, which shows that background and residual pollutions are still high. Source apportionment results indicate that the residual pollution of PM2.5 comes from industry (32.2–61.1%), mobile (3.9–8.1%), dust (2.6–7.7%), residential sources (2.1–28.5%) in YRD and 14.0–28.6% contribution from long-range transport coming from northern China. This indicates that in spite of the extreme reductions in primary emissions, it cannot fully tackle the current air pollution. Re-organisation of the energy and industrial strategy together with trans-regional joint-control for a full long-term air pollution plan need to be further taken into account.

The defining problem in frustrated quantum magnetism, the ground state of the nearest-neighbor S=1/2 antiferromagnetic Heisenberg model on the kagome lattice, has defied all theoretical and numerical methods employed to date. We apply the formalism of tensor-network states, specifically the method of projected entangled simplex states, which combines infinite system size with a correct accounting for multipartite entanglement. By studying the ground-state energy, the finite magnetic order appearing at finite tensor bond dimensions, and the effects of a next-nearest-neighbor coupling, we demonstrate that the ground state is a gapless spin liquid. We discuss the comparison with other numerical studies and the physical interpretation of this result.

ABSTRACT Leaf stacking fermentation involves enzymatic actions of many microorganisms and is an efficient and environmentally benign process for degrading macromolecular organic compounds. We investigated the dynamics of metabolite profiles, bacterial and fungal communities and their interactions during fermentation using cigar leaves from three geographic regions. The results showed that the contents of total sugar, reducing sugar, starch, cellulose, lignin, pectin, polyphenol and protein in cigar tobacco leaves was significantly decreased during fermentation. Notably, the furfural, neophytadiene, pyridine, benzyl alcohol, geranyl acetone, 2-butanone, 3-hydroxy-, N-hexanal, isoamylalcohol and 2,3-pentanedione were important features volatile aroma compounds during fermentation. The α-diversity of fungi and bacteria initially increased and then decreased during fermentation. The microbial diversity was influenced by fermentation stages and growing locations, in which the fermentation stages had greater impacts on the microbial diversity than locations. Microbiome profiling had identified several core bacteria including Sphingomonas, Bacillus, Staphylococcus, Pseudomonas, Ralstonia, Massilia and Fibrobacter . Fungal biomarkers included Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Cladosporium and Trichomonascus . Interestingly, the molecular ecological networks showed that the core taxa had significant correlations with metabolic enzymes and physicochemical properties; bacteria and fungi jointly participated in the carbohydrate and nitrogen compound degrading and volatile aroma compound chemosynthesis processes during fermentation. These studies provide insights into the coupling of material conversion and microbial community succession during leaf fermentation. IMPORTANCE Cigar tobacco leaves are still crude after air curing. Fermentation can eliminate the pungent and bitter taste of the leaves and promote the accumulations of aromatic compounds. Hitherto, there has been no systematic study on the material conversion, metabolic enzymes and microbial community changes and their interactions in fermented leaves. The significance of our research is in identifying the potential metabolic cooperation related to microbial community, which will greatly enhance our understanding of microorganism to convert macromolecular organic to small molecules during the leaf stacking fermentation process.

Metal-based nanoparticles (MNPs) are increasingly being released into the marine environment, posing potential environmental risks. However, factors governing the environmental occurrence and distribution of MNPs in bays still lack a comprehensive understanding. Herein, we collected seawater and sediment samples from two adjacent bays (Daya Bay and Honghai Bay, which have similar water qualities), and determined the particle concentrations and sizes of multi-element MNPs (Ti-, Cu-, Zn-, Ag-, Mn-, Pb- and Cr-based NPs) via single particle inductively coupled plasma-mass spectrometry (spICP-MS). The internal circulation in Daya Bay has resulted in an even distribution of MNPs' particle concentrations and sizes in both seawater and sediments, while the terrestrial discharge in Honghai Bay has led to a gradient-decreasing trend in MNPs' concentrations from nearshore to offshore. Moreover, the relatively high abundance of MNPs in Honghai Bay has contributed to 2.35-fold higher environmental risks than Daya Bay. Overall, this study has provided solid evidence on the critical but overlooked factors that have shaped the occurrence and distribution of MNPs, providing new insights for risk management and emission regulation.

Rational design of γ-alumina-based catalysts relies on an extensive understanding of the distribution of hydroxyl groups on the surface of γ-alumina and their physicochemical properties, which remain unclear and challenging to determine experimentally due to the structural complexity. In this work, by means of DFT and thermodynamic calculations, various hydroxylation modes of γ-alumina (110) and (100) surfaces at different OH coverages were evaluated, based on which a thermodynamic model to reflect the relationship between temperature and the surface structure was established and the stable hydroxylation modes under experimental conditions were predicted. This enables us to identify the experimentally measured IR spectra. The effect of hydroxyl coverages on the surface Lewis acidity was then analyzed, showing that the presence of hydroxyl groups could promote the Lewis acidity of neighboring Al sites. This work provides fundamental insights into the molecular level understanding of the surface properties of γ-alumina and benefits the rational design of alumina-based catalysts.