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铁-壳聚糖复合微珠(FeCSB)的优化制备及其对水体磷酸盐的高效去除机制研究
水体富营养化已成为全球性环境挑战,其中磷酸盐(PO43−-P)浓度超过30 μg/L就会引发藻类暴发。农业径流和污水处理厂排放是主要污染源,传统处理方法存在效率低、成本高、二次污染等问题。美国农业部国家食品与农业研究所(National Institute of Food and Agriculture, USDA)的Hafiz Muhammad Umer Aslam团队在《Science of The Total Environment》发表研究,开发出铁-壳聚糖复合微珠(FeCSB)这一环境友好型吸附剂。研究采用Taguchi实验设计结合响应面法(RSM)进行多参数优化,通过X射线光电子能
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-17
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绿色合成铁-壳聚糖复合微球的多级优化及其磷酸盐高效去除机制研究
磷污染引发的富营养化问题正日益威胁全球水生态安全。农业径流和污水处理厂排放导致水体磷酸盐(PO43−-P)浓度超标,当超过30 μg/L时就会引发藻类暴发、溶解氧耗竭等连锁反应。传统吸附材料存在成本高、不可降解等问题,亟需开发绿色高效的解决方案。美国农业部国家食品与农业研究所(National Institute of Food and Agriculture, USDA)的研究团队创新性地将天然聚合物壳聚糖(CS)与铁离子(Fe3+)结合,通过多阶段优化制备出性能卓越的铁-壳聚糖复合微球(FeCSB)。研究采用三种关键技术:1) 正交实验设计(L27阵列)筛选关键参数;2) X射线光电子能谱
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-17
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融合卫星遥感与机器学习预测台湾地区PM2.5离子组分时空分布的理论引导模型研究
随着城市化进程加速,PM2.5污染已成为威胁公众健康的重大环境问题。其中水溶性离子组分不仅直接引发气道炎症等急性健康效应,还通过调节气溶胶酸度影响大气能见度和二次有机气溶胶形成。然而传统化学传输模型(CTM)存在算法局限,而单纯机器学习(ML)又缺乏物理解释性,如何精准预测PM2.5离子时空分布成为环境科学领域的难点。台湾地区的研究人员创新性地提出理论引导型研究方法,整合多源数据构建预测模型。通过收集台湾28个空气质量监测站2019-2021年8种PM2.5离子(Na+、NH4+、K+、Mg2+、Ca2+、Cl−、NO3−和SO42−)月度观测数据,结合WRF气象模型模拟数据、Himawari
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-17
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1950年代以来河流沉积物中微塑料记录的主要驱动因素:以法国卢瓦尔河为例
微塑料污染已成为全球环境挑战,但河流沉积物中微塑料的长期封存机制仍存在显著知识空白。传统观点认为细颗粒沉积物可能捕获微塑料,但不同水文条件下微塑料的沉积动态及其时间演变规律尚不明确。法国卢瓦尔河作为该国最大河流系统之一,其复杂的沉积环境为探究这一问题提供了理想场所。研究人员通过对比分析卢瓦尔河下游段两个典型沉积环境(仅洪水期淹没的高岛与中水位期也淹没的半活动河道)的沉积岩芯,结合μFTIR(微傅里叶变换红外光谱)技术对25-5000 μm微塑料的系统检测,首次揭示了1950s以来河流沉积物中微塑料的长期封存规律。关键技术方法研究采用沉积岩芯取样结合210Pb/137Cs定年技术建立时间序列;通
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-17
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摩洛哥Bahira平原封闭流域地下水盐分动态的多同位素与地球化学解析:对干旱区水资源可持续管理的启示
在全球气候变化加剧的背景下,干旱半干旱地区的水资源短缺问题日益严峻。摩洛哥中部的Bahira平原作为典型的封闭流域(endorheic basin),其地下水系统正面临盐渍化加剧的威胁——这片3500平方公里的区域不仅是18万人口的生活水源,更支撑着快速扩张的灌溉农业(2005-2017年灌溉面积增长60%)。然而,持续干旱导致降水减少(<200 mm/年)、地下水超采引发水位下降,加之复杂的蒸发-溶解-混合过程,使得含水层盐度在40年间飙升近80%(最高达66,100 μS.cm−1),严重威胁区域水安全与农业可持续发展。为破解这一难题,由摩洛哥穆罕默德六世理工大学(Université M
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-17
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复杂内流盆地含水层系统中地下水盐度的时空动态演变与驱动机制
在干旱半干旱地区,封闭的内流盆地(endorbieic basin)地下水系统正面临日益严重的盐碱化威胁。摩洛哥Bahira平原作为典型代表,其地下水盐度在近50年间从37,000 μS.cm-1飙升至66,000 μS.cm-1,严重制约着当地18万人口的农业灌溉和生活用水。这种盐度危机背后,究竟隐藏着怎样的水文地球化学机制?又该如何破解这个困扰干旱区内流盆地的世界性难题?来自摩洛哥本·格雷尔穆罕默德六世理工大学(UM6P)和加拿大魁北克大学蒙特利尔分校的研究团队,在《Science of The Total Environment》发表了突破性研究成果。他们通过整合1970-2023年的2
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-17
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综述:沙漠植物根鞘:水分捕获与旱地恢复的自然机制与仿生技术
形成与结构沙漠植物根鞘是根表粘附沙粒形成的特殊结构,由根冠分泌的粘液(mucilage)与根毛协同构建。粘液主要含多糖和糖蛋白,与沙粒结合形成初始基质;而微生物分泌的胞外聚合物(EPS)则通过生物膜增强长期稳定性。例如纳米布沙丘草(Stipagrostis sabulicola)的根鞘可显著提升局部水分保持能力。水分限制环境中的生态意义根鞘通过形成"微湿区"缓冲干旱胁迫。研究显示,Panicum turgidum的根鞘能使根际湿度比周围沙土高30%,其粘液的超吸水性聚合物特性(SHPMs)可吸收大气水分并缓释。硅元素补充实验证实,根鞘发育具有可塑性,干旱条件下可通过调节粘液分泌增强适应性。作为
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-17
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希腊未来空气污染健康负担的驱动因素与区域差异:基于SSP情景的多模型分析
空气污染已成为全球公共卫生的重大威胁,长期暴露导致每年约400-900万人过早死亡。希腊作为地中海典型国家,其区域异质性(如Attica占全国1/3人口)与快速老龄化使健康风险评估尤为迫切。然而,现有研究多聚焦历史数据,缺乏对未来气候-社会情景下污染负担的系统预测,更未量化人口结构变化的贡献。为填补这一空白,研究人员利用GFDL-ESM4模型的CMIP6模拟数据,结合SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP3-7.0三种发展路径,首次对希腊13个行政区的PM2.5和O3健康负担进行世纪尺度预测。通过Delta法校正模型偏差,采用GBD2019的暴露-反应函数(MRBRT曲线),量化了2000
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-17
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欧盟旅游业碳排放分解与脱钩分析:基于LMDI和Tapio模型的实证研究
旅游业作为欧盟经济支柱,贡献了10%的GDP和12%就业岗位,但同时也是碳排放的重要来源,占全球旅游相关排放的35%。随着《欧洲绿色新政》提出2050年气候中性目标,旅游业面临严峻的减排挑战。然而,现有研究多聚焦国家层面,缺乏对欧盟整体旅游业碳排放驱动机制的系统分析,特别是基础设施扩张和空间集聚等关键因素的研究不足。西班牙阿利坎特大学(University of Alicante)的研究团队在《Science of The Total Environment》发表重要成果,通过整合对数平均迪氏指数(LMDI)分解和Tapio脱钩模型,首次构建包含6个旅游专属指标的分析框架。研究团队利用欧盟统计
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-17
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高温诱导太平洋牡蛎抗POMS病分子机制解析
在气候变化加剧的背景下,水产养殖业面临严峻挑战,其中太平洋牡蛎死亡率综合征(POMS)每年造成数十亿美元损失。有趣的是,高温环境反而能增强牡蛎对POMS的抗性,这一反常现象长期困扰着研究者。法国海洋开发研究院(IFREMER)的科研团队通过多组学联用技术,揭开了这一"高温保护效应"的分子面纱。研究采用转录组测序(RNA-seq)和定量蛋白质组学(iTRAQ)技术,对高温处理(28℃)和常温(22℃)下的牡蛎鳃组织进行分析。通过构建人工感染模型,结合生物信息学分析和功能验证实验,系统解析了温度依赖的抗病机制。热应激蛋白(HSPs)的枢纽作用研究发现,高温显著诱导HSP70和HSP90表达,其表达
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-17
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基于羽流追踪技术的重型柴油车高排放识别:欧洲执法案例研究及其对空气质量改善的意义
重型柴油车(HDV)排放问题一直是城市空气污染的顽疾。尽管欧洲已实施严格的欧标(Euro)排放法规,但车辆在使用过程中可能因维护不当、故意篡改或系统故障导致实际排放远超限值。更棘手的是,传统的定期技术检测(PTI)难以有效捕捉NOx排放异常,而便携式排放测量系统(PEMS)又成本高昂。这些监管漏洞使得少数"高排放者"(high emitters)长期逍遥法外,成为城市空气污染的主要贡献者。为破解这一难题,来自德国海德堡大学(Universität Heidelberg)等机构的研究团队开发了一套创新的羽流追踪(Plume Chasing)技术系统。该技术通过在执法车辆上安装气体分析仪,实时追踪
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-17
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农业草地泥炭土壤中局地降雨与地下水位深度关系的评估及其对欧盟气候目标的启示
在全球气候变化的背景下,泥炭地作为最重要的陆地碳库之一,其碳储存功能与地下水位深度密切相关。欧盟为实现2050年气候中和目标,亟需优化农业泥炭地的水分管理策略。然而,不同类型泥炭土壤对降雨的响应机制尚不明确,这直接影响到碳封存效果的评估和管理措施的制定。特别是在农业集约化利用的草地泥炭地中,排水系统的广泛使用导致土壤有机质加速分解,如何通过精准调控地下水位来平衡农业生产与碳储存成为关键科学问题。为解答这一问题,研究人员在2023年9月至2024年8月期间开展了一项多站点对照研究。研究团队在6个典型地点(包括4处fen和2处RB类型泥炭地)布设了30个全筛监测井,通过每小时降水量测量和水位记录,
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-17
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住宅建筑多污染物协同净化与健康效益的能耗优化研究
随着现代建筑密闭性增强和装饰材料广泛使用,室内空气污染物(IAPs)浓度已达室外2倍以上,全球每年430万人死于室内空气污染,中国相关疾病负担更是欧美国家的2-5倍。尽管空气净化器能有效降低PM2.5等污染物浓度,但单一污染物控制策略难以应对甲醛、苯等高风险污染物的协同暴露,且能耗与健康效益的平衡机制尚未明确。针对这一难题,中国研究人员开发了基于质量平衡原理的动态多污染物浓度控制模型,以北京住宅为研究对象,首次系统模拟了PM2.5、甲醛、O3、苯、SO2和NO2六种IAPs的全年暴露水平。通过非支配排序多目标优化算法,量化了不同干预情景下能耗与健康效益的帕累托最优解。研究发现:在无干预情况下,
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-17
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气候变化下基于SWAT+的动态水库-径流耦合模型构建及其在印度Mahanadi流域的应用
在全球气候变化加剧的背景下,水库调节流域的水文动态预测已成为水资源管理的核心挑战。印度Mahanadi流域作为典型的气候敏感型水库调控区域,长期面临季风降水时空变异与Hirakud巨型水库人为干预的双重压力。传统水文模型如SWAT和VIC因缺乏动态水库模块,难以准确模拟规则曲线驱动的实时放水决策;而CMIP6原始气候数据存在的空间偏差问题,更导致极端降水事件和季节性径流预测失真。这些技术瓶颈使得该流域频发的洪旱灾害(如2014年特大洪水和2025年干旱)缺乏前瞻性应对策略。针对这一科学难题,研究人员开发了融合SWAT+动态水库模块与CLIMEA-BCUD深度学习偏差校正数据的创新框架。该研究首
来源:Science of The Total Environment
时间:2025-07-17
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L-DOPA改性生物炭选择性回收尿液中微量元素的机制及其水培应用研究
随着全球人口预计在本世纪末突破100亿,城市化进程加速导致90%人口将聚集于超大城市,这对粮食、水和能源系统构成严峻挑战。传统农业面临土地资源紧张、化肥依赖度高的问题,而水培技术虽能减少土地使用和农药投入,却受限于合成营养液的高能耗生产。人类尿液作为富含氮磷钾及铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)等微量元素的资源,其循环利用成为突破资源瓶颈的关键。然而现有技术多聚焦宏量元素回收,对微量元素的选择性回收仍存在显著技术空白。针对这一科学问题,中国的研究团队在《Resources, Conservation and Recycling》发表创新成果,开发了基于L-3,4-二羟基苯丙氨酸(L-DOPA)
来源:Resources, Conservation and Recycling
时间:2025-07-17
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全球作物-畜牧系统中非二氧化碳温室气体排放的减排路径:畜牧业结构调整与粪肥优化的关键作用
随着全球人口突破80亿,农业系统正面临"既要吃饱又要环保"的双重挑战。令人担忧的是,牛打嗝和粪肥释放的甲烷(CH4)威力是二氧化碳的28倍,而施肥产生的氧化亚氮(N2O)更是265倍的温室效应"超级杀手"。数据显示,这些非二氧化碳温室气体(non-CO2 GHG)已占农业排放的50%,若不控制,到205年将激增42%。更棘手的是,发展中国家正陷入"越发展越污染"的怪圈——当人们开始消费更多牛肉时,环境代价也随之飙升。浙江大学环境与资源学院的研究团队在《Resources, Environment and Sustainability》发表的重要研究,首次绘制了全球作物-畜牧系统的排放地图。通过
来源:Resources, Environment and Sustainability
时间:2025-07-17
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气候智能型土地配置与多样化种植系统协同提升土壤-水-碳协同效应及资源利用效率研究
在全球气候变化加剧的背景下,半干旱地区农业面临降雨模式紊乱、土壤退化与水资源短缺的多重挑战。印度邦德尔坎德地区作为典型代表,其耕地中仅37%具备灌溉条件,且土壤有机碳(SOC)含量低至0.28%,年降雨量变异系数高达62.82%,严重威胁粮食安全与生态平衡。针对这一严峻现实,Rani Lakshmi Bai中央农业大学(印度)的研究团队开展了为期两年的田间试验,系统评估了四种原位雨水收集方法(常规耕作CT、残茬覆盖RM、宽垄沟BBF、脊沟R&F)与三种种植系统(花生-小麦GN-W、高粱-鹰嘴豆S-CP、玉米-芥菜-田菁M-M-S)的协同效应,相关成果发表于《Resources, Env
来源:Resources, Environment and Sustainability
时间:2025-07-17
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轮作模式协同提升旱地马铃薯生产的土壤健康与环境可持续性
在人口增长与生态脆弱的双重压力下,如何平衡粮食生产与环境可持续性成为全球性难题。中国西北旱区作为重要马铃薯生产基地,长期连作导致土壤微生物失衡、养分耗竭,产量波动达27%-85%,同时伴随高水肥投入带来的温室气体(GHG)和活性氮(Nr)排放。传统解决方案如增施农药化肥虽能短期缓解问题,却加剧土壤退化与环境污染,形成恶性循环。针对这一困境,中国农业科学院的研究团队在甘肃定西开展了长达10年的田间试验,系统比较了马铃薯连作(PC)与小麦/绿肥-马铃薯(WgP)、豌豆/绿肥-马铃薯(PgP)等轮作模式的效果。研究成果发表在《Resources, Environment and Sustainabi
来源:Resources, Environment and Sustainability
时间:2025-07-17
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全球农田土壤磷组分变异格局与驱动机制:面向可持续农业的精准磷管理
磷素作为支撑全球粮食安全的核心营养元素,其利用效率却陷入令人担忧的困境——尽管1960年以来全球磷肥施用量激增5倍,但高达80%的磷肥在当季就会转化为植物难以吸收的稳定形态。这种"高投入-低效率"模式不仅造成每年数十亿美元的经济损失,更导致双重生态危机:一方面作物持续面临磷饥饿威胁,另一方面土壤中累积的"遗留磷"不断向水体迁移引发富营养化。更严峻的是,随着2050年全球人口逼近97亿,如何在保障产量的同时破解磷素管理难题,已成为可持续农业必须跨越的科技鸿沟。中国农业科学院的研究团队在《Resources, Conservation and Recycling》发表的重要研究,通过构建全球首个高
来源:Resources, Conservation and Recycling
时间:2025-07-17
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城市韧性可持续发展:人为社会-生态-技术系统的刺激-恢复-适应模型构建与实证
在人类世(Anthropocene)背景下,城市既是繁荣的象征,也是气候灾害的"风暴眼"。随着全球城市化进程加速,飓风、洪涝等极端事件频发,传统静态韧性评估框架已难以应对复杂系统的动态变化。更棘手的是,学界对"韧性"概念的理解长期存在分歧,与脆弱性(vulnerability)、适应性(adaptation)等术语的混淆导致"指标疲劳症",严重阻碍科学决策。这种理论混沌与实践需求间的巨大鸿沟,呼唤一个能整合多学科视角、揭示系统演化规律的新范式。中国国家自然科学基金委员会和荷兰研究理事会(NWO)联合资助团队创新性提出人为社会-生态-技术系统(Anthropogenic Social-Ecolo
来源:Resources, Conservation and Recycling
时间:2025-07-17