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手性萘普生立体选择性促进生物膜中抗生素抗性基因水平转移的分子机制及环境风险
抗生素耐药性已成为全球公共卫生的重大挑战,特别是在COVID-19大流行后,抗生素抗性基因(ARGs)的传播达到前所未有的水平。水生环境作为ARGs的重要储存库和传播枢纽,其中的生物膜因其高细胞密度和广泛的细胞间通讯,成为ARGs积累和扩散的理想场所。水平基因转移(HGT)是ARGs传播的关键机制,而环境污染物,尤其是非抗生素药物,被发现在此过程中扮演重要角色。萘普生(NAP)作为一种广泛存在于水环境中的非甾体抗炎药(NSAID),其环境风险日益受到关注。值得注意的是,NAP存在两种手性对映体——S-NAP和R-NAP,它们在生物活性上存在显著差异。虽然S-NAP具有药理活性,但R-NAP在环
来源:Journal of Hazardous Materials
时间:2025-06-19
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汞生物放大效应与微生物适应性:亚马逊矿区河流的多介质污染与生态风险
在亚马逊雨林深处,手工和小规模采金(ASGM)如同双刃剑,在带来经济利益的同时,每年向环境释放数百吨汞(Hg)。这种神经毒性金属通过"汞-金" amalgam(汞齐)工艺进入生态系统,其中90%的汞被直接排放,在河流中转化为剧毒的甲基汞(MeHg)。尽管哥伦比亚自2013年已立法禁止采矿用汞,但边远地区的非法开采仍持续污染着Caquetá河等流域。更令人担忧的是,当地土著社区依赖鱼类作为主要蛋白质来源,导致人体汞暴露水平远超WHO安全阈值(5 mg·Kg-1)。然而,关于热带河流系统中汞的微生物转化机制及其长期生态效应,科学界仍存在显著认知空白。为破解这一难题,由哥伦比亚环境与可持续发展部资助
来源:Journal of Hazardous Materials
时间:2025-06-19
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风力驱动微塑料带电现象及其对大气传输机制的影响研究
在全球微塑料(MPs)污染日益严重的背景下,大气传输被认为是MPs远距离迁移的主要途径。然而现有模型对土壤-空气界面MPs排放量的估算存在巨大争议,其核心问题在于传统理论仅考虑气固两相动力学,却忽略了风力作用下MPs可能产生的带电现象。这种理论缺陷直接导致对MPs在沙尘暴等极端天气中的迁移距离和沉降规律预测失准。北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室的研究团队在《Journal of Hazardous Materials》发表突破性研究。通过改良密立根油滴实验与风洞模拟相结合的技术路线,首次定量揭示了风蚀MPs的带电规律及其对传输动力学的影响。研究发现PVC和PET材质的MPs在风力作
来源:Journal of Hazardous Materials
时间:2025-06-19
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综述:PFAS污染消防设备的去污技术研究
PFAS污染消防设备的去污挑战全氟和多氟烷基物质(PFAS)因其独特的疏水-亲水双亲特性,被广泛用于消防泡沫(如AFFF),但这类“永久性化学物质”在环境中难以降解,并通过设备表面吸附持续释放。研究表明,PFAS暴露与肝毒性、免疫抑制甚至肿瘤发生相关,推动全球监管趋严(如美国EPA将PFOA/PFOS列为危险物质)。去污机制的理论基础12或<2)能削弱静电吸附。值得注意的是,短链PFAS(如PFBA)因临界胶束浓度(CMC)较高更易去除,而磺酸基团(如PFOS)因强吸附性更难清除。现有去污技术的效能对比水基清洗:简单冲洗仅能清除<30%的PFAS,且反弹显著(如151天后浓度回升至34 µg/
来源:Journal of Hazardous Materials
时间:2025-06-19
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意大利三大都市居民对绿色屋顶与自然解决方案的支付意愿及环境认知研究
随着全球城市化进程加速,城市面临热岛效应、空气污染、雨水内涝等一系列环境挑战。自然解决方案(Nature-Based Solutions, NBS)如绿色屋顶(Green Roofs, GRs)被证明能有效缓解这些问题,但大规模推广面临公众认知不足和支付意愿不明确等障碍。意大利作为地中海气候代表国家,其不同气候带的都市圈居民对GRs的接受度差异尚未系统研究。为填补这一空白,来自意大利理工学院等机构的研究团队在《Urban Forestry》发表论文,首次对比分析了都灵(TO)、巴勒莫(PA)和卡利亚里(CA)三大都市圈居民的GRs认知差异。研究采用横断面调查设计,通过Google Forms平
来源:Urban Forestry & Urban Greening
时间:2025-06-19
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南非传粉生物学研究五十年:在进化生态学与农业应用中的突破与展望
南非作为全球生物多样性热点地区,其独特的植物-传粉者互作系统长期以来为进化生态学研究提供了天然实验室。然而,这个拥有超过1500篇相关论文的研究重地,其科学价值在全球化视野中尚未得到充分关注。传粉生物学在南非的发展轨迹,映射出半个世纪以来从基础自然史发现到多学科融合的范式转变,更揭示了南部半球在平衡全球生态认知中的不可替代性。南非传粉研究的转折点始于1978年《自然》杂志报道的啮齿类传粉Protea现象,这一发现打破了传统传粉生态学的认知框架。随后的油蜂-植物互作系统(如Diascia与Rediviva属蜜蜂)和欺骗性传粉机制(如Gorteria diffusa的拟态系统)研究,将南非推向了传
来源:South African Journal of Botany
时间:2025-06-19
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南非北部非木材森林产品物种使用数量的多尺度研究:从个体到村落的应用格局与影响因素分析
在全球范围内,非木材森林产品(NTFP)对数十亿人的文化传承、生计维持和健康福祉具有不可替代的作用。然而长期以来,关于NTFP物种使用数量的研究存在一个根本性难题——不同研究采用的报告尺度差异巨大,有的记录个体知识持有者认知的物种数量,有的汇总家庭或社区层面的使用情况,还有的混合不同层级的受访样本。这种尺度混乱使得跨地区、跨文化的NTFP资源评估结果如同"盲人摸象",既无法揭示真实的生物文化多样性格局,也难以支撑可持续资源管理政策的制定。南非Vhembe地区的这项研究正是为解决这一方法论困境而生。来自南非的研究团队选择具有典型Savanna植被特征的5个村落,采用严格的层级抽样设计:在每个村落
来源:South African Journal of Botany
时间:2025-06-19
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南非大角花区Indigofera属开普支系的生物群落转移与近期快速辐射分化揭示当代多样性形成机制
【研究背景】南非大角花区(Greater Cape Floristic Region, GCFR)作为全球生物多样性热点区域,仅占地球陆地面积0.04%却孕育着超过11,000种植物,其中70%为特有物种。这片神奇的土地被地理学家划分为核心开普区(CCR)和外围开普区(ECR),形成了以Fynbos(凡波斯植被)和Succulent Karoo(多肉卡鲁植被)为代表的独特生态系统。然而,在如此狭小的地域内,豆科植物Indigofera属却展现出惊人的多样性——仅在该区域就分布着140余种,成为仅次于Aspalathus属的第二大属。这种"小区域高爆发"的演化现象背后,隐藏着怎样的生物地理学密码
来源:South African Journal of Botany
时间:2025-06-19
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南非卡鲁地区淡水硅藻物种空间分布格局与环境因子的生态关联研究
南非卡鲁地区作为典型的半干旱生态系统,其淡水资源的生态敏感性长期备受关注。该区域独特的地质构造导致地下水具有高电导率(最高达8400 µS/cm)和特殊离子组成(如锂浓度达514 µg/L),但关于水生微生物如何响应这种极端环境的认知仍存在巨大空白。传统观点认为硅藻(Diatom)作为"水下金丝雀"可灵敏反映水质变化,但全球现有生态偏好数据能否适用于卡鲁地区仍缺乏系统验证。非洲地球观测网络(AEON)的研究团队M. Holmes等人开展了为期3年的卡鲁页岩气项目基线研究,通过对65个水源点(56个水库和9个泉眼)的510份样本分析,首次绘制了该区域硅藻群落的空间分布图谱。研究采用TWINSPA
来源:South African Journal of Botany
时间:2025-06-19
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绚丽却具破坏性:南非 pompom 杂草(Campuloclinium macrocephalum)潜在扩张的生态位模型预测
研究背景与意义南非的草原和稀树草原正面临一场“粉色风暴”的侵袭——原产南美的 pompom 杂草(Campuloclinium macrocephalum)以其艳丽的花序掩盖着生态破坏力。这种菊科入侵植物通过风媒种子迅速占领退化草地、路边等扰动生境,进而蚕食原生生态系统,导致牧场生产力下降和生物多样性丧失。更严峻的是,南非草原作为该国第二大生物群落,仅有2%受到保护,而 pompom 杂草的扩张速度惊人:2000至2016年间,其分布范围从14个QDS(约8750 km2)暴增至108个QDS(67500 km2)。尽管Trethowan等学者2011年已建立初步生态位模型(Ecologica
来源:South African Journal of Botany
时间:2025-06-19
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基于萘酰亚胺的多功能水溶性荧光探针ANS:Hg2+
与甲醛的高效检测及多领域应用
汞离子(Hg2+)和甲醛(FA)是两类极具危害性的环境与健康威胁。汞离子通过食物链累积可导致神经系统损伤和肾脏疾病,而甲醛作为致癌物,过量暴露会引发呼吸系统病变甚至癌症。尽管现有检测技术如色谱法和质谱法精度较高,但操作复杂且依赖有机溶剂,难以满足实时、现场检测需求。更棘手的是,生物和环境样本中这两类物质常共存,但能同时检测它们的多功能水溶性探针仍属稀缺。为解决这一难题,黑龙江高校基础研究青年人才计划支持的研究团队设计了一种基于1,8-萘酰亚胺的荧光探针ANS。该探针通过引入2-(2-(2-氨基乙氧基)乙氧基)乙醇增强水溶性,并利用萘酰亚胺的4位肼基作为FA识别位点。研究证实,ANS在纯水环境中
来源:Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy
时间:2025-06-19
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青藏高原东南-西北样带土壤养分多尺度空间变异特征及驱动机制的连续小波分析
论文解读青藏高原作为"亚洲水塔",其土壤碳氮磷循环直接影响区域生态安全与全球气候变化。然而,这片平均海拔4000米以上的极端环境区域,土壤养分分布呈现复杂的非线性、多尺度特征。传统地统计学方法难以捕捉尺度依赖的变异规律,而人类活动加剧更使精准预测土壤养分面临挑战。中国科学院团队在《Soil and Tillage Research》发表的研究,首次采用连续小波分析这一数学显微镜,解构了1800公里样带上土壤养分的空间密码。研究团队沿青藏高原东南-西北梯度系统采集土壤样品,运用双变量小波相干(BWC)和多变量小波相干(MWC)技术,结合地统计学与光谱分析方法,构建了多尺度驱动模型。关键创新在于突
来源:Soil and Tillage Research
时间:2025-06-19
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南非开普褶皱山脉夏季云雾带兰花蛾类传粉系统与花部广告性状的适应性进化研究
在生物多样性热点地区开普褶皱山脉的云雾带,高海拔兰花的繁殖策略长期存在科学谜题。这里强烈的南极风、低温与夏季持续的云雾环境,使得传统认为依赖昆虫传粉的兰科植物面临严峻挑战。更特别的是,夜间活动的蛾类如何在如此恶劣条件下完成传粉?这个问题的答案不仅关乎特定物种的生存策略,更是理解极端环境下植物与传粉者协同进化的关键。南非夸祖鲁-纳塔尔大学的研究团队选择具有典型蛾类传粉特征的兰花Satyrium eurycalcaratum展开研究,其成果发表在《South African Journal of Botany》上。研究采用多技术联用策略:通过78相机日和74相机夜的连续监测记录访花者行为;48小时
来源:South African Journal of Botany
时间:2025-06-19
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草本植物根系加固与干湿循环耦合时效作用对黄土复合体强度的微观机制研究
在黄土高原等生态脆弱区,植被护坡是防治浅层滑坡和侵蚀的重要措施。植物根系通过缠绕、固结土壤形成根-土复合体(root-soil composite),提升土体抗剪强度(shear strength)。然而,季节性干湿循环(dry-wet cycles)会导致土体反复胀缩,引发孔隙粗化(pore coarsening)、胶结物水解(cement hydrolysis)等微观损伤,削弱其力学性能。尽管前人已关注根系加固的时效性(time effect)或干湿循环的单独影响,但两者耦合作用机制尚不明确,制约了植被护坡工程的长期稳定性评估。针对这一科学问题,宁夏回族自治区重点研发项目支持的研究团队以紫
来源:Soil and Tillage Research
时间:2025-06-19
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塑料覆盖下土壤水蒸发与冷凝过程的稳定同位素评估及其农业水文意义
在全球水资源短缺与农业可持续性发展的双重挑战下,土壤水分的高效利用成为关键。传统农业中,裸露土壤因蒸发导致高达75%的水分损失,而塑料覆盖技术虽被广泛采用,其内部水分循环机制——尤其是蒸发与冷凝的定量关系——仍不明确。更棘手的是,现有研究多忽略冷凝水对土壤水同位素特征的影响,且缺乏对δ18O和δ2H双同位素的同步分析。日本京都大学的研究团队通过温室柱实验,首次系统揭示了塑料覆盖颜色(黑/白)对土壤水同位素分馏的调控机制,相关成果发表于《Soil and Tillage Research》。研究采用三项核心技术:1)稳定同位素示踪技术(δ18O和δ2H)定量分析土壤水与冷凝水的分馏过程;2)温室
来源:Soil and Tillage Research
时间:2025-06-19
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基于螺环化策略的pH敏感荧光探针CBTOH实现活细胞溶酶体酸性环境精准监测
在细胞这个精密运转的"微型工厂"中,溶酶体相当于负责垃圾处理的回收站,其酸性环境(pH 4.0-5.5)对维持水解酶活性和细胞稳态至关重要。然而这个"酸性王国"的pH失衡与癌症、神经退行性疾病等密切相关。目前科学家们面临两大挑战:一是现有荧光探针多适用于弱酸/碱性环境,极端酸性(pH<3.0)监测工具稀缺;二是传统探针难以兼顾高灵敏度与细胞器特异性。就像缺乏精准的pH计,科学家们难以捕捉溶酶体这个"酸性心脏"的微妙波动。吉林省科技发展计划项目支持的研究团队在《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》
来源:Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy
时间:2025-06-19
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基于二苯并-18-冠-6的高选择性光学传感器:皮摩尔级铅离子检测技术及其对人类健康与环境的可持续保护意义
【研究背景】重金属污染已成为全球性环境健康危机,其中铅离子(Pb2+)因其神经毒性和生物累积性备受关注。即使极低浓度的铅暴露也会导致儿童智力发育迟缓、成人肾功能损伤等严重后果。传统检测方法如原子吸收光谱虽准确,但设备昂贵且难以现场应用。而现有光学传感器普遍存在选择性差、检测限高等瓶颈。针对这一挑战,来自伊玛目穆罕默德·本·沙特伊斯兰大学的研究团队在《Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy》发表创新成果,首次将冠醚化学与光极技术结合,开发出迄今最灵敏的铅离子光学传感器。【关键技术】研究采用聚氯乙烯(P
来源:Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy
时间:2025-06-19
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基于半菁染料的氨水传感器:微生物生长监测领域的突破性进展
氨气作为一种高挥发性碱性化合物,在化肥生产和工业冷却等领域不可或缺,但其微量暴露即可引发严重呼吸系统损伤。尽管现有技术如红外光谱(IR)和电化学法已能检测气态氨,水相环境中的ppm级监测仍是技术瓶颈。传统染料传感器存在光稳定性差、灵敏度不足等问题,而半菁染料因其独特的光物理性质成为突破方向。印度Amrita Viswa Vidyapeetham的研究团队设计合成了一种新型半菁染料(Z)-3-(羧甲基)-2-(4-羟基苯乙烯基)苯并[d]噻唑-3-溴化物(BZTHC),该染料以4-羟基苯甲醛为供体,苯并噻唑盐为受体。通过UV-Vis光谱观察到氨诱导的分子内电荷转移(ICT)效应,结合密度泛函理论
来源:Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy
时间:2025-06-19
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长期氮肥调控下土壤磷有效性对水稻根系分泌的驱动机制
在追求水稻高产的过程中,氮肥的过量施用已成为全球性问题。这种"氮狂欢"背后隐藏着令人担忧的生态代价——长期高氮输入会打破土壤原有的养分平衡,引发磷(P)的相对匮乏。就像人体需要均衡营养一样,水稻在氮(N)盛宴后常常陷入"磷饥饿"的困境。更棘手的是,这种养分失衡会通过何种机制影响根系与土壤的"对话"?根系分泌的碳(C)物质作为植物与环境交流的"化学语言",其变化规律直接关系到养分获取效率,却长期缺乏系统研究。针对这一科学盲区,上海市农业科学院庄行试验站的研究团队开展了一项历时十年的田间实验。通过设置对照、低氮(100 kg ha-1)和高氮(200 kg ha-1)三级处理,结合原位根系分泌物收
来源:Soil and Tillage Research
时间:2025-06-19
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基于绿萝叶源窄带宽红光碳点的“开-关-开”荧光探针用于Hg2+
和福美双的灵敏检测
【论文解读】在农药滥用与重金属污染威胁食品安全的背景下,传统检测方法如气相色谱(GS)、质谱(MS)等因设备昂贵、操作复杂难以满足现场监测需求。尤其福美双(thiram)作为广谱杀菌剂,与剧毒Hg2+易在环境中残留,但现有荧光探针普遍存在短波长干扰、宽发射带宽等问题。中南大学研究团队创新性地利用绿萝叶(Epipremnum aureum)乙醇提取物,通过溶剂热法合成具有窄半峰宽(25 nm)和高荧光量子产率(14%)的红色荧光碳点(CDs,λem=676 nm),构建了无需修饰的“on-off-on”双功能探针。关键技术包括:1)绿萝叶碳源的溶剂热合成与硅胶柱纯化;2)透射电镜(TEM)表征C
来源:Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy
时间:2025-06-19