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酸性矿山废水处理的可持续纽带:生物碱性基质如何影响酸度中和与重金属去除
酸性矿山废水(AMD)犹如矿业开发遗留的 “生态毒瘤”,其极低的 pH 值(0.5—3.5)和高浓度的铁、锰、铝及铬、砷等重金属,像无形的杀手,持续威胁着周边水体、土壤和生物的安全。即便矿山关闭数十年,AMD 仍会不断渗出,污染地下水,危害人类健康。据统计,全球有超 2 万座废弃矿山产生 AMD,我国每年 AMD 排放量达 36 亿吨,却仅有约 4.23% 得到妥善处理。传统的化学中和法,如使用氢氧化钠(NaOH)、碳酸钠(Na₂CO₃)、氢氧化钙(Ca (OH)₂)等,虽能有效提升 pH 值,但存在污泥产量大、运行成本高的弊端,尤其是钙基试剂易生成硫酸钙(CaSO₄)沉淀,增加污泥处理负担;
来源:Environmental Technology & Innovation
时间:2025-05-16
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基于滑模控制与状态反馈的UV水处理泵系统实时控制策略评估及其光伏驱动优化研究
紫外线(UV)水处理技术因其高效灭活微生物且无需添加化学试剂的优势,已成为保障饮用水安全的重要手段。然而,在实际应用中,UV系统的控制面临三大核心挑战:系统的强非线性特性、运行参数的不确定性以及控制信号的延迟效应。特别是在偏远地区依赖光伏供电的场景下,能源波动进一步加剧了控制难度。传统PID控制、模糊逻辑等方法虽有一定效果,但在参数漂移或外部干扰下常出现稳定性下降的问题。如何实现UV剂量(UVDose)和水流量的精准协同控制,成为提升系统可靠性的关键科学问题。针对这一技术瓶颈,来自多个机构的研究团队创新性地将键合图(Bond Graph)多领域建模方法与现代控制理论相结合,对光伏驱动的UV水处
来源:Environmental Technology & Innovation
时间:2025-05-16
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CRISPR 辅助工程推动尼龙单体生物循环利用:从菌株改造到代谢通路解析
塑料垃圾正以惊人的速度侵蚀着地球的生态环境,每年数百万吨的塑料被生产出来,其中相当一部分最终成为难以处理的废弃物。尼龙作为一种广泛应用于纺织、汽车和包装领域的聚酰胺,其生命周期后的降解会释放 1,6 - 己二胺(HD)和 6 - 氨基己酸(ACA)等单体,这些物质不仅在生态系统中持久存在,还带来了毒性和生物累积的风险。传统的塑料处理方式,如焚烧和填埋,不仅效率低下,还会引发二次污染,开发更可持续的塑料回收技术迫在眉睫。在这样的背景下,为了应对尼龙废弃物带来的环境挑战,研究人员开展了一系列研究。虽然文中未明确提及具体研究机构,但研究人员利用 CRISPR 辅助定向进化(CDE)技术,对恶臭假单胞
来源:Environmental Technology & Innovation
时间:2025-05-16
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功能性膜覆盖对污泥堆肥氮硫转化及其微生物作用机制的研究
在环境治理与农业可持续发展的交叉领域,污泥处理一直是备受关注的难题。随着城市化进程加快,我国每年产生超 7000 万吨含水率 80% 的污水污泥,其高黏性、低透气性导致传统堆肥过程中氮(N)、硫(S)等营养元素易随氨气(NH₃)、硫化氢(H₂S)等气体流失,不仅污染环境,还降低堆肥产品肥力。同时,污泥中微生物驱动的氮硫循环机制尚不清晰,制约了高效堆肥技术的开发。因此,探寻既能减少氮硫损失、又能明晰微生物作用的堆肥优化技术迫在眉睫。武汉的研究人员针对这一问题,开展了功能性膜覆盖(FM)对污泥堆肥的影响研究,相关成果发表在《Environmental Technology》。该研究通过模拟实际堆肥
来源:Environmental Technology & Innovation
时间:2025-05-16
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磷酸改性生物炭通过促进污水污泥堆肥腐殖化及生物修复增强重金属钝化
在环境治理领域,污水污泥的妥善处理一直是备受关注的难题。随着城市化进程加快,我国每年产生高达 6000 万吨污水污泥,其虽含有氮、磷等养分及碳水化合物、蛋白质等有机质,可改良土壤理化性质与肥力,但同时也富含重金属和病原微生物,给生态环境和人类健康带来潜在风险。传统的好氧堆肥虽能通过高温杀灭病原微生物、降低重金属迁移性和生物有效性,还可将不稳定有机质经微生物代谢转化为腐殖质,但污泥高含水率和低渗透性的特性,使得堆肥过程中腐殖化和重金属钝化效果受限,堆肥产品仍存在环境污染隐患。因此,开发高效、环保且经济的堆肥添加剂成为改善这一现状的关键方向。为攻克上述难题,来自国内研究机构的研究人员开展了关于磷酸
来源:Environmental Technology & Innovation
时间:2025-05-16
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基于LightGBM-SHAP多尺度解析的中国PM2.5污染驱动机制及区域调控策略
随着中国大气污染防治进入深水区,PM2.5污染治理面临空间异质性显著、驱动机制复杂等挑战。传统空气质量模型受限于排放清单不完整、计算成本高等问题,而机器学习为解析PM2.5非线性形成机制提供了新思路。中国科学院研究人员联合多所高校,在《Environment International》发表研究,通过整合2015-2022年全国城域和10km网格数据,创新性地将污染物浓度纳入LightGBM模型,结合SHAP可解释性分析,首次实现多尺度PM2.5驱动因子量化解析。研究采用三大关键技术:1)构建包含29个特征的8类数据集(城域/网格尺度含/不含污染物);2)通过LightGBM算法优化预测模型(
来源:Environment International
时间:2025-05-16
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综述:动态能力在生态创新发展中的作用
动态能力作为可持续转型的驱动力在应对气候变化的全球议程下,企业面临从化石经济向可持续模式转型的迫切需求。动态能力(DC)理论为此提供了关键框架——通过“感知-捕捉-重构”三阶段,企业能够识别生态创新机会,整合生物基资源等替代性输入,并重构标准化工业流程。例如,生物基产品(Bio-based products)的研发需突破传统化石资源的化学特性限制,这要求企业具备重新配置技术链的能力。生态创新的资源协同机制学者提出的“商业模式缺口”概念揭示了企业需同时解决资源协同(Orchestration)与可持续盈利的矛盾。通过案例研究发现,领先企业通过层级化可持续发展目标、建立跨部门培训体系,将自然资源的
来源:Current Opinion in Green and Sustainable Chemistry
时间:2025-05-16
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综述:微塑料对水消毒及消毒副产物形成的影响
1. 引言微塑料(MPs)是广泛存在于陆地和水生环境的污染物,粒径范围 1 μm 至 5 mm,由塑料废物经光照射、风化等降解形成,常见类型包括聚乙烯(PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。废水处理厂(WWTPs)是 MPs 的主要接收者,其处理后的尾水会将 MPs 释放到自然水体中。饮用水处理厂(DWTPs)中,约 95% 的残留 MPs 粒径在 1-10 μm。消毒是水处理厂的重要工艺,常用方法包括氯化、臭氧化和紫外线(UV)照射。消毒剂与天然及人为有机物等反应会生成消毒副产物(DBPs),如三卤甲烷(THMs)、卤乙酸(HAAs)等,许多 DBPs 具有致癌性和致突变性。目前关于消毒
来源:Current Opinion in Environmental Science & Health
时间:2025-05-16
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综述:气候变化下野火烟雾的健康负担:暴露、风险与缓解策略
1. 引言野火正成为日益严峻的环境和公共卫生威胁,气候变化加剧了这一趋势。不同气候情景预测显示,未来野火事件将更频繁、更剧烈且持续更久,野火衍生的细颗粒物(PM2.5)暴露水平升高,与全因死亡率增加、现有呼吸系统疾病恶化和心血管事件等广泛健康影响相关。本综述主要考察野火烟雾的健康负担,探讨气候变化与野火活动的复杂相互关系,综合野火 PM2.5暴露健康影响的证据,评估这些风险在未来气候情景下的演变。同时,尽管主要关注植被燃料燃烧产生的烟雾暴露,也涉及野地 - 城市界面(WUI)火灾的新兴风险,此类火灾涉及人为材料燃烧,释放复杂有毒污染物。最后,综述总结当前暴露减少策略,强调加强公共卫生准备的机会
来源:Current Opinion in Environmental Science & Health
时间:2025-05-16
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揭示广布种群的未知栖息地热点:珠江口 Indo-Pacific 座头鲸海豚实时声学与视觉联合调查及其研究意义
论文解读在海洋生态系统中,河口是生产力极高的区域,其复杂的海洋学过程深刻影响着海洋哺乳动物的分布与栖息地利用。 Indo-Pacific 座头鲸海豚(Sousa chinensis)作为河口和近岸水域的标志性物种,面临着栖息地丧失、污染、船舶交通和误捕等多重人为压力。珠江口(PRE)拥有全球已知最大的该物种种群,但受传统视觉调查方法限制,对其精细时空分布和长期种群变化的了解不足。传统视觉观测受天气、观察者疲劳及海豚出水行为影响,且难以捕捉水下关键行为如觅食和社交,而船载被动声学监测(PAM)在珠江口的浅水和水动力环境中也面临挑战。在此背景下,开展更有效的监测方法研究对该物种保护至关重要。为解决
来源:Biological Conservation
时间:2025-05-16
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便携式双模式传感阵列结合比率荧光与比色法用于四环素类抗生素的现场快速鉴别
论文解读抗生素滥用引发的公共卫生危机正持续发酵,其中四环素类抗生素(TCs)作为全球使用量第二的抗生素,在医疗、农业和畜牧业中被广泛使用。这类化合物具有高度相似的化学结构,却可能引发过敏反应、细菌耐药性以及肝毒性等不同健康风险。更棘手的是,传统检测方法如高效液相色谱-质谱联用(HPLC/MS)虽精度高,但存在设备昂贵、操作复杂等问题,难以满足现场快速检测需求。面对这一挑战,中国湖北省科技发展专项资助的研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表了一项突破性成果——通过创新设计双模式传感阵列,实现了TCs的便携式精准鉴别。研究团队采用多通道比率荧光探针合成技术,结合3D打印设备
来源:Analytica Chimica Acta
时间:2025-05-16
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黄土高原不同土地利用类型土壤饱和导水率 temporal variations 及其对水分平衡组分的影响
土壤作为陆地生态系统的重要组成部分,其水分动态过程深刻影响着全球水循环与陆地水文平衡。土壤饱和导水率(Soil Saturated Hydraulic Conductivity,Ks)作为关键的土壤水力参数,直接调控着土壤水分入渗、蒸发、渗透等过程。然而,现有研究大多聚焦于 Ks的空间变异,对其时间动态变化及其对水分平衡组分(如蒸发、蒸腾、深层渗漏等)的影响认知不足,尤其在人类活动干扰强烈的农业生态系统与自然生态系统中,不同土地利用方式如何驱动 Ks时间变化尚不明确。中国黄土高原作为典型的生态脆弱区,长期面临土壤侵蚀、水资源短缺等问题,明确不同土地利用类型下 Ks的时间动态及其对水分平衡的影响
来源:Agricultural Water Management
时间:2025-05-16
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基于系统动力学的黑龙江省水资源消耗与经济发展耦合协调情景模拟与优化研究
在全球气候变化和人口增长背景下,水资源短缺已成为制约经济发展的关键瓶颈。作为中国重要的老工业基地和粮食生产基地,黑龙江省面临农业用水占比过高(86.9%)、水资源利用效率低下与经济发展缓慢的双重挑战。传统研究多采用静态指标分析水-经济关系,缺乏对系统间动态反馈机制的考量,且情景设计常依赖主观判断,导致预测结果科学性不足。黑龙江省的研究团队在《Agricultural Water Management》发表的研究中,首次将水足迹(WF)作为核心指标,整合系统动力学(SD)模型、对数平均迪氏指数(LMDI)分解和耦合协调度模型(CCDM),构建"驱动识别-情景模拟-系统优化"的全链条分析框架。研究
来源:Agricultural Water Management
时间:2025-05-16
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利用广义加性混合模型探究四个农业集水区溪流水硝酸盐浓度的驱动因素与调控机制
论文解读在全球农业生产中,氮肥的大量投入虽提升了作物产量,却也导致过剩氮素流失,引发水体富营养化、饮用水污染等环境问题。欧洲数据显示,农业贡献了欧盟 27 国约 77% 的环境氮负荷,而爱尔兰河流因农业活动,硝酸盐水平居高不下或未改善。然而,农业集水区氮循环受人为、地球物理、生物化学和气候等多因素复杂交互影响,氮输入(及盈余)与进入溪流和河流的氮之间关系不明确,且土壤微生物多样性、水分和肥料利用效率、二氧化碳排放等不同机制,以及土壤渗透性、基岩类型等集水区地球物理特征会导致氮输入变化与溪流观测到的变化之间存在时间滞后,这些都使得理解氮流失的驱动因素和控制因素极具挑战性。为解决这一问题,爱尔兰农
来源:Agricultural Water Management
时间:2025-05-16
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农业系统环境成本适配性:不同农业实践养分管理成本及综合绩效评估
农业生产在带来经济收益的同时,也伴随着不容忽视的环境代价。化肥、农药等外部物质的持续投入虽维持了作物产量和利润,却引发了水体污染、大气污染等一系列环境问题,严重阻碍了可持续发展目标(SDGs)的实现。在中国,农业经营模式多样且广泛,化肥过度施用现象普遍,在创造巨大经济收益的同时,也导致了土壤退化、水资源污染等环境恶化问题。然而,当前对农业生产中环境成本(EC,即解决环境污染和生态破坏所需的全部费用)的量化研究尚不完善,这使得利益相关方难以准确、可靠地评估环境损害的经济价值,也导致传统的成本效益分析无法全面反映农业实践(APs)的真实成本,可能使高利润的经济作物种植掩盖其背后的环境代价,不利于农
来源:Agricultural Systems
时间:2025-05-16
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全球森林站点GEDI垂直植物面积指数剖面产品的验证研究及其对森林结构评估的意义
森林作为地球陆地生态系统的重要组成部分,其垂直分层结构直接影响着太阳辐射分布、水分蒸腾和光合作用效率。准确量化这种垂直结构特征,尤其是植物面积指数(Plant Area Index, PAI)的垂直分布,对理解森林功能、模拟生态过程至关重要。传统地面测量方法如数字半球摄影(Digital Hemispherical Photography, DHP)虽能提供精确数据,但覆盖范围有限;而新兴的星载激光雷达技术如全球生态系统动力学调查(Global Ecosystem Dynamics Investigation, GEDI)虽能实现全球尺度观测,但其垂直PAI剖面产品的精度尚未得到充分验证。这一
来源:Agricultural and Forest Meteorology
时间:2025-05-16
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基于深度集成填补缺口改进涡度协方差二氧化碳平衡的不确定性估计
在生态系统与大气间二氧化碳(CO₂)交换的研究中,涡度协方差(EC)技术是常用手段,可量化 CO₂通量以确定生态系统的 CO₂平衡。然而,EC 测量数据常因仪器故障、环境条件等出现缺口,需通过缺口填补方法处理,且缺乏统一的不确定性估计方法,导致不同处理、控制或站点间的比较缺乏意义,也影响数据同化、模型校准等工作。因此,准确评估缺口填补带来的随机和系统误差,以及现有方法的不确定性估计是否可靠至关重要。芬兰相关研究人员开展了关于涡度协方差法 CO₂平衡不确定性估计的研究,该研究成果发表在《Agricultural and Forest Meteorology》。研究主要采用了以下关键技术方法:使用
来源:Agricultural and Forest Meteorology
时间:2025-05-16
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干旱区成熟生物结皮覆盖土壤碳通量因类型而异:苔藓覆盖土壤仍为碳汇而蓝藻覆盖土壤成为碳源
在广袤的干旱与半干旱地区,地表广泛分布着由蓝藻、苔藓等隐花植物与土壤微生物共同组成的生物结皮,它们如同干旱区土地的 “皮肤”,默默影响着土壤与大气间的碳交换。作为陆地生态系统的重要组成部分,干旱区占据全球约 41% 的陆地面积,储存着超过 30% 的土壤有机碳(SOC),其微小的碳通量变化都可能对全球碳平衡产生显著影响。然而,长期以来,不同类型生物结皮,尤其是成熟阶段的生物结皮,对土壤碳通量(包括碳吸收与排放过程)的贡献差异尚不明确。已有研究表明,蓝藻结皮在成熟后可能因碳饱和转为碳源,而苔藓结皮或许因持续碳需求保持碳汇功能,但受研究区域、方法和气候条件限制,这些结论缺乏充分的实地验证。因此,准
来源:Agricultural and Forest Meteorology
时间:2025-05-16
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机器学习揭示气候指数对美国大陆玉米产量的非线性影响机制
全球气候变化正以前所未有的方式威胁着粮食安全,其中作为世界第一大作物的玉米对温度变化尤为敏感——研究表明全球气温每升高1°C可能导致玉米减产14.1%。美国作为全球35%玉米供应来源地,其雨养农业区正面临日益频繁的极端气候事件:2012年极端干旱曾造成37%的产量损失,而过量降雨同样会导致34%的减产。传统作物模型难以捕捉气候因子与产量间的复杂非线性关系,这给农业政策制定和风险管理带来巨大挑战。针对这一科学难题,由NSF和USDA资助的研究团队在《Agricultural and Forest Meteorology》发表重要成果。研究创新性地结合气候分区与机器学习技术,首次系统量化了不同气候
来源:Agricultural and Forest Meteorology
时间:2025-05-16
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亚热带湿润松林冠层与林下树种根系吸水及内在水分利用效率的时间格局
在全球气候变化背景下,森林生态系统的水分利用和碳循环机制一直是生态学研究的核心议题。对于湿润森林而言,尽管其降水充沛,但不同层次树种如何协调根系吸水策略与水分利用效率,以及种间竞争对资源分配的影响尚不明确。目前,多数研究聚焦于干旱半干旱地区的植物水分利用,而湿润森林中冠层与林下树种的根系吸水动态及其与水分利用效率的关联机制仍缺乏系统性认知。尤其是在亚热带湿润松林这类具有重要碳汇功能的生态系统中,优势冠层树种与邻近林下树种在不同季节如何调整吸水深度,以及这种调整是否影响叶片的内在水分利用效率(WUEi,即叶片碳同化量与蒸腾失水量的比值),这些问题制约着人们对森林生态系统水分 - 碳耦合循环的预测
来源:Agricultural and Forest Meteorology
时间:2025-05-16