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活性污泥管理的新范式:一个可解释的框架,将机理动态与数据驱动的替代模型相结合
150 mL/g)无法适应不同污水处理厂微生物群落动态及环境条件变化,导致误报率高达37%(基于2021年全球18个典型污水厂的统计);另一方面,纯数据驱动的机器学习模型存在解释性差、计算资源消耗高等技术瓶颈。在方法论层面,研究构建了三级递进式智能管理体系。第一级采用机理建模与特征降维的复合策略,通过建立基于经典过程控制理论的动态平衡模型,实现了SVI理论平衡点(SVIeq)的实时计算。该模型创新性地将环境因子、微生物群落结构及胞外聚合物(EPS)特征通过主成分分析(PCA)进行降维处理,提取出具有物理意义的核心变量。研究验证了SVIeq的动态适应性,其在模拟历史运行数据时,能够准确捕捉SVI
来源:Environmental Research
时间:2025-11-28
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所有的纳米塑料都具有相同的神经毒性吗?尺寸和表面功能化对聚苯乙烯纳米塑料在人类神经细胞中的毒性的影响
纳米塑料神经毒性机制研究揭示表面化学主导效应(研究背景与意义)随着微塑料污染的加剧,纳米塑料(NPs)因其独特理化性质引发的生物毒性已成为环境健康领域的重要议题。多聚苯乙烯(PS)作为常见塑料聚合物,其纳米颗粒因表面电荷、官能团修饰及蛋白冠形成等特性,可能通过多种途径影响神经细胞功能。本研究通过系统评估不同表面修饰PS-NPs的稳定性、细胞摄取及亚细胞器损伤机制,首次构建了纳米塑料神经毒性的多维度作用模型。(实验设计与材料)研究团队采用商业合成的四种PS-NPs:未修饰的50nm和100nm颗粒,以及100nm羧基(C-NPs)和氨基(A-NPs)修饰颗粒。通过动态光散射(DLS)和电镜表征发
来源:Environmental Pollution
时间:2025-11-28
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产前接触邻苯二甲酸酯与学龄前儿童血压之间的关系:DNA甲基化在高血压相关基因中的中介作用
孕早期邻苯二甲酸酯暴露通过DNA甲基化调控影响学龄前儿童血压的机制研究研究背景与意义邻苯二甲酸酯类化合物(PAEs)作为环境内分泌干扰物,其广泛存在于塑料制品、个人护理品等日常用品中。已有研究表明,孕期PAEs暴露与子代心血管疾病风险存在关联,但具体作用机制尚未明确。传统理论认为,环境污染物通过干扰激素信号传导影响发育,但近年研究证实表观遗传调控可能作为关键桥梁连接环境暴露与发育性心血管疾病。研究团队基于前期建立的母婴队列(2012-2019年武汉地区出生队列),系统考察了孕晚期尿液中8种邻苯二甲酸酯代谢物(mPAEs)与3-7岁儿童血压水平的关系,创新性地引入加权甲基化风险评分(wMRS)作
来源:Environmental Pollution
时间:2025-11-28
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尿液和组织中的黑碳及其对移植受者肾功能的影响
Leen Rasking|Kenneth Vanbrabant|Liesa Engelen|Michelle Plusquin|Katrien De Vusser|Tim S. Nawrot比利时哈瑟尔特大学环境科学中心,迪彭贝克摘要空气污染,尤其是黑碳(BC)纳米颗粒的暴露,已被证实与不良的肾脏健康结果有关。肾移植受者可能特别容易受到影响,因此研究环境因素对这一亚群体肾脏功能的影响至关重要。基于最近的证据表明黑碳纳米颗粒可以进入尿液和肾脏组织,本研究探讨了移植后一年内内部和外部空气污染与肾移植受者肾脏功能之间的联系。我们在2019年10月至2023年12月期间纳入了183名接受肾移植的受者,
来源:Environmental Pollution
时间:2025-11-28
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中国大气中NO₂和NH₃的空间驱动因素:区分源控和过程控的影响
大气氮氧化物污染驱动机制的区域差异研究(2015-2023)一、研究背景与核心问题近年来,全球氮循环失衡导致大气污染物浓度持续上升,其中二氧化氮(NO₂)和氨气(NH₃)作为典型氮氧化物,其控制策略存在显著差异。本研究聚焦中国区域特征,通过整合卫星观测与地面监测数据,系统解析NO₂和NH₃的时空演变规律及驱动机制。核心科学问题包括:两种污染物的空间分布差异及其形成机理;气象因素与人为排放在不同污染物中的贡献权重;生态过程对氨气浓度的影响路径。二、研究方法与技术路线研究团队构建了多源数据融合的分析框架。首先整合Sentinel-5P卫星的NO₂垂直柱浓度数据与全国地面监测网络(0.1°×0.1°
来源:Environmental Pollution
时间:2025-11-28
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基于地理信息智能(GeoAI)的工业污染土壤中多环芳烃(PAHs)三维空间分布建模
工业遗址土壤污染的三维空间建模方法研究土壤污染作为全球性环境问题,其精准建模与风险评估直接影响污染治理效率和生态修复效果。近年来,随着工业遗址数量激增和污染物复杂性提升,传统空间分析方法在应对三维异质性数据时逐渐暴露局限性。本研究针对典型工业遗址中多环芳烃(PAHs)污染特征,提出融合深度学习与地统计学原理的三维空间建模方法,为复杂污染场地治理提供技术支撑。在污染特征分析方面,研究聚焦于苯并[a]芘(BaP)和苯并[b]萤光烃(BbF)等强致癌性PAHs。数据显示,这些污染物在垂直方向呈现明显分层特征,表层土壤因人工填埋含有较高有机质,而深层土壤则因沉积作用形成特殊结构。空间分布上,制造车间、
来源:Environmental Pollution
时间:2025-11-28
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中国资源加工行业二氧化碳排放的主要驱动因素:基于收入核算视角的证据
中国资源加工行业收入侧碳排放驱动因素分解与政策路径研究一、研究背景与问题提出在全球气候治理加速推进的背景下,中国资源加工行业作为碳排放重点领域,其减排路径存在显著的结构性矛盾。根据国家"双碳"战略部署,该行业需在2030年前实现碳达峰目标,但现有研究多聚焦生产端因素,缺乏从供应链视角系统解析碳排放驱动机制。本研究通过构建Ghosh投入产出模型与LMDI分解法的协同分析框架,首次将经济规模扩张、中间品进口结构、能源效率提升等多维度因素纳入碳排放动因体系,为突破传统减排路径的局限性提供理论支撑。二、方法论创新与模型构建研究突破传统单维度分析范式,创新性地将供应链视角的投入产出核算与分解方法相结合。
来源:Environmental Impact Assessment Review
时间:2025-11-28
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缺乏社会和物质条件是采用替代养猪系统的关键障碍
爱尔兰及北爱尔兰地区替代性猪肉生产体系推广的障碍与促进因素研究一、研究背景与核心问题随着全球人口增长和消费需求升级,动物福利与可持续农业成为重要议题。尽管欧盟及爱尔兰政府鼓励推广替代性养殖系统(如放养、有机养殖),但实际推广效果并不理想。研究团队通过社会科学框架,重点探讨两大核心问题:其一,传统封闭式养殖系统与替代系统(放养、有机等)在技术采纳过程中的共性障碍与特性差异;其二,如何通过政策干预与产业协同促进替代性系统的可持续发展。二、研究方法与理论框架本研究采用混合方法设计,结合焦点小组访谈与深度个案访谈。理论框架整合了行为改变轮(BCW)与理论领域框架(TDF),构建了包含"能力-机会-动机
来源:Environmental Development
时间:2025-11-28
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迈向空间物种混合多样性指数的一般化研究
### 中文解读#### 1. 研究背景与核心问题 物种多样性是生态系统功能的核心要素,但全球气候变化和人类活动正威胁其稳定性。传统物种多样性度量(如丰富度指数)难以捕捉物种在空间上的混合模式。作者提出了一种新的**空间物种混合指数**,旨在更精准地量化个体植物在局部环境中的空间交互特征,并减少对全局物种丰富度的依赖。#### 2. 现有方法的局限性 传统方法(如公式1和2)存在以下问题: - **忽略重复邻居物种的影响**:例如,若某邻居物种多次出现在参考植物周围,传统方法仍赋予其相同权重,导致生态意义偏差。 - **依赖全局物种丰富度**:当局部物种丰富度(S局域)小于邻居数量(k
来源:Ecological Indicators
时间:2025-11-28
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莫索竹(Phyllostachys edulis)的快速生长通过改变土壤中的氮和磷含量以及微生物网络的结构,引发了不同的菌根反应,并导致了竹林群落的重新组织
毛竹扩张对森林生态系统结构及土壤-微生物-植物互作网络的影响机制研究该研究系统揭示了毛竹(Phyllostachys edulis)扩张过程中引发森林群落重构的生态机制。通过整合土壤养分分析、菌丝共生率测定及微生物组测序技术,发现毛竹扩张通过改变土壤氮磷化学计量比,重构地下微生物网络结构,进而导致不同林层植物群落呈现选择性响应。研究构建了"土壤养分-微生物网络-植物共生"三位一体的理论框架,为竹林生态系统管理提供了科学依据。1. 土壤养分格局的显著重构毛竹扩张导致土壤氮形态发生根本性转变:铵态氮(NH4+)含量增加56.8%,硝态氮(NO3-)下降36.3%,形成高铵/低硝的土壤氮环境(NH4
来源:Ecological Indicators
时间:2025-11-28
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多模态遥感与气象方法在内陆水库中长期空间尺度非点源污染的估算
该研究以中国海南大田水库为对象,系统构建了融合遥感数据与气象因子的多模态水质模型,揭示了近30年水库水质参数的时空演变规律。研究团队通过整合Landsat卫星时序影像与气象观测数据,采用支持向量回归、随机森林、极端梯度提升树和人工神经网络四大机器学习算法,开发了具有时空特征捕捉能力的多模态水质评估体系。研究发现,多模态模型在参数覆盖率和预测精度上均显著优于传统单模态模型,特别是在总氮(TN)、氨氮(AN)、化学需氧量(COD)等非光学活性参数的模拟方面取得突破性进展。时空分析显示,水库中心区TN、TP等营养盐浓度较高,近岸区域AN、TSS等污染物浓度显著上升,这与流域农业面源污染输入和水库水文
来源:Ecological Indicators
时间:2025-11-28
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分类多样性和功能多样性揭示了在人工池塘、自然池塘以及红树林恢复项目下蟹类群落动态的显著差异
红树林生态恢复过程中人工干预与自然演替的长期影响研究一、研究背景与科学问题红树林作为重要滨海生态系统,其恢复成效直接影响海岸带生态安全。当前全球约35%的红树林面积因水产养殖等人类活动被破坏(Valiela et al., 2001)。在东南亚等地区,人工恢复手段(如种植特定树种)因成本高、存活率低等问题受到质疑(Richards & Friess, 2016)。本研究聚焦海南东寨港国家级自然保护区,通过27年连续观测,首次系统比较人工恢复与自然演替两种路径下红树林蟹类群落演替规律,揭示生态功能恢复的关键机制。二、研究方法创新研究采用空间替代时间法(Space-for-Time Substit
来源:Ecological Indicators
时间:2025-11-28
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加强Natura 2000生态系统的监测:生物多样性保护评估的框架
本研究聚焦于意大利拉蒂姆地区(Latium)的栖息地分布建模与监测,旨在为欧盟《自然栖息地指令》(Habitats Directive)第17条(Art.17 HD)的生态保护评估提供标准化方法。研究整合了地面调查数据、遥感技术和机器学习算法,构建了一个可扩展、可复制的栖息地分布模型(Habitat Distribution Model, HDM)及其阈值化版本(HDTM),并验证了其在实际应用中的可靠性。### 1. 研究背景与核心问题欧盟自1992年实施《自然栖息地指令》,要求成员国定期提交栖息地与物种保护状况报告。然而,长期存在数据标准化不足、监测方法碎片化等问题,导致评估结果可比性差、
来源:Ecological Indicators
时间:2025-11-28
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盐生植物通过改善土壤结构、降低盐分含量以及增强沿海盐碱地的有机碳(SOC)储存能力,从而修复土壤
盐渍化土地作为重要的碳汇资源和耕地储备,其生态修复与生产力提升已成为全球气候变化与粮食安全双重压力下的关键议题。近年来,先锋植物在盐渍土改良中的核心作用逐渐凸显,尤其是木本植物与草本植物的协同效应及其对土壤碳库的影响机制,成为学界关注的热点。本文聚焦于中国黄海沿岸典型盐渍化土壤,通过五年生植物群落与裸地的对比试验,系统揭示了两种先锋植物(柽柳Tamarix chinensis与盐地碱蓬Suaeda salsa)对土壤结构、盐分动态及有机碳储存的综合调控作用。在土壤物理结构方面,柽柳和盐地碱蓬均显著改善了盐渍化土壤的孔隙特征。试验数据显示,0-10厘米土层中柽柳林土壤总孔隙度提升至38.72%,
来源:Ecological Engineering
时间:2025-11-28
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美国公众气候变化信念的区域政治与极端天气事件影响研究
在全球气候治理面临严峻挑战的当下,公众对气候变化的认知与态度成为影响政策推进的关键因素。美国作为全球主要碳排放国,其国内对气候变化问题的政治极化现象日益凸显——民主党与共和党支持者在气候科学接受度、风险感知及政策支持等方面存在显著分歧。这种分化不仅体现在个体层面,更与区域政治环境密切关联。当地方政府由不同党派主导时,其能源政策、环境法规及公共舆论导向可能对居民气候认知产生潜移默化的影响。与此同时,极端天气事件的频繁发生是否能够打破政治偏见、促使公众形成科学认知,成为学者们关注的焦点。现有研究多集中于个体因素分析,对宏观环境与微观信念的跨层级交互机制探讨不足,特别是区域政治控制与自然体验如何共同
来源:Ecological Economics
时间:2025-11-28
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评估城市社区绿色基础设施的生态效益:一种结合IVIF-TOPSIS-EW方法和可解释机器学习框架的方法
随着城市化进程的加速,城市环境问题日益突出,包括热岛效应加剧、生物多样性下降和空气质量恶化等。社区绿色基础设施(CGI)作为城市居民最直接接触的生态空间载体,在调节微气候、维护生物多样性以及提升人居环境质量方面具有不可替代的作用。然而,现有研究多集中于城市或区域尺度的宏观分析,缺乏对社区层面绿色基础设施生态效能的系统评估工具。针对这一科学空白,研究团队通过构建混合评估框架,整合了区间值模糊集TOPSIS-熵权法与可解释机器学习模型,对北方六城市36个典型社区展开实证研究,揭示了CGI生态效能的驱动机制与优化路径。在方法论层面,研究创新性地将多准则决策分析(MCDM)与机器学习技术相结合。首先采
来源:Ecological Frontiers
时间:2025-11-28
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综述:来自印度西部索拉斯特拉地区阿莱奇山的混合火山岩——揭示岩浆混合在晚白垩世德干地盾火山省演化过程中的作用
德干暗色岩省火山岩成因机制研究:浅幔源岩浆混合模型的新证据摘要部分揭示了德干暗色岩省(DTVP)火山岩的成因存在重大争议。该省以65百万年前的双峰式火山岩组合著称,传统观点认为其源于深部地幔柱活动。本研究通过系统分析德干地区酸性火山岩的地球化学特征,结合同位素数据与岩浆演化模型,提出DTVP可能形成于浅层地幔过程,并首次论证了玄武岩与酸性熔体之间的静态化学扩散机制在该省火山演化的主导作用。研究采用多学科方法,包括全岩化学分析、同位素测年(U-Pb ID-TIMS技术)和岩石地球化学建模。通过整合GeoRock数据库的全球数据与印度萨乌米特拉·米特拉团队在萨乌拉什特拉省阿莱赫山区的17个新采样点
来源:Earth-Science Reviews
时间:2025-11-28
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综述:穿越古代海洋:亚洲陆地哺乳动物在始新世时期向欧洲、非洲-阿拉伯地区和南美洲的扩散路线
该研究系统重建了中至晚始新世(约41-34百万年前)欧亚非板块的古地理格局,重点解析了亚洲哺乳动物向欧洲、非洲-阿拉伯半岛及南美洲扩散的关键路径。研究采用整合地质数据与生物地理学原理的多情景建模方法,揭示了构造运动与气候变迁对生物扩散的复合调控机制。在古地理框架构建方面,研究团队通过整合板块动力学模型、高精度古海床地形数据及气候波动参数,建立了三维立体化的中始新世至晚始新世时空演化模型。特别针对欧亚板块间的Neotethys海盆(今地中海区域)和大西洋区域,采用"最小连接度"与"最大连接度"双情景模拟,定量评估了陆桥形成与海洋扩散的可能路径。这种双情景对比法有效解决了传统单模型重建中存在的解释
来源:Earth-Science Reviews
时间:2025-11-28
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综述:晚古生代四足动物在泛古陆东部:它们是什么时候、如何到达那里的?
弗拉基米尔·I·达维多夫 | S·斯宾塞·G·卢卡斯 | 叶夫根尼·V·卡拉塞夫 | 尤努斯·马马德扎诺夫 | 马克·D·施米茨美国爱达荷州博伊西市博伊西州立大学地球科学系,邮编83725摘要晚古生代四足动物的分布和扩散模式仍然知之甚少。石炭纪和二叠纪四足动物的多样化组合在泛古陆西部有详细的记录,而在泛古陆东部(乌拉尔海道以东),四足动物直到二叠纪中期才开始大量出现。目前尚不清楚这种差异是由于年代地层学的不精确还是泛古陆东部确实缺乏石炭纪至早二叠纪的四足动物。最近提出的四足动物演化隔离模型包含了一些有问题的数据集,现有的关于泛古陆东西部联系的古地理重建仍然存在争议,需要进一步的证据和资料支持。
来源:Earth-Science Reviews
时间:2025-11-28
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基于g-C₃N₄/Fe₃O₄/CuWO₄/CuO异质结的光催化草甘膦降解:合成、表征、机理研究及重复使用性
本研究开发了一种新型磁性可分离四元异质结纳米复合材料g-C3N4/Fe3O4/CuWO4/CuO,用于高效去除水体中的草甘膦(Glyphosate)污染。该材料通过多步合成策略构建,结合了石墨相氮化碳(g-C3N4)的高稳定性、Fe3O4的磁性分离特性、CuWO4和CuO的可见光响应优势,展现出协同增强的光催化性能。### 材料设计与合成研究采用分步合成法构建四元异质结体系。首先通过高温煅烧尿素衍生物制备纯g-C3N4纳米片,其层状结构赋予材料良好的光吸收特性。随后通过共沉淀法将Fe3O4负载于g-C3N4表面,形成二元复合物,Fe3O4的加入不仅增强磁性(Ms达14.11 emu/g),还通
来源:Desalination and Water Treatment
时间:2025-11-28