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  • 大气中的生物成因冰核颗粒与西格陵兰北极海洋环境中的微生物群落之间存在关联

    生物起源的冰核粒子(INPs)可以通过增强降水作用和降低反照率显著影响混合相云。随着北极海冰的减少,开阔海域的面积增加,可能导致海洋生物气溶胶和INPs的气溶胶化速率上升。我们研究了从戴维斯海峡到巴芬湾沿线海域空气中、海水中(SBW)以及海表面微层(SML)中的INP浓度和微生物群落。无论陆地淡水输入的程度如何,海水中的INP浓度都随纬度的增加而增加。我们还发现了INP水平与特定微生物类群(包括Formosa、Lewinella、Micromonas和Dino-Group-I-Clade-5)丰度之间的相关性,这表明这些类群可能具有冰核活性。空气样本中的微生物组与海水中的微生物组存在显著差异,

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 机器学习、泛化与迁移学习在预测海滩上粪便指示菌浓度超过阈值的应用

    本研究探讨了通过机器学习(ML)模型预测海滩水体中粪便指示菌(FIB)水平的应用,特别是在利用频繁监测海滩的数据开发模型后,将其应用于监测频率较低的其他海滩的“迁移学习”(TL)方法。随着对公众健康保护需求的增加,频繁进行水样采集和FIB分析变得愈加重要,然而,这一过程通常耗时且成本高昂,使得许多海滩无法进行定期监测,从而增加了公众健康风险。通过迁移学习,可以在不同地理位置之间实现模型的迁移,提高模型的泛化能力,为那些缺乏数据的海滩提供及时的水质信息。研究发现,迁移学习在预测FIB阈值超限方面表现良好,其特异性在0.70至0.81之间,敏感性则根据海滩和迁移学习方法的不同,范围在0.28至0.

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 国际贸易中嵌入式塑料流动及碳足迹转移所导致的不公平现象

    在关于塑料条约的持续讨论中,全球塑料消费以及供应链的透明度仍然是关键议题。在此,我们建立了一个全球嵌入式塑料流动模型,以研究跨行业和跨地区的嵌入式塑料出口流动,并量化相关的碳排放转移情况。研究发现,2022年中国出口了6002万吨(Mt)的嵌入式塑料,其中制造业(占43.1%)和纺织业(占38.4%)是主要出口领域。美国是最大的进口国,分别占这两个行业出口量的24.4%和17.0%。通过国际贸易,嵌入式塑料对全球碳排放产生了显著影响——2022年中国因出口含有塑料的产品而产生了1.9878亿吨的碳排放。嵌入式塑料的消费还与国内生产总值、国民总收入和家庭消费等社会经济因素密切相关,这凸显了在应对

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 通过细胞色素P450以及计算与实验相结合的方法,在苯酚-芳胺混合物中发现了代谢耦合现象

    在关于塑料条约的持续讨论中,全球塑料消费以及通过供应链实现透明化仍然是关键议题。在此,我们建立了一个全球嵌入式塑料流动模型,以研究跨行业和跨地区的嵌入式塑料出口流动,并量化相关的碳排放转移情况。研究发现,2022年中国出口了6002万吨(Mt)的嵌入式塑料,其中制造业(43.1%)和纺织业(38.4%)是主要出口领域。美国是最大的进口国,分别占这两个行业出口总量的24.4%和17.0%。嵌入式塑料通过国际贸易对全球碳排放产生了显著影响——2022年中国因出口含有塑料的产品而产生了1.9878亿吨的碳排放。嵌入式塑料的消费还与宏观经济因素(如国内生产总值、国民总收入和家庭消费)密切相关,这凸显了

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 卤素自由基与溶解有机物质反应性的温度依赖性

    溶解有机物(DOM)与卤素自由基的反应决定了这些自由基在水环境中的消减途径和浓度,然而季节性和区域性温度变化对其影响仍不明确。本研究测定了四种卤素自由基(Cl•、Br•、Cl2•– 和 Br2•–)与六种DOM化合物在9至39°C温度范围内的二级反应速率常数(k)。在25°C时,这些反应的速率常数(单位为MC–1 s–1)分别为:Br2•–约为105–106,Cl2•–约为106–107,而Cl•/Br•约为108。它们的温度依赖性遵循阿伦尼乌斯方程,计算得到的表观活化能(Ea)范围为5.8–34.1 kJ mol–1。Cl• 和 Br• 与DOM的反应几乎无能垒,平均活化能分别为9.7 kJ

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 微塑料通过协同作用加剧了淡水沉积物中的温室气体排放

    微塑料污染在淡水生态系统中普遍存在,然而日益复杂的微塑料混合物所带来的生态后果仍知之甚少,尤其是在气候变暖的背景下。在这项研究中,我们建立了1264个含有1至12种微塑料的水生微宇宙模型,并将其置于15°C和20°C的温度下,以评估这些微塑料对温室气体(GHG)排放的影响。研究发现,微塑料的化学多样性(通过种类数量和化学组成来衡量)显著增加了温室气体排放量,尤其是在气候变暖的情况下,这一增幅可达到4.69倍。这种趋势在450天的有机碳降解过程中始终存在。与单一类型的微塑料相比,在大约64%的情况下,多种微塑料混合物会释放更多的温室气体,且当化学多样性更高时,这种效应会更加明显。这些效应是由协同

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 铁和锰催化的马氏反应化学:分子特性、演化路径及其对土壤有机碳形成的影响

    矿物催化的梅拉德反应被认为是土壤中有机碳形成的合理非生物途径。然而,这些梅拉德产物的分子特性及其与实际土壤有机质(SOM)的关联仍不甚清楚。在此研究中,我们使用葡萄糖和甘氨酸作为模型土壤前体,在与环境相关的条件下,通过铁水矿(Fh)和针铁矿(δ-MnO2)的催化作用进行了非生物培养实验。傅里叶变换离子共振质谱(FT-ICR-MS)分析表明,这两种矿物显著加速了聚合过程,生成的主要产物属于难降解的木质素类化合物,包括C15H18O5N2、C16H23O6N3、C18H26O5N2、C19H28O6N2和C23H33O4N3。分子反应网络分析显示,葡萄糖的加入反应(+C6H10O5)、甘氨酸的加入

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 双酚A通过过度线粒体自噬驱动的铁死亡机制干扰精子发生过程

    双酚A(BPA)是一种全球普遍存在的工业化合物,它会通过影响精子的正常发育并导致精原细胞丢失,从而危害男性的生殖健康。然而,BPA引发精子生成障碍的潜在机制至今仍不明确。在本研究中,我们通过给青少年雄性小鼠每天服用20、200或2000微克的BPA,持续4周,以及用10微摩尔的BPA处理GC-1细胞12小时,来探讨BPA对这些生物体的影响,从而建立损伤模型。研究结果表明,BPA通过铁死亡(ferroptosis)机制引发精子生成障碍,这一过程与线粒体自噬(mitophagy)的过度激活有关。RNA测序分析显示,BCAT1基因的上调在这一过程中起着关键作用:下调BCAT1基因可以缓解BPA引起的

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 基于机器学习的单原子催化剂介导的高级氧化过程全球优化

    在关于塑料条约的持续讨论中,全球塑料消费以及供应链的透明度仍然是关键议题。为此,我们建立了一个全球嵌入式塑料流动模型,以研究跨行业和跨地区的嵌入式塑料出口流动,并量化相关的碳排放转移情况。研究发现,2022年中国出口了6002万吨(Mt)的嵌入式塑料,其中制造业(43.1%)和纺织业(38.4%)是主要出口行业。美国是最大的进口国,分别占这两个行业出口总量的24.4%和17.0%。通过国际贸易,嵌入式塑料对全球碳排放产生了显著影响——2022年中国因出口含有塑料的产品而产生了1.9878亿吨的碳排放。此外,嵌入式塑料的消费还与社会经济因素密切相关,如国内生产总值、国民总收入和家庭消费水平,这凸

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 掺硼碳材料调控高活性近游离态Fe(III),实现以过氧化氢为绿色电子供体的快速且持久的芬顿氧化反应

    在关于塑料条约的持续讨论中,全球塑料消费以及通过供应链提高透明度仍然是关键议题。为此,我们建立了一个全球嵌入式塑料流动模型,以研究跨行业和跨地区的嵌入式塑料出口流动,并量化相关的碳排放转移情况。研究发现,2022年中国出口了6002万吨(Mt)嵌入式塑料,其中制造业(43.1%)和纺织业(38.4%)是主要出口领域。美国是最大的进口国,分别占这两个行业出口总量的24.4%和17.0%。嵌入式塑料通过国际贸易对全球碳排放产生了显著影响——2022年中国因出口含塑料产品而产生了1.9878亿吨的碳排放。此外,嵌入式塑料的消费与国内生产总值(GDP)、国民总收入以及家庭消费等社会经济因素密切相关,这

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 在污染物压力下,为海洋微生物群制定特定地点的水质指导标准

    海洋生态系统韧性与微生物群落健康密切相关,然而在生态保护管理中,原核生物往往被忽视,主要原因是难以定量定义微生物对污染压力的敏感阈值。本研究引入了一种新颖的方法,结合16S rRNA基因扩增子测序与生态毒理学浓度-响应建模,评估了海洋微生物对污染压力的响应情况,涵盖群落和分类群两个层面。通过使用碘化丙啶单甲基(PMA)区分完整细胞与膜受损细胞,并结合流式细胞术对相对丰度进行归一化处理,可以从中得出个体分类群的无显著效应浓度(NSEC)。这些阈值可以用于构建原核生物的敏感度分布,从而推导出微生物群落的危险浓度(mHCx),用于估计影响微生物群落中x%分类群的污染物浓度。该指标与现有的真核生物数据

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 尿素与草甘膦的共同暴露会增加蚯蚓对草甘膦的毒性:来自具有不同敏感性的物种的证据

    全氟和多氟烷基物质(PFASs),尤其是三氟乙酸(TFA),由于其极强的持久性,已成为全球性的环境污染物。传统的处理方法效果有限,这凸显了开发先进催化剂设计策略的必要性。在这项研究中,我们构建了一个理论框架,将密度泛函理论(DFT)和机器学习(ML)相结合,以加速PFAS降解催化剂的发现。通过系统评估12种过渡金属表面上18种关键降解中间体的形成能,我们发现了一致的热力学趋势,并揭示了控制脱氟和碳链断裂的线性关系。这些关联有助于简化复杂的降解过程,从而可以利用代表性中间体重建降解路径。此外,我们还引入了一种基于知识驱动的特征的机器学习模型,该模型能够捕捉金属-吸附物之间的电子相互作用、官能团效

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 机器学习在PFAS中间体在过渡金属上吸附行为的研究:环境催化剂设计中的尺度关系

    全氟和多氟烷基物质(PFASs),尤其是三氟乙酸(TFA),由于其极强的持久性,已成为全球性的环境污染物。传统的处理方法效果有限,这凸显了开发先进催化剂设计策略的必要性。在这项研究中,我们构建了一个理论框架,将密度泛函理论(DFT)和机器学习(ML)相结合,以加速PFAS降解催化剂的发现。通过系统地评估12种过渡金属表面上18种关键降解中间体的形成能,我们发现了一致的热力学趋势,并揭示了控制脱氟和碳链断裂的线性比例关系。这些关联关系有助于简化复杂的降解过程,使得可以利用代表性中间体来重建降解路径。此外,我们还开发了一个基于知识驱动特征的机器学习模型,该模型能够捕捉金属-吸附物之间的电子相互作用

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 产前邻苯二甲酸酯暴露、幼儿期瘦素水平以及DNA甲基化的中介作用

    目前,关于产前邻苯二甲酸盐暴露与瘦素之间的关联以及DNA甲基化在其中的中介作用的研究尚不充分。中国开展了一项从出生到幼儿期的队列研究。在随访期间,对160对母婴进行了多项检测,包括母亲在妊娠三个阶段的尿液中邻苯二甲酸盐浓度、脐带血中的DNA甲基化程度以及儿童血浆中的瘦素水平。研究发现,母亲尿液中特定邻苯二甲酸盐代谢物的水平与儿童早期的瘦素水平呈负相关:其中MiBP(调整后的百分比变化[95%置信区间]:妊娠第三期为-6.62 [-11.73至-1.22])、MnBP(妊娠第二期为-7.81 [-14.26至-0.87])、ΣDBP(妊娠第二期为-9.62 [-16.77至-1.84])和ΣLM

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 从全球排放到局部影响:生命周期评估中海洋酸化的空间显式建模

    海洋变酸对海洋生态系统构成了重大威胁。尽管生命周期评估(LCA)框架提供了评估和应对多种人为影响的方法,但与陆地模型相比,海洋影响模型仍处于发展初期。本研究首次提出了一个空间显式特征化模型,用于量化海洋变酸的影响,该模型包括了中点和终点特征化因子(CFs)。中点CFs通过使用海洋生态区和联合国粮农组织(FAO)渔业区域进行空间划分,利用了空间特征化和对酸化敏感度的因子。终点CFs则通过物种敏感度分布(SSD)进行计算,该分布涵盖了不同钙化水平、气候带和营养级的物种。研究结果表明,海洋变酸的影响在地理上存在显著差异,极地地区表现出更高的脆弱性。我们的研究强调了空间显式建模的重要性,以考虑海洋变酸

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 通过易于合成的钴簇实现超快过氧化单硫酸盐活化,用于选择性生成四价钴(CoIV)

    在类似芬顿(Fenton)的反应中,过渡金属的自旋态提升增强了吸附过氧化物的氧化还原过程,从而改善了其氧化性能。本研究报道了一种易于制备的碳载体负载的高自旋钴簇(Co–NCs/C),该钴簇通过选择性生成高价钴氧物种(Co(IV)O)来提升过一硫酸盐(PMS)诱导的催化氧化反应的动力学性能。该催化剂能够以2001.7的修正动力学速率常数(k值)快速降解磺胺甲噁唑(SMX),这一性能超越了所有先前报道的基于钴的催化剂。此外,结合实验表征和密度泛函理论计算结果表明,这些锚定在碳载体上的钴簇具有稳定的尺寸分布。在0–6纳米的广泛尺寸范围内,这些钴簇始终保持高自旋状态,并在SMX降解过程中展现出优异的催

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 化学标记的暴露组分析(CLEAN):一种用于非靶向鉴定尿液代谢物的策略

    由于缺乏生物转化产物的参考标准以及代谢物结构多样性较大,尿液暴露组学分析面临诸多分析挑战。本研究开发了一种化学标记暴露组学分析(CLEAN)策略,用于非靶向识别尿液中的代谢物。该策略利用丹磺酰氯(DnsCl)和N-甲基苯乙胺(MPEA)对含有酚羟基、伯胺基和羧基的外源性和内源性分子进行标记,并构建了一种基于诊断性碎片离子筛选、机器学习辅助的保留时间预测及结构注释的集成筛选工作流程。我们在一项包含80例患有小体型脆弱新生儿(SVN)的孕妇和160名匹配对照组的嵌套病例对照研究中,应用CLEAN策略筛查了与这些新生儿相关的关键环境化学物质。在鉴定出的97种外源性物质中,有29种在超过70%的样本中

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 儿童血液中铅含量升高与铅服务管道之间存在显著关联:对美国中西部两个城市的普查区级分析

    长期以来,人们一直认为铅服务管线(Lead Service Lines, LSLs)对儿童血液中铅含量(Blood Lead Levels, BLLs)有影响,但由于相关数据有限,这一影响难以量化。本研究探讨了由大急流城供水系统(Grand Rapids Water System, GRWS)和大辛辛那提水务公司(Greater Cincinnati Water Works, GCWW)供应水源的儿童中,铅服务管线的普及率与高铅含量(E BLLs;≥5 μg/dL)之间的关联。这些关于铅服务管线的记录被汇总到人口普查区域级别,并与高铅含量数据进行了关联分析。结果显示,在GCWW(r = 0.7

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 水环境中的RNA揭示了鱼类对有毒物质的剂量依赖性反应

    水生生态系统的健康受到多种化学物质的威胁,这构成了一个严重的全球性挑战。本研究旨在建立一种基于水环境RNA(eRNA)的非侵入性监测方法。该方法通过捕捉环境中水生生物的转录组代谢活动来评估水生生态状况,并提前预警化学压力风险。斑马鱼在水族箱中暴露于不同浓度和作用方式的化学物质(如克百威、氯吡硫磷及其混合物)下。研究结果显示,斑马鱼来源的转录本占总水环境eRNA转录本的1.77%至4.81%,其中3370个基因被成功鉴定,其中13.94%至28.53%的基因可以定位到特定组织(主要是鳞片和睾丸),这些组织在代谢和细胞过程中具有较高的功能活性。此外,在基因和通路水平上,水环境eRNA对克百威的响应

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22

  • 细胞外囊泡在促进微生物驱动的锰还原过程中的多重作用

    微生物驱动的锰(Mn)还原过程影响着锰的地球化学循环以及各种有机和无机物质的环境命运。已知细胞外囊泡(EVs)会影响微生物的代谢活动,但它们在锰还原过程中的具体作用仍不明确。通过宏基因组分析,我们探讨了环境中的EVs可能在这一过程中的作用,并使用代表性功能菌株验证了其功能。在土壤和废水中,分别有8.05%和12.89%的EVs来源于电活性微生物。添加EVs后,Shewanella oneidensis MR-1菌的birnessite还原速率从2.31 μmol/(L·h)提高到了20.86 μmol/(L·h)。微生物生理实验和原位电化学分析表明,EVs增强了细胞代谢,促进了生物膜的形成,并

    来源:Environmental Science & Technology

    时间:2025-10-22


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