铁（Iron）是地球上最丰富的元素之一，广泛存在于地壳、水体以及生物体中。铁在自然界的循环过程中，尤其是在水体中的氧化还原反应，对生态系统中的营养循环、污染物降解等具有重要影响。然而，在农业流域的间歇性溪流中，铁循环的机制及其与微生物活动的相互作用尚未得到充分研究。特别是在溪流停滞的水池中，铁矿化现象（如铁锈絮状物、铁膜等）的出现，可能与地下水输入、微生物活动以及水文条件密切相关。理解这些过程不仅有助于揭示铁在农业溪流中的生态作用，还能为水体污染治理和营养循环提供科学依据。 因此，Zackry Stevenson等研究者以美国爱荷华州立大学校园内的Clear Creek溪流为研究对象，开展了一项结合水文、地球化学和微生物学的综合研究，旨在揭示间歇性溪流中铁矿化的控制机制。 论文来源 本论文由...

硒（Selenium）是一种重要的微量元素，广泛存在于自然界中，参与多种生物代谢过程。然而，硒的浓度过高时，会对人类、动物和环境造成严重的毒性影响。工业活动，尤其是燃煤发电厂的煤炭燃烧，是地下水硒污染的主要来源之一。燃煤过程中产生的飞灰（fly ash）在处置过程中，硒会通过渗滤进入地下水，导致水体污染。硒的毒性形式主要是其氧化态，如硒酸盐（selenate, Se(VI)）和亚硒酸盐（selenite, Se(IV)），这些化合物在水中溶解度较高，容易被生物吸收，进而对生态系统和人类健康构成威胁。 为了应对这一问题，研究人员探索了多种修复技术，其中微生物修复（microbial remediation）因其成本效益高、环境友好等优势，成为近年来研究的热点。微生物修复利用天然微生物群落的代谢...

水力压裂（hydraulic fracturing）是一种从非常规储层中提取天然气的技术，但其过程中会产生大量的返排水和产出水。这些水中含有复杂的有机和无机成分，尤其是与这些流体相关的固体物质，通常富含铁（Fe）、有毒有机物、重金属和天然放射性物质（NORM）。尽管这些固体物质对环境和人类健康构成潜在威胁，但关于其成分及其与微生物群落的相互作用的研究仍然有限。此外，这些固体物质的长期环境归宿也缺乏深入理解。 本研究旨在分析来自英国Bowland页岩（Bowland Shale）水力压裂井的返排水中的固体物质，并探讨这些富含Fe(III)的固体在厌氧条件下被微生物还原的潜力。通过使用电子穿梭体（electron shuttle）——蒽醌-2,6-二磺酸盐（anthraquinone-2,6-d...

学术背景 氯代溶剂（如四氯乙烯和三氯乙烯）的广泛使用和不当排放导致了全球范围内土壤和地下水的严重污染。这些污染物不仅威胁地下水安全，还可能通过食物链影响人类健康。传统的微生物还原脱氯技术虽然能够降解这些污染物，但降解速率较低，且常常停留在毒性更高的中间产物阶段。为了提高降解效率，纳米零价铁（nZVI）材料被引入污染修复中，因其能够通过化学反应快速降解氯代溶剂。然而，nZVI的高反应性也可能对微生物群落产生毒性，尤其是在与微生物修复技术结合使用时，这一问题尤为突出。 近年来，硫化纳米零价铁（S-nZVI）作为一种新型材料，因其对氯代溶剂的选择性和反应性增强而备受关注。然而，关于S-nZVI对微生物群落的潜在毒性研究仍然有限。本研究旨在评估S-nZVI在好氧和厌氧条件下对微生物的毒性，特别是对氯...

新型可降解空气过滤材料：PLA熔喷非织造布与呼吸图案技术的结合 学术背景 随着空气污染问题的日益严重，尤其是细颗粒物（PM2.5）对人体健康的威胁，高效空气过滤材料的需求不断增加。传统的空气过滤材料大多依赖于石油基材料，如聚丙烯（PP），这些材料不仅不可降解，还会对环境造成长期污染。因此，开发可降解、高效且耐用的空气过滤材料成为了研究的热点。 聚乳酸（Polylactic Acid, PLA）作为一种生物基材料，具有良好的可降解性和加工性能，被认为是替代石油基材料的理想选择。然而，传统的PLA熔喷非织造布（Melt-Blown Nonwovens, MN）在过滤性能上存在不足，尤其是其过滤效率主要依赖于静电效应，而静电效应在长期储存和使用过程中会逐渐衰减，导致过滤性能下降。为此，研究人员希望...

学术背景 全球范围内的水资源和能源短缺问题在干旱和偏远地区尤为严重，尤其是在气候变化加剧的背景下，这一问题变得更加紧迫。传统的水资源和能源获取方式，如海水淡化或大规模电力输送，不仅成本高昂，技术复杂，且难以在资源匮乏的地区实施。因此，开发一种可持续的技术，能够从大气中直接获取水分并将其转化为清洁水和能源，成为了当前研究的重点。大气水分收集（Atmospheric Water Harvesting, AWH）技术通过利用自然界的露水和雾气，提供了一种分散式的解决方案，能够在干旱和偏远地区提供清洁水资源，同时减少对传统集中式系统的依赖。然而，如何将AWH技术与能源生成相结合，特别是通过电催化水分解产生氢气和氧气，仍然是一个具有挑战性的课题。 论文来源 该研究由Yi Lu、Zongze Li、Gu...

学术背景 随着全球温室气体排放的持续增加，环境温度不断上升，人类面临着极端气候带来的健康和生产力的潜在威胁。尤其是在夏季，空调和电扇等制冷设备的广泛使用导致能源消耗急剧增加，进一步加剧了温室气体的排放。据统计，夏季制冷设备目前占全球二氧化碳排放的40%，预计到205年将上升至50%。此外，寒冷环境也对人类生命构成威胁，例如在2021年甘肃白银马拉松事件中，极端天气导致多人死亡。因此，开发一种可持续、零能耗、零排放的智能纺织品，能够在无需外部能源输入的情况下调节人体热湿平衡，成为了当前研究的重点。 智能热湿管理纺织品能够有效调节环境与皮肤之间的热湿舒适度，大幅减少能源消耗，符合可持续发展的目标。然而，现有的热湿管理纺织品在智能响应性和实时调节能力上仍有不足，特别是基于形状记忆聚合物（SMP）的...

学术背景 柑橘类水果因其丰富的营养价值和独特的风味，长期以来深受消费者喜爱。然而，柑橘在采后储存过程中极易受到病害侵袭，尤其是由青霉菌（*Penicillium digitatum*）引起的绿霉病，这种病害会导致果实腐烂并显著缩短其储存寿命。传统上，化学杀菌剂被广泛用于控制绿霉病，但由于化学残留对健康和环境的潜在威胁，非化学替代方法逐渐成为研究热点。 近年来，物理处理技术因其无残留、环保的特点备受关注，其中紫外线C（UVC，波长200-280 nm）辐射被认为是一种有潜力的解决方案。UVC能够通过破坏病原体DNA来抑制病害发展，同时还能增强果实抗性并延缓成熟。然而，尽管已有研究表明UVC可有效减少柑橘绿霉病的发生，但其在商业化应用中仍面临诸多挑战，例如光照均匀性和剂量控制等问题。为了解决这些...

燃煤发电空气污染对印度农作物生产力的影响研究 学术背景 印度是全球最大的农业生产国之一，同时也是空气污染最严重的国家之一。燃煤发电是印度电力供应的主要来源，但其产生的空气污染物，尤其是氮氧化物（NO₂），对农作物生产力产生了显著影响。尽管空气污染对人类健康的影响已被广泛研究，但其对农作物生产力的定量影响仍未得到充分评估。这篇论文旨在量化燃煤发电产生的NO₂排放对印度水稻和小麦生产力的影响，探讨这种污染如何影响粮食安全和经济发展。 印度的粮食安全与电力供应紧密相关。随着人口的增加和经济的发展，印度需要在增加粮食产量和扩大电力供应之间找到平衡。然而，燃煤发电产生的空气污染可能对农作物产量造成负面影响，从而削弱印度的粮食生产能力。因此，这项研究不仅对印度本土具有重要意义，也对全球粮食安全具有深远影...

学术背景 随着有机化合物对环境污染的威胁日益加剧，研究不同水生生物对有机化合物的毒性反应变得至关重要。这些研究不仅有助于评估污染物对整个水生生态系统的潜在生态影响，还为环境保护提供了重要的科学依据。传统的实验方法虽然能够提供一定的数据，但其成本高昂、耗时较长，且难以应对大规模化学物质的毒性评估。随着深度学习技术的快速发展，其在预测水生毒性方面表现出更高的准确性、更快的数据处理速度以及更好的泛化能力。然而，现有方法在处理高维特征数据时仍存在局限性，尤其是在捕捉分子复杂结构和相互作用方面。因此，如何开发一种能够同时预测多种水生生物毒性的多任务深度学习模型，成为了当前研究的重要课题。 论文来源 本文由Xin Yang、Jianqiang Sun、Bingyu Jin等研究者共同完成，他们分别来自U...