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稀土元素在含有氧空位的废弃永磁体中的加速溶解机制
本文聚焦于利用机械化学处理技术结合深共熔溶剂(DES)系统实现退役永磁材料中稀土元素(钕和铁)的高效分离与回收。研究团队通过多学科交叉方法,系统揭示了机械化学作用下永磁氧化物(Nd₂O₃和Fe₂O₃)的微观结构演变规律及其与DES体系的协同作用机制。研究首先构建了基于机械化学原理的预处理体系。通过高能球磨对含稀土的永磁废料进行预处理,发现机械能输入诱导了氧化物晶格的局部解体和重构过程。实验数据显示,经机械化学处理的Nd₂O₃和Fe₂O₃表面氧空位浓度分别达到原始状态的3.2倍和1.8倍,这种差异化的缺陷形成机制成为后续选择性溶解的关键。密度泛函理论计算表明,Nd₂O₃的晶格能级分布特征使其比F
来源:Journal of Environmental Management
时间:2025-12-20
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一种基于机器学习和优化算法的多目标优化框架,用于城市洪水缓解
本研究针对气候变化与城市化双重压力下城市内涝防治方案的优化难题,提出了一种融合机器学习与元启发式算法的创新决策框架。研究团队通过武汉大学的联合攻关,成功破解了传统优化方法中计算效率与模型精度难以兼顾的瓶颈问题,为城市防洪基础设施的规划提供了新的技术路径。一、研究背景与问题提出在全球气候变化加剧的背景下,极端降水事件频发与城市地表硬化程度提升形成叠加效应。根据世界气象组织数据,1970-2019年间气候相关灾害造成50%的全球重大灾难,其中洪涝占比达44%。中国长江流域作为典型的季风气候区,其城市内涝问题尤为突出。传统防洪设计依赖静态设计暴雨标准,通过曼宁公式等经验公式确定管网尺寸。然而这种经验
来源:Journal of Environmental Management
时间:2025-12-20
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基于AI-DFT方法指导的协同催化剂发现,用于光电催化CO₂还原
文向宇|耿晓|方静|刘如诗|刘丽芬工业生态与环境工程国家重点实验室(教育部),大连理工大学,中国大连116024摘要为了解决合理设计二氧化碳还原催化剂这一严峻挑战,我们建立了一种新的范式,将机器学习与实验实现和第一性原理验证相结合。我们构建了一个定制的Transformer模型,该模型能够捕捉实验数据库中的高阶非线性相互作用,并在催化剂性能预测方面实现了近乎完美的准确率(R² = 0.995)。这一基于AI和密度泛函理论(DFT)的框架解释并促进了Cu-Co/g-C₃N₄和Cu-Zn/g-C₃N₄的合成,这些催化剂表现出先进的光电催化活性。在电化学和模拟太阳光照射下,这些催化剂电极能够以19.
来源:Journal of Environmental Sciences
时间:2025-12-20
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综述:在碳约束下中国钢铁产业的转型:经济、减排与技术可行性之间的平衡
华彤|刘军|王宇|安浩文|宋歌|侯亚婷|唐小龙|易红红北京科技大学能源与环境工程学院环境工程系,北京 100083,中国摘要钢铁行业(ISI)是中国经济的支柱,但也是碳排放的主要来源。在碳达峰和碳中和的目标下,其低碳转型既紧迫又具有挑战性。本文回顾了中国钢铁行业的发展和排放情况,并总结了潜在的转型路径。短期内,减排依赖于基于废钢的电弧炉(EAF)和提高能源效率;中长期来看,氢冶金和碳捕获与封存(CCUS)至关重要。在需求方面,提高材料效率和废钢回收同样关键。研究强调了碳减排与污染减少之间的协同效应,展示了多重环境效益。未来的政策应侧重于技术创新、地区特定的路径以及碳交易和绿色金融等制度措施。总
来源:Journal of Environmental Sciences
时间:2025-12-20
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一项基于不同分子筛的废油催化热解特性的研究
本研究聚焦于利用分子筛催化剂提升废粘土油催化热解工艺,重点探究催化剂孔结构特征与酸性位点分布对产物生成路径及动力学行为的调控机制。研究团队以工业脱色精炼过程中产生的废粘土油为原料,通过系统对比ZSM-5、SAPO-11、SAPO-34等不同孔径和酸性的分子筛催化剂,结合热重分析(TGA)与热解气相色谱-质谱联用(Py/GC-MS)技术,揭示了分子筛孔隙尺寸与酸性位点配比对热解产物分布及反应动力学参数的协同影响规律。在催化剂筛选方面,实验体系包含ZSM-5(SiO₂/Al₂O₃=50、120、150、300及纯硅版本)、Hβ、HY、SAPO-11、SAPO-34和MCM-41等六类分子筛。研究结
来源:Journal of Environmental Management
时间:2025-12-20
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在受酸性矿井排水影响的复杂流域中,用于规划恢复策略的特征描述与建模方法
本研究以西班牙伊比利亚半岛西南部的奥德尔河 basin 为例,系统评估了酸性矿山排水(AMD)对流域水质的影响机制,并开发了适用于大型AMD流域的 basin 级 geochemical 混合模型。研究通过两年两次的水样采集(2022年1月平均流量期、2023年2月高流量期),结合PHREEQC软件的 equilibrium-based 混合模型,揭示了AMD污染负荷的空间分布特征及水文条件对水质的影响规律,为流域修复提供了科学依据。### 1. 研究背景与意义奥德尔河 basin 是全球AMD典型流域,其复杂的地质结构(伊比利亚 Pyrite Belt 矿区)和长达5000年的采矿历史导致严
来源:Journal of Environmental Management
时间:2025-12-20
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基于过渡金属的高熵合金在有机污染物催化转化过程中的协同效应
聂洪杰|苏晓萍|张霞荣|郑云华|苏琼|周永康|周丽娟|魏亚军|赵 Bowen西北民族大学化学工程学院,中国兰州730030摘要高熵合金(HEAs)因其优异的化学活性,在环境催化中用于有机污染物修复方面受到了广泛关注。然而,HEAs在实际催化过程中的合成难度大、效率不高以及成本高昂等问题仍然难以解决。本文采用基于过渡金属的FeCoNiCuAl HEA作为高效催化剂,在类芬顿体系下降解酸橙II(AO II)染料,在优化条件下50分钟内可实现高达98.6%的降解效率。此外,通过一系列实验建立了一级动力学模型来定量描述催化降解过程。最重要的是,HEAs中多种活性元素的协同作用促进了活性位点的原位形成和
来源:Journal of Environmental Sciences
时间:2025-12-20
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通过傅里叶变换离子耦合质谱(FT-ICR MS)和反应组学技术,机器学习揭示了河口地区DOM(溶解有机质)的动态变化以及在其中起关键作用的分子,从而有助于理解该地区的养分循环过程
该研究系统探究了潮汐循环对多伦河河口沉积物中溶解有机物(DOM)动态转化的影响机制。基于傅里叶变换离子回旋共振质谱(FT-ICR MS)、配对质量距离(PMD)组学及机器学习(ML)技术的整合应用,研究揭示了潮汐周期下DOM组分演变规律及其微生物调控机制。在DOM组分动态特征方面,研究发现潮汐周期通过物理-化学驱动与微生物代谢双重作用,显著改变沉积物中DOM的化学组成。表层沉积物在退潮期O/C比值较低(0.251),至高潮期深层沉积物O/C比值提升至0.395,表明潮汐事件促进DOM的褐化过程。硫氮化合物(CHON/CHONS)在沉积物中的比例呈现显著垂直分异,深层沉积物中硫氮化合物占比高达3
来源:Journal of Environmental Sciences
时间:2025-12-20
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通过电加热辅助的热解方法从废弃的碳纤维增强聚合物复合材料中回收碳纤维
碳纤维复合材料(CFRP)的废弃问题已成为全球性挑战,其回收技术对循环经济具有重要意义。本研究团队创新性地提出焦耳加热辅助裂解(JHAP)技术,通过将碳纤维(CF)作为电阻加热元件,实现了对环氧树脂基体的高效分解与再生。该技术突破传统热裂解方法的局限性,在18分钟内完成85.93%的树脂分解,较常规炉加热工艺缩短54%时间,同时确保回收碳纤维(rCF)的力学性能达到新近 Virgin CF 98.18%的水平。技术核心在于利用碳纤维的优异电导率(较环氧树脂高3-5个数量级)和热导率(0.18-0.21 W/m·K),通过施加直流电场使材料内部均匀产热。实验采用Toray T300碳纤维与双酚A
来源:Journal of Environmental Sciences
时间:2025-12-20
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评估中国北京平原一个受柴油污染场地的修复措施及其修复后的环境影响
柴油污染场地修复与可持续开发的环境影响研究北京平原地区曾存在一个具有代表性的柴油污染场地,该研究通过系统化的生命周期评价与环境足迹分析,揭示了从污染调查到土地再开发全流程的环境影响特征,为同类场地治理提供了创新性的决策框架。研究团队以3.6公顷的废弃油库为对象,该场地自1979年起作为汽油柴油中转站,年吞吐量达30万吨,2007年停运后遗留严重的土壤和地下水污染问题。在方法学层面,研究创新性地整合了LCA与SEFA双重视角。生命周期评估(LCA)采用ReCiPe标准,重点追踪从污染调查到修复作业,再到土地再开发的全周期环境负荷,特别是关注二次效应(如施工交通、监测分析)和三次效应(如后续土地利
来源:Journal of Environmental Sciences
时间:2025-12-20
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理清入侵格局:基于空间显式模型的可解释机器学习揭示了中国红火蚁(Solenopsis invicta)分布的多样化驱动因素
纳滤膜预处理工艺对水质净化与膜寿命的影响研究(摘要与核心发现解读)本研究针对纳滤(NF)膜在饮用水处理中面临的主要挑战——膜污染、盐类沉积和通量衰减问题,创新性地提出低速率生物过滤(BF)与纳滤膜耦合的预处理工艺。通过对比下行式生物过滤(BFd)与上行式生物过滤(BFu)两种运行模式的协同效应,实验数据表明被动氧补充的上行式生物过滤(BFu)系统在以下方面具有显著优势:1. 有机物去除效率提升:BFu系统通过优化氧分布实现更高效的地表有机物降解,溶解性有机碳(DOC)去除率达到69%,较下行式系统(65%)提升6个百分点。这种差异源于上行式系统特有的"氧弦"现象——在生物滤料颗粒间隙形成动态氧
来源:Journal of Environmental Management
时间:2025-12-20
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在美国和加拿大的废水资源回收设施中,生物固体稳定化过程中微塑料特性的变化
微塑料(MP)在污水处理过程中的行为及其对最终污泥稳定化效果的影响,已成为当前环境科学领域的重要研究方向。本研究通过系统分析美国和加拿大25座污水处理厂的稳定化处理过程,揭示了微塑料在厌氧消化(AD)、 lime稳定化(LS)和焚烧(INC)等三种典型技术中的动态变化规律,为评估污泥土地利用风险提供了关键数据支撑。研究团队从2019年至2023年持续跟踪25个水处理设施,采集处理前后共50份污泥样本。通过创新性结合密度分离、超声破碎和显微傅里叶变换红外光谱(micro-FTIR)技术,实现了对微塑料的精准分类和定量分析。结果显示,传统稳定化工艺对微塑料的去除效率存在显著差异,其作用机制与工艺条
来源:Journal of Environmental Management
时间:2025-12-20
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综述:微生物胞外聚合物物质作为生物地球电池:氧化还原敏感元素的机制及其地球化学控制因素
微生物胞外聚合物(EPS)在红ox敏感元素(RSEs)环境行为调控中的关键作用机制研究进展摘要部分系统阐述了微生物EPS作为"生物地电池"在调控砷(As)、铬(Cr)、铀(U)、锑(Sb)和硒(Se)等RSEs环境行为中的核心地位。研究证实EPS不仅作为生物膜基质存在,更通过其红ox活性组分实现电子传递介导的RSEs还原过程。特别指出在土壤-水界面环境中,EPS通过直接、间接及矿物关联的三种电子传递途径,显著影响RSEs的氧化态分布与迁移转化规律。本文创新性地构建了基于EPS组分-电子传递链-矿物界面互作的整合研究框架,揭示了不同RSEs在EPS作用下的差异化还原路径,并首次系统比较了完整微生
来源:Journal of Environmental Sciences
时间:2025-12-20
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塑料对土壤微生物网络的影响及其在磺胺甲噁唑降解中的作用
该研究聚焦于塑料污染与抗生素残留的协同作用对土壤微生物群落功能的影响,通过多组学技术揭示了微塑料表面微生物的适应性变化及其对药物降解的关键作用。研究团队在福建宁德农业土壤中开展为期三周的微宇宙实验,系统评估了聚乙烯(PE)对磺胺甲噁唑(SMZ)降解过程的调控机制。实验设计采用SMZ-¹³C同位素标记技术结合DNA同位素稳定探针(DNA-SIP),通过气相色谱-质谱联用系统追踪¹³C-CO₂释放动态。研究发现PE存在显著抑制土壤微生物功能群活性,但通过选择性富集特定降解菌群形成功能型微塑料表面群落(plastisphere),这种空间隔离效应反而导致SMZ总残留量提升25.05%。研究首次揭示N
来源:Journal of Environmental Sciences
时间:2025-12-20
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综述:缺乏物理空间的心理影响:一项系统性文献综述
该系统性综述整合了五十年来的研究成果,通过分析97项实验研究(涵盖超过500个心理变量),揭示了空间约束对人类心理的多维度影响。研究显示,物理空间的不足通常引发负面情绪反应,但特定社会情境下也可能产生积极效果。以下从核心发现、理论框架和方法论启示三个层面进行解读:一、核心发现与现象学解释1. 空间感知的二元性研究证实物理空间密度与心理体验存在非线性关系:当密度超过2.97㎡/人时,负面情绪显著上升;但低于此阈值时,个体差异和情境因素占比超过60%。例如在音乐节场景中,85%的参与者报告集体兴奋感,这与现场临时形成的群体认同密切相关。2. 空间约束的跨维度影响在6大心理维度中,空间不足的负面影响
来源:Journal of Environmental Psychology
时间:2025-12-20
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园艺、健康老龄化与长寿:来自1921年洛锡安出生队列25年追踪研究的证据
随着全球人口老龄化加剧,探索有效支持健康老龄化的生活方式成为公共卫生领域的重点。近年来,园艺活动因其低门槛、低成本和广泛的社会适应性备受关注。多项研究表明,园艺可能通过促进心理健康、增强体能、改善生物标志物等多途径延缓衰老进程,但现有研究多局限于横断面调查或短期干预实验,缺乏长期纵向追踪数据。2025年发表于《Aging》期刊的这项研究,以英国洛西安出生队列1921(LBC1921)为样本,首次系统考察了园艺频率对心理健康、生理功能、生物学衰老及生存预后的影响,为期25年的随访数据揭示了园艺活动的长期健康效益。### 一、研究背景与科学问题全球65岁以上人口占比预计将在2050年达到16%,这
来源:Journal of Environmental Psychology
时间:2025-12-20
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绘制巴西的气候信仰概况:对两极分化与不信任情绪的聚类分析
近年来,随着工业化和城市化进程的加速,环境介质中氮杂环化合物的污染问题日益凸显。其中,吲哚及其衍生物作为典型氮杂环化合物,因其复杂的生物代谢特性与显著的生态效应,成为环境科学领域的研究热点。本研究通过系统梳理2017-2025年间发表的209篇文献,结合实验数据与模型模拟,构建了涵盖代谢机制、功能特性、环境行为及风险评价的跨学科研究框架。在代谢机制研究方面,研究者揭示了吲哚类化合物通过多途径转化降解的规律。自然合成途径主要涉及植物根系分泌(占比约35%)和微生物代谢(占比28%),其中紫花苜蓿等豆科植物根系分泌的色氨酸酶系统是重要合成来源。人工合成途径则通过Fischer缩合等经典反应制备,但
来源:Journal of Environmental Psychology
时间:2025-12-20
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综述:近期利用基于Fe₃O₄的功能化核壳磁性纳米材料在稀土吸附与回收领域取得的进展:面临的挑战与未来展望
稀土元素(REEs)作为现代工业的“维生素”,其高效回收与循环利用已成为全球资源可持续发展的核心议题。Fe₃O₄基功能化核壳磁性纳米材料(FCMNs)因其独特的磁响应特性与可定制表面功能,近年来在稀土吸附回收领域展现出显著优势。本文系统梳理了该领域的关键进展,重点剖析了材料结构设计、吸附机理及工程化应用中的瓶颈问题,并展望了未来发展方向。在材料制备方面,Fe₃O₄核心的合成工艺直接影响最终性能。共沉淀法因其操作简便、成本可控,成为实验室研究的首选方法,但需通过调控前驱体配比与反应条件来优化颗粒尺寸与分散性。水热与溶剂热法通过温度压力协同作用,能获得粒径更小(通常20-50nm)、磁性更均匀的纳
来源:Journal of Environmental Management
时间:2025-12-20
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综述:关于含盐水层中二氧化碳矿化的综述:进展、挑战以及可持续碳封存的未来前景
二氧化碳矿物化技术作为地质封存的核心路径,其发展进程与关键要素可系统归纳如下:一、技术背景与战略定位全球能源结构转型背景下,二氧化碳捕集与封存(CCUS)技术体系呈现多维发展态势。矿物化封存作为唯一实现永久碳封存的手段,通过将CO2转化为碳酸盐矿物(如方解石、白云石等),有效规避传统地质封存中存在的泄漏风险。当前技术体系涵盖三大分支:化学转化(如合成甲烷)、增强地质封存(EGR)和矿物化封存(MMR),其中矿物化封存因封存稳定性达百万年级别而备受关注。二、地质封存条件优化1. 沉积岩矿化特性碳酸盐岩(如白云岩、方解石)因天然孔隙结构和化学活性,成为矿物化封存的首选介质。实验数据表明,此类岩石的
来源:Journal of Environmental Management
时间:2025-12-20
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代际通向自然联结的路径
本研究聚焦于代际视角下自然联结(nature connectedness)的家庭发展机制,通过整合现有碎片化证据提出首个系统化的理论框架——"代际自然联结路径模型"。该模型揭示自然联结并非孤立个体特质,而是通过家庭环境实现跨代传递,这一发现突破了以往研究多关注个体因素而忽视家庭交互作用的局限。在理论建构层面,研究首次将家庭系统置于自然联结发展的核心场域。通过追溯两代人的自然体验轨迹,发现父母童年期接触自然的频率(如露营、观鸟等12项具体活动)与其成年后自然联结强度呈显著正相关(相关系数达0.222)。这种代际传递效应通过两个关键中介机制实现:其一,父母因童年自然体验形成的生态价值观,驱动其主动
来源:Journal of Environmental Psychology
时间:2025-12-20