Arsenic contamination caused by roxarsone transformation with spatiotemporal variation of microbial community structure in a column experiment

Arsenic contamination from roxarsone in livestock manure is common, and livestock manure continuously accumulates in the open environment. Evaluations of the environmental processes of As mobilization and transformation are critical for predicting the fate of As compounds after roxarsone degradation. In this study, spatiotemporal variations in As species and microbial community structure were characterized using laboratory column experiments with background soil collected from Yanggu County (northern Shandong Plain, China), a region of intense poultry production. Organic and inorganic arsenic were detected by high-performance liquid chromatography (HPLC) and HPLC with hydride generation atomic fluorescence spectrometry (HPLC-HG-AFS), respectively. High-throughput sequencing technology was used to describe microbial diversity. Results showed that roxarsone was transformed completely within 7 days, and As(Ⅲ) and As(Ⅴ) were the major degradation products. The concentration of As(Ⅲ) was much lower than that of As(Ⅴ). The As(Ⅲ) concentration increased significantly after Day 14, whereas the As(Ⅴ) concentration increased significantly after Day 84, indicating that As(Ⅲ) was initially produced. The microbial community structure changed significantly as roxarsone transformed into various As compounds. A critical and dominant bacterial strain, norank_f__Family_XVⅢ, was found to be related to the degradation of roxarsone into As(Ⅲ). This study improves our understanding of the fate of As species released from poultry litter to soil and groundwater, which is a threat to human health and environment.     

Machine learning reveals the influences of grain morphology on grain crushing strength

Acta Geotechnica - Grain morphology has significant impacts on the mechanical behaviors of granular materials. However, its influences on grain breakage are still poorly understood due to the...     

太阳辐射管理地球工程对海洋酸化影响的模拟研究

研究地球工程对海洋酸化的影响对于评估地球工程对全球气候和环境的影响有重要意义。文中使用中等复杂程度的地球系统模式,模拟了典型CO₂高排放情景RCP8.5下,实施太阳辐射管理地球工程对海洋表面的pH和文石（碳酸钙的一种亚稳形态）饱和度的影响,并定量分析了各环境因子对海洋酸化影响的机理。模拟结果表明,在RCP8.5情景下,到2100年,相对于工业革命前水平,全球海洋表面平均pH下降了0.43,文石饱和度下降了1.77。相对于RCP8.5情景,2100年地球工程情景下全球海洋表面平均pH增加了0.003,而文石饱和度降低了0.16。地球工程通过改变溶解无机碳、碱度、温度等环境因子影响海洋酸化。相对于RCP8.5情景,实施地球工程引起的溶解无机碳浓度的增加使pH和文石饱和度均减小,碱度的增加使pH和文石饱和度均增大,温度的降低使pH增大而使文石饱和度减小。总体而言,太阳辐射管理地球工程可以降低全球温度,但无法减缓海洋酸化。     

江淮梅雨期极端对流微物理特征的双偏振雷达观测研究

为研究梅雨期极端对流系统的微物理特征,利用2013—2014年江淮梅雨期间南京溧水S波段双偏振雷达探测资料和地面自动站小时降水资料,统计分析了两类极端对流降水系统的微物理特征及差异。这两类极端对流系统的定义基于地面降水强度和雷达回波顶高,分别为所有对流中降水强度最强的1%（R类:小时降水强度>46.2 mm/h）和对流发展高度最高的1%（H类:20 dBz回波顶高>14.5 km）。结果显示这两类极端对流系统仅有30%的样本重合,显示了二者之间的弱相关性。对于相同的反射率因子Z_H,R类极端对流系统的近地面差分反射率因子Z_DR通常较H类极端对流小约0.2 dB,表明R类极端对流具有较小的平均粒径。结合双偏振雷达反演的粒子大小和相态分布显示,虽然两类极端对流都表现出海洋性对流降水特征,但R类极端对流较H类极端对流的总体雨滴粒径更小而数浓度更高,导致R类极端对流系统的地面降水更强。与R类极端对流系统相比,H类极端对流系统的上升运动更强,将更多的水汽和过冷水输送到0℃层以上,有利于形成更大的冰相粒子（如霰粒子等）,并通过融化形成大雨滴。以上研究表明,梅雨期降水强度和对流发展深度并没有必然的联系,极端降水主要是中等高度的对流引起。      

土洞型岩溶塌陷发育过程气体示踪试验研究——以广州金沙洲为例

运用气体示踪进行土洞型岩溶塌陷监测预警是一种比较新的技术方法,其原理是通过气体在不同形状、规模的土体孔隙、裂缝和土洞中的运移规律研究,分析气体特征值与土体变形破坏的关系,进而间接判断土洞的发育情况,实现岩溶塌陷监测预警.本文以广州市金沙洲岩溶塌陷区为例,通过室内物理模型试验再现了土洞发育、形成到地面塌陷的全过程.运用气...     

地面观测资料地形高度订正对我国东部暴雨数值模拟的影响

采用中尺度气象模式 WRFv3.8.1(Weather Research and Forecasting Model)和 GSI 同化系统(Gridpoint Statistical Interpolation System),建立了一套循环同化系统,开展了一个月的地面观测资料、探空资料、雷达资料和卫星资料的同化试验....     

蒙库铁矿床与镜铁山铁矿床的对比研究

蒙库铁矿床被认为是与海底喷流沉积作用有关的铁矿床,但存在很大的争议.文章将其与典型的喷流沉积型铁矿--镜铁山铁矿床对比,并结合野外的第一手资料,发现蒙库铁矿床的喷流沉积特征并不明显,而热液成矿作用比较明显,但是热液的性质和来源、成矿时间等尚不明了,蒙库铁矿的成因机理仍有待深入研究.     

廊道型乡村旅游地农户生计资本评价与空间格局特征——以大别山国家风景道为例

以大别山国家风景道为例,借鉴DFID可持续生计分析框架,构建农户生计评价指标体系,分析廊道型乡村旅游地农户生计资本的空间特征及影响因素.研究发现:①大别山旅游廊道内自然资本等有形生计资本权重较高,社会资本等无形生计资本权重较低.②农户生计资本具有较为明显的空间分布不均衡的特征,各乡镇以及乡镇内各村的农户生计资本水平也存...     

河西走廊西段花海断裂几何学、运动学及区域构造意义

花海断裂位于河西走廊西段花海盆地内,总体走向NNW-SSE,长约38 km,为一条隐伏断裂,研究其空间展布、运动性质和活动历史对于理解青藏高原北缘的构造变形和扩展方式有重要意义.基于卫片解译、野外实地和槽探,结合光释光测年和地球物理资料,发现沿双泉子、大泉至小泉一带,发育一段长约8 km的地形陡坎,代表断裂控制下褶皱作...     

新疆及中亚地区斜坡灾害研究现状与展望

新疆和中亚五国山河相连,都是"一带一路"建设的重要支点,但也是滑坡、泥石流等斜坡灾害的高发区,且两地的地质灾害发育有着明显的共性.本文对新疆和中亚地区的斜坡灾害研究现状进行综述,分析了两地斜坡灾害形成机理、发育规律,即中高山地分布集中,受降雨和冰雪融水影响很大,黄土滑坡发育.新疆的斜坡灾害研究多围绕公路、水利等工程设施...