《通过从食物垃圾中产生沼气来脱碳大学校园:LCA分析》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2021-05-15
  • 中国餐饮业每年产生的食物浪费约为17 - 18万吨。这一领域约占中国粮食损失总额的20%。近日,国家发改委分5批100个城市批准了餐厨垃圾处理试点项目。这些项目中几乎80%是基于厌氧消化。因此,清楚地了解这些新生物能源或废物对能源链的环境影响是非常重要的(特别是在小规模)。基于此,本文以华中科技大学(HUST)校园内29个食堂产生的非食用垃圾厌氧消化装置为研究对象,进行了生命周期评估。分析的影响是:气候变化、酸化、富营养化和光化学氧化。功能单位用1千瓦时的发电量表示。这项研究表明,小规模的沼气工厂可以在中国的大学校园内实现,并且可以有效地减少食物垃圾管理的环境影响,特别是如果热解过程与消化产物相结合的话。

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    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:pengh
    • 发布时间:2017-11-28
    • 2017年11月19日 在俄罗斯,来自Skoltech和俄罗斯科学院高温联合研究所的科学家们提出了一种新的方法,通过热液液化来将食物垃圾转化为生物燃料——一种将湿生物转化为石油的热解聚过程。其他研究人员使用碳水化合物发酵或脂肪转化为生物燃料生产,但由于他们的生物燃料中只有一部分被转化为燃料,剩下的部分仍待处理,并不能解决食品浪费问题。 为了解决食品浪费问题,Skoltech的科学家认为,水热液化是一种独特的节能和普遍的选择。特别地,这种方法使生物燃料可以直接从湿生物质中产生。值得注意的是,在干燥过程中,最好是把湿的生物量转换成干燥过程,因为干燥过程消耗了相当多的能量。他们尝试了各种各样的食物垃圾,包括帕尔马干酪、火腿和苹果。由于水热液化所产生的产物分子组成的知识,将使科学家能够开发出最优的方法,以便他们随后的加工制造出适合汽车的燃料。
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    • 来源专题:人工智能
    • 编译者:高楠
    • 发布时间:2025-10-24
    • 由于肠道代谢物和激素平衡的变化,锻炼可以逆转垃圾食品饮食引起的许多抑郁和激素影响。 由Yvonne Nolan教授领导的科克大学学院的研究人员发现了特定的代谢过程,解释了运动如何有助于抵消吃西式自助餐厅饮食的有害行为影响。发表在10月21日的同行评审期刊上脑科医学研究表明,自愿跑步可以减少由高脂肪和高糖饮食引发的抑郁样行为。这些变化似乎涉及循环激素和肠道中产生的代谢物。这一发现提供了有价值的见解,即在一个超级加工食品普遍存在的时代,如何利用锻炼等生活习惯来支持精神健康。 为了进行调查,研究小组对成年雄性大鼠进行了为期七周半的研究,分别喂食标准食物和由高脂肪、高糖食物组成的旋转自助餐厅食物。每组中有一半的动物可以接触到一个转轮。这种设置允许研究人员区分饮食质量和身体活动对大脑和行为的单独和组合影响。 连接运动和情绪的新机制 研究结果表明,即使老鼠吃了不健康的食物,自愿跑步也会产生类似抗抑郁的效果,这表明定期的体育活动对吃西餐的人有益。 使用全面的代谢组学方法,Nolan教授和她的同事检查了动物的盲肠内容物,发现自助餐厅的饮食深刻地改变了肠道代谢。在久坐不动的大鼠中分析的175种代谢物中,有100种受到显著影响。锻炼影响了其中的一小部分,部分恢复了平衡。已知在情绪调节中起作用的三种代谢物-鹅肌肽、吲哚-3-羧酸盐和脱氧肌苷-在自助餐厅饮食中减少,但在锻炼后反弹。 评估学习、记忆和情绪反应的行为测试揭示了进一步的见解。自助餐厅饮食本身并没有严重损害空间学习或识别记忆,但锻炼略微提高了导航技能。研究人员还发现,无论饮食类型如何,锻炼都会产生轻微的抗焦虑效果。 饮食-运动关系中的激素途径 血液样本分析显示强烈的荷尔蒙变化反映了行为结果。食堂饮食中久坐不动的大鼠胰岛素和瘦素水平明显较高,但这些升高在那些运动的大鼠中显著降低。根据该研究的第一作者Minke Nota博士的说法,这种激素再平衡可能有助于解释运动如何防止不良饮食的行为影响。 该小组还发现了饮食和锻炼之间复杂的相互作用,包括调节新陈代谢的其他激素。在吃标准食物的动物中,运动提高了胰高血糖素样肽1 (GLP-1)的水平,但这种反应在自助餐厅饮食的动物中被削弱了。相比之下,运动仅在自助餐厅喂养的大鼠中增加了肽YY (PYY)的水平,这表明当饮食质量低时,补偿性激素机制有助于稳定代谢。 在不考虑体力活动的情况下,成纤维细胞生长因子21 (FGF-21)水平在自助餐厅饮食中显著升高,而胰高血糖素水平下降。总之,这些发现揭示了一个复杂的激素网络,通过这个网络,饮食和锻炼相互作用来影响新陈代谢和大脑功能。 对理解饮食与大脑关系的启示 也许最有趣的是,该研究发现自助餐厅饮食阻止了典型的运动诱导的成年海马神经发生(新神经元的形成)的增加,这是通过齿状回中的双皮质素阳性细胞来测量的。在标准的食物喂养的动物中,运动极大地增加了整个海马体的神经发生,海马体是一个涉及情绪和记忆的大脑区域。这一发现表明,饮食质量可能会从根本上改变大脑从细胞水平的身体活动中受益的能力。研究小组进行了相关性分析,以确定特定代谢物和行为结果之间的关系。包括氨基己二酸和5-羟基吲哚-3-乙酸在内的几种盲肠代谢物与认知能力呈负相关。这些相关性独立于实验条件,表明肠道代谢物谱和脑功能之间的基本关系。 Julio Licinio教授及其同事的一篇附带社论强调了这些发现的临床相关性,指出“在错误的饮食背景下,运动具有类似抗抑郁的作用,这对那些难以改变饮食的人来说是个好消息。”这篇社论强调了这项研究如何提供了一个生物学框架,来理解为什么即使饮食改善被证明难以实施,运动仍然是有益的。 未来方向与临床翻译 这项研究提出了关于生活方式干预的最佳顺序的重要问题。这些发现表明,尽管无论饮食质量如何,锻炼都可以带来情绪上的好处,但要获得全面的神经可塑性好处,可能需要关注营养状况。这对设计最大限度地提高可行性和生物学影响的干预措施具有意义。 几个限制值得考虑。这项研究专门在雄性大鼠中进行,对饮食和运动的代谢和神经原性反应的性别差异已得到充分证明。此外,七周的干预期可能无法捕捉长期接触后可能出现的长期适应。纳入雌性动物、更长干预期和剂量反应设计的未来研究将有助于完善对这些复杂相互作用的理解。 这项研究也为研究作为潜在治疗靶点的特定代谢物开辟了新的途径。运动对鹅肌苷、吲哚-3-羧酸盐和脱氧肌苷水平的保护作用表明,这些化合物可以作为情绪障碍的生物标志物甚至治疗剂。特定肠道代谢物和行为测量之间的强相关性支持了对微生物群-肠道-脑轴作为精神健康干预的目标的日益增长的兴趣。 这项经同行评审的研究代表了在理解饮食、锻炼和心理健康之间联系的生物机制方面的重大进步,为生活方式因素如何在分子和细胞水平上相互作用以影响大脑功能提供了新的见解。这些发现挑战了关于代谢和心理健康之间关系的现有范式,证明了即使在糟糕的饮食选择的情况下,运动也可以提供类似抗抑郁的效果。通过采用创新的代谢组学方法,结合全面的行为和神经生物学评估,研究团队生成的数据不仅推进了基础知识,还提出了解决与现代饮食模式相关的精神健康挑战的实际应用。通过同行评审过程,这些发现的可重复性和有效性确保了它们的可靠性,并将其作为未来研究的基础。这项工作体现了前沿研究如何弥合基础科学和转化应用之间的差距,可能会在未来几年影响与情绪障碍作斗争的个人。