Could the recycled yarns substitute for the virgin cotton yarns: a comparative LCA

Purpose

Cotton yarns spun from natural fibers are widely used in the apparel industry. Most of waste cotton goods are now disposed by incineration or landfill, which brings resource and environmental challenges to the society. Using the waste cotton to spin yarns is an alternative way to forward a more sustainable future. In this research, two scenarios for the environmental impacts of yarns spun from corresponding fibers are investigated, including recycled cotton fibers and virgin cotton fibers.

Methods

The life cycle assessment (LCA) has been conducted according to the collected data from on-site investigation of typical production factories. The life cycle for the recycled cotton yarn production is divided into five stages, i.e., raw material acquisition, transportation, breaking, mixing, and spinning. The life cycle of virgin cotton yarn production is been divided into four stages, i.e., raw material acquisition, transportation, mixing, and spinning. The functional unit is 1000 kg produced yarns which are used for weaving into the fabrics. Notable impacts on climate change, fossil depletion, water depletion, and human toxicity were observed.

Results

The life cycle impact assessment (LCIA) results show that environmental impacts of recycled cotton yarns are far less than those of virgin cotton yarns, except for climate change and water depletion. The reason is that the land occupation and irrigation water have great impact on environmental impacts of cotton cultivation. In spinning, the electricity is the key factor whose environmental impacts account for the most in the virgin cotton yarn scenario, while the electricity and water consumptions are the key factors for the recycled cotton yarn scenario in the life cycle of yarn production. The sensitivity analysis indicates that improving energy efficiency can significantly reduce environmental burdens for both the two scenarios. The uncertainty distribution of water depletion, human toxicity, fossil depletion, and climate change of the two scenarios were determined with a 90% confidence interval.

Conclusions

The LCIA results reveal recycled cotton yarn is a viable alternative to relieve resource and environmental pressure. About 0.5 ha of agricultural land can be saved, 6600 kg CO₂ eq can be reduced, and 2783 m³ irrigation water can be saved by using 1000 kg of the recycled cotton yarns. It can be concluded that the recycled cotton fibers can be served as a substitute for virgin cotton fibers to reduce agricultural land and avoid environmental impacts generated from the cotton planting.

     

纳米δ-Bi2O3负载多孔沸石球填料对水体中Cr（Ⅵ）的吸附特征及其影响因素

在水热条件下合成纳米δ-Bi2O3负载多孔沸石球填料(Bi-PZSF),研究其对水体中Cr(Ⅵ)的吸附性能(包括等温吸附、吸附动力学和吸附稳定性)以及溶解氧、pH等因素对吸附过程的影响及其吸附机理。结果表明:朗格缪尔模型和准二级动力学模型对实验结果具有良好的拟合度,在中性条件下,水体中的溶解氧含量对吸附速率影响较小,Bi-PZSF的最大吸附量为955.69 mg·kg^-1,比天然沸石的吸附量提升了近120倍;Bi-PZSF在NO3^-和SO4^2-的溶液中呈现出较强的选择吸收Cr(Ⅵ)能力,Cr(Ⅵ)去除率均在97%以上;同时,Bi-PZSF在吸附Cr(Ⅵ)后表现出高稳定性。Cr(Ⅵ)的去除主要是通过与附着在Bi-PZSF上的纳米δ-Bi2O3的表面羟基交换完成的。     

灵武长枣果实同化物韧皮部卸载和运输途径研究

韧皮部卸载和韧皮部后运输在调节同化物在果实中的分配和积累方面起着至关重要的作用,而且很大程度上决定着果实的产量和质量。为探讨灵武长枣果实同化物韧皮部卸载和运输途径,以4个时期灵武长枣果实为实验材料,对各个发育时期果实维管束的显微结构进行观察,并综合运用荧光染料活细胞示踪与激光共聚焦扫描显微镜技术实时观察果实内韧皮部同化物卸载路径的变化,为灵武长枣果实同化物积累和品质调控奠定基础。结果显示：(1)膨大前期不仅果实的韧皮部中具有明显的CF绿色荧光,同时在周围薄壁细胞中也分布着CF绿色荧光,筛管伴胞复合体和周围薄壁细胞之间存在着共质体联系。(2)快速膨大期,CF绿色荧光主要局限于果实的韧皮部中,在韧皮部周围薄壁细胞中分布较少,筛管伴胞复合体与周围薄壁细胞之间主要以共质体隔离为主,但也存在着一定的共质体联系。(3)着色期和完熟期,CF绿色荧光局限于果实的韧皮部中,在韧皮部周围薄壁细胞中基本没有CF绿色荧光,果实筛管伴胞复合体与周围薄壁细胞之间是共质体隔离状态,但引入CFDA的同时引入具有质膜通透作用的洋地黄皂苷时,周围薄壁细胞中CF绿色荧光分布明显增加。研究认为,灵武长枣在膨大前期果实韧皮部同化物为共质体卸载途径,快速膨大期果实主要以质外体途径运输同化物,但也通过共质体卸出同化物,着色期和完熟期果实通过质外体途径运输同化物。     

沙漠腹地天然绿洲胡杨和柽柳叶片δ13C值对不同地下水埋深的响应

干旱区植物的水分利用效率对植物的分布及水分利用状况具有重要意义。基于不同地下水埋深条件下沙漠腹地绿洲优势种胡杨和柽柳叶片δ¹³C值,分析了胡杨和柽柳的水分利用效率对不同地下水埋深的响应。结果表明: 随着地下水埋深由2.1 m增加到4.3 m,柽柳叶片的δ¹³C值先略有增加后处于较为稳定状态,柽柳采取较为稳定的水分利用效率适应干旱环境;胡杨叶片的δ¹³C值呈现先略有减小后增加的趋势,胡杨通过提高水分利用效率的策略适应干旱胁迫。同一地下水埋深条件下柽柳叶片的δ¹³C值高于胡杨叶片,表明柽柳的水分利用效率高于胡杨。     

浙江杭州午潮山亚热带常绿阔叶林群落结构和物种组成

运用数量化的方法对植物群落进行分类和排序,可以客观地揭示植物群落和环境之间的相互关系,为植被恢复和森林经营管理提供理论依据。以浙江杭州午潮山45个20 m×20 m的森林动态监测样地为研究对象,运用聚类和排序等数量化方法,分析亚热带常绿阔叶林的群落类型、生物多样性特征及群落与环境的关系。结果表明: 午潮山亚热带常绿阔叶林样地可划分为3个群落类型: 木荷群落、白栎-薄叶山矾群落和青冈群落。3个群落类型中,树木个体密度和胸高断面积均无显著差异,而物种丰富度差异显著。青冈群落的物种丰富度显著高于木荷群落,但与白栎-薄叶山矾群落无显著差异。冗余分析(RDA)排序表明,群落分布与环境因子有明显的相关性。土壤和地形等解释了群落分布46.4%的变异,土壤全磷、有效磷、速效钾含量,以及海拔、坡度、坡向和透光度对群落的分布有显著影响,而土壤全磷、速效钾含量和海拔可能是影响午潮山亚热带常绿阔叶林群落分布最重要的环境因素。53.6%未能解释的部分可能归因于人为干扰。     

新疆吉木萨尔县蝴蝶群落多样性

蝴蝶作为指示生物, 被广泛地应用于生物多样性监测及环境质量评估。探究新疆吉木萨尔县蝴蝶群落多样性, 可为当地蝴蝶多样性的保护及环境监测提供基础数据。本研究采用样线法在新疆吉木萨尔县选取山前荒漠、农田、山地草原、山地森林、亚高山草甸5种不同的生境类型, 对蝴蝶种类和群落多样性进行调查。共记录蝴蝶4,401号, 隶属于7科26属38种。其中蛱蝶科有9属12种, 为优势科; 粉蝶科的个体数最多, 占比55.01%; 绢蝶科、凤蝶科和弄蝶科的种类数和个体数最少, 均为单科种, 是该地区的稀有类群。对不同生境蝴蝶群落多样性和相似度分析比较的结果显示: 5种生境中多样性指数从高到低依次为亚高山草甸、山地森林、山地草原、农田及山前荒漠, 其中山地森林和亚高山草甸的相似性系数较高, 达到0.77, 山前荒漠和山地草原的相似性系数最低, 为0.37。蝴蝶物种数及多样性指数随海拔的增加呈上升趋势。蝴蝶群落随月份发生变化, 蝴蝶种类和数量在5月发生、7月达到峰值。蝶类个体数在3年内呈下降趋势。研究结果表明, 蝴蝶物种的组成和多样性与生境类型具有密切联系, 保护生态环境, 维持该地区植物群落的多样性、降低人为干扰程度是保护蝶类多样性的关键。     

四川黑竹沟地区非飞行小型兽类物种多样性与群落组成

四川黑竹沟国家级自然保护区位于生物多样性丰富的凉山山系, 在保护和维持区域生物多样性方面具有极其重要的地位, 然而对该自然保护区兽类群落的研究却极为缺乏。为了了解该自然保护区及周边的小型兽类群落,本文作者在2018年4-10月调查了该区域的非飞行小型兽类物种多样性及其群落组成。在海拔1,537-3,830 m间共设置样方184个, 布设鼠夹9,016铗日, 捕获小型兽类536只, 隶属4目7科13属21种。包括滇攀鼠(Vernaya fulva)和等齿鼩鼹(Uropsilus aequodonenia)两个稀有物种在内的共计9个物种为该地区首次报道, 丰富了物种分布记录。结合历史资料, 黑竹沟地区共记录小型兽类43种, 隶属4目9科28属。在43种小型兽类中, 东洋界物种37种, 占绝对优势(86%), 分布型以喜马拉雅-横断山型占优, 为18种(占东洋界48.6%)。本次调查捕获的21种小型兽类中, 群落优势种为中华姬鼠(Apodemus draco, 33.2%)、北社鼠(Niviventer confucianus, 21.3%)和中华绒鼠(Eothenomys chinensis, 12.7%)。随着海拔上升, 群落优势种组成发生变化, 由北社鼠 + 中华姬鼠 + 针毛鼠(Niviventer fulvescens) + 短尾鼩(Anourosorex squamipes)群落, 转变为中华绒鼠 + 中华姬鼠 + 凉山沟牙田鼠(Proedromys liangshanensis) + 西南绒鼠(Eothenomys custos)群落。群落物种区系的分布型组成随着海拔升高而发生变化, 喜马拉雅-横断山型物种随海拔升高所占比例增大; 分布于喜马拉雅-横断山的特有种分布的下限、中点和上限平均海拔都高于非特有种, 且特有种和非特有种的中点和下限平均海拔差异显著(n = 21, df = 19, P = 0.013; n = 21, df = 19, P < 0.01), 说明该区域物种具有明显的东洋界特征, 中高海拔主要由特有种构成。本研究丰富了黑竹沟地区小型兽类及群落多样性的数据资料, 有利于该地区物种多样性的研究和保护。     

极小种群野生植物坡垒的生境特征及其对幼苗多度的影响

极小种群野生植物坡垒(Hopea hainanensis)曾经是热带低地雨林的优势种, 但由于商业采伐和刀耕火种等严重人类干扰及自然更新困难, 致使其种群数量急剧下降到最小可存活的界限, 急需开展种群的拯救恢复工作。而对于坡垒生境适宜性及更新限制的了解, 是进行种群保护及恢复的基础。本文在对野生坡垒种群及其生境因子调查测定的基础上, 分析了生物与非生物生境特征及其对坡垒种群更新幼苗多度的影响。结果表明: 坡垒种群从幼苗至幼树阶段存在着严重的增补限制。坡度小、土壤含水量和有效磷含量高、母株胸径和冠幅较大、伴生种胸高断面积中等的环境是坡垒幼苗较为适宜的生境, 且坡垒幼苗多度与坡度及土壤pH值显著负相关, 与土壤含水量及土壤全磷含量显著正相关。这些研究结果为极小种群野生植物坡垒的就地保护与种群复壮提供了科学依据。