铊的环境地球化学研究进展

铊（Tl）作为一种高毒害性的元素越来越受到人们的关注。大量含Tl矿物的开采和冶炼、化石燃料的燃烧等人类活动,导致Tl及其化合物进入环境,进而通过食物链进入生物体,从而对动植物特别是人类健康造成严重的危害。文章对铊在各环境介质中的存在、迁移、转化,以及Tl的生物效应研究进展进行了概述。Tl在岩石中的平均质量分数为0.5~10 mg.kg-1,在大气中的平均质量浓度为0.22~1.0 ng.m-3,在天然水体中的平均质量浓度为0.001~1.264μg.L-1,在土壤中的平均质量分数为0.01~3.0 mg.kg-1,在植物中的平均质量分数为0.02~0.25 mg.kg-1。大气中的铊可随大气迁移,导致全球Tl污染;土壤中Tl的迁移主要受pH影响,pH越小其迁移能力越强,而水中溶解态的铊迁移能力最强。植物对Tl具有较强的富集能力,而动物实验则表明Tl具有一定的致畸性,可能存在一定的致癌性,并且职业暴露是人体Tl中毒的主要原因。尽管有关有Tl的地球化学以及生态毒理学方面的研究取得了一定的进展,但有关Tl在环境介质之间的界面化学机理、Tl在分子水平上吸附机理、不同形态的Tl在生物体中的致毒代谢机理以及铊的同位素在环境介质中的变化等方面仍有待于进一步的研究。

环境中微塑料检测方法的研究进展

微塑料是指粒径小于5 mm的塑料碎片或颗粒,能够在大气、土壤和水体中迁移和富集,通过食物链累积,对人体健康产生严重危害.为了更好地评估环境中微塑料的污染,本文详细综述了微塑料检测方法和技术手段的应用现状,包括显微镜分析、扫描电镜能谱分析、光谱分析、热分析和质谱分析等微塑料常用检测方法并对比了各方法的优缺点.总结了近年来微塑料检测的新方法和新技术,重点讨论微塑料检测当前面临的技术挑战和未来的研究方向,对建立统一和标准化的微塑料分析方法进行展望,为系统地和进一步地开展微塑料的污染评价及风险评估提供指导.

金属尾矿微生物对尾矿环境的适应与调控机制研究进展

当前中国金属尾矿产生量和贮存量大、分布广、监管难度大、综合利用率低,由此而引起的环境污染问题引起了广泛关注。研究金属尾矿微生物对尾矿环境的适应和调控机制对于尾矿的生物修复具有重要的现实意义,是加强重金属污染防控的重要组成部分。综述了金属尾矿微生物群落的物种组成,并从pH、重金属和养分方面阐明其对尾矿环境的适应和调控机制。结果表明,金属尾矿中的优势细菌主要为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)和酸杆菌门(Acidobacteria);优势真菌主要为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)和罗兹菌门(Rozellomycota);奇古菌门(Thaumarchaeota)和广古菌门(Euryarchaeota)是其中的优势古菌。金属尾矿微生物属于K型策略微生物,它们通过阻止质子和重金属离子进入细胞和从细胞内部排出质子和重金属离子的方式来适应尾矿极酸性和高含量重金属环境,并在养分限制下利用有限的资源获取营养。微生物还进化出了主动改变尾矿环境的能力,它们通过中和质子以及转化和沉淀重金属的方式提高尾矿环境pH值和降低重金属的毒性,并通过固碳、固氮作用和溶解无机磷来积累养分。此外,豆科植物等修复植物能通过分泌次级代谢产物,吸引有益微生物参与尾矿环境的改善。对于金属尾矿的微生物修复研究,可以从金属尾矿风化和修复期间微生物群落的动态变化、多组学技术联合筛选尾矿修复菌剂、微生物的水平基因转移机制、金属尾矿中病毒多样性、微生物之间和微生物与植物的相互作用等方面深入研究,充分发掘金属尾矿微生物在促进生态修复方面的潜力,为金属尾矿环境治理提供科学的解决方案。

改性纳米零价铁用于水土环境重金属污染修复的研究进展

重金属污染因具有生物累积性和毒性而威胁人类健康。纳米零价铁(n ZVI)因其优异的重金属去除能力而被广泛应用于水土环境重金属污染修复,但因其易团聚、易氧化、易钝化、电子选择性差等缺点而限制了实际应用。本文通过总结nZVI的不同改性方法及对其理化性质的影响,综述了改性nZVI对重金属的反应机理及在土壤环境中应用的影响因素,从材料优化改性角度提升nZVI的分散性、比表面积和电子传递效率等,实现对重金属的高效去除。同时,本文指出了n ZVI在修复水土环境重金属中存在的问题,并对nZVI在土壤和水体污染修复的研究中面临的挑战进行了展望,为nZVI合成改性及应用提供思路。

仙女湖重金属污染事件后水体环境质量和藻类水华风险研究

近年来,越来越多的水体受到富营养化和重金属污染的双重胁迫,已成为水环境治理面临的重要问题。以江西省仙女湖为例,基于2016年突发重金属污染事件,开展了湖区及入湖河流富营养化、重金属污染特征及浮游藻类群落结构研究,分析了流域重金属的污染来源并评估了水体藻类水华的风险。结果表明:1)仙女湖流域总氮污染严重,平均质量浓度为1.88 mg·L^(–1),氨氮和总磷达到地表水Ⅱ类—Ⅲ类标准,水体整体处于轻度富营养化水平。2)2016年突发重金属污染事件的特征污染物Cd、TI和As在湖区表现为轻度污染,在河流区表现为中度或重度污染,事件后的丰水期和枯水期水体不受特征污染物的影响;但流域重金属Fe和Mn的浓度较高,与环境本底污染相关。3)仙女湖流域浮游藻类河流区以硅藻门和甲藻门为主,湖区以蓝藻门和隐藻门为主,且在丰水期(夏季)湖区蓝藻门占绝对优势,蓝藻细胞密度维持在10~7个·L^(–1)数量级,暴发蓝藻水华的风险较高。4)CCA分析结果表明,浮游藻类的数量受到重金属特征污染物的短期影响显著,但随着时间推移,重金属的影响减弱,氮磷营养盐仍是主要影响因素。5)加强仙女湖流域矿区的环境保护和治理,控制流域外源营养负荷输入,积极发展科学的生态养殖是防治流域水环境恶化,恢复生态系统平衡的有效措施。

水环境中纳米塑料的行为及其生态毒性研究进展

纳米塑料是一类新兴污染物,其在水环境中的行为和生态毒性是国际前沿研究热点和难点之一。纳米塑料在水环境中会发生聚集和沉降,从而影响其在环境中的迁移和归趋。此外,纳米塑料由于其纳米尺寸效应、高比表面积和添加剂浸出等特性会对水生生物产生潜在毒性效应。然而,目前关于水环境中纳米塑料的环境行为和生态毒性研究尚处于起步阶段。本文基于现有文献调研,系统论述了影响纳米塑料聚集和沉积行为的因素,包括纳米塑料自身理化性质、溶液pH值、离子种类强度、矿物颗粒和天然有机质等的影响。综合梳理了纳米塑料对水生生物的单独毒性,及其与其他污染物共存时的复合毒性。在此基础上,提出了当前研究存在的问题和不足,并对未来的研究方向做出评述和展望,旨在为今后水环境中纳米塑料的环境行为和生态毒性研究提供参考。

FTIR在环境毒理学研究中的应用

傅里叶变换红外光谱(FTIR)作为一种常用化学分析方法,与多元统计分析方法相结合,可以识别生物分子的变化情况。红外光谱具有操作简单、快速、灵敏、样品无损等特点,逐渐在环境监测和污染物毒性效应方面被广泛应用。通过研究生物体受到外界胁迫时生物大分子在结构上的变化情况,可从分子水平揭示污染物的毒性效应及其毒性机制。笔者从FTIR在环境毒理学中的研究进展、技术优势,以及其在毒理学中的应用等方面进行了综述。

持久性有机污染物(POPs)的环境问题与研究进展

对持久性有机污染物(persistentorganicpollutants:POPs)的定义、来源和特征进行了介绍。阐述了POPs对环境安全性构成威胁的原因。分析了持久性有机污染物,特别是12类优先控制的"dirtydozen"的环境污染状况,并分析了这些物质在全球大气、水体和土壤中存在的量和来源。这些物质在不同生物体内的浓度存在差异,反映出它们在食物链上的生物累积和放大,也加剧了对环境和人体的毒害作用。总结回顾了有关POPs的相关基础研究,并对将来继续深入研究和对环境监测的指导意义进行了展望。

四环素类抗生素的环境行为研究进展

四环素类抗生素被广泛用于动物疾病的治疗,并长期以亚治疗剂量添加于动物饲料中用于动物疾病的预防和促进动物生长。由于四环素类抗生素大量使用使其在环境中普遍存在,并导致了细菌耐药性。研究表明某些四环素类抗生素在环境中具有一定的持久性,因此其在环境中行为引起了众多学者的关注。论文回顾了四环素类抗生素在环境中残留、迁移转化等方面的研究进展,重点阐述近年来有关四环素类抗生素环境行为方面的研究新成果,并探索提出今后应该开展的研究方向。

海岸带环境承载力评价方法研究

近年来我国新一轮沿海区域发展战略不断上升为国家战略,海岸带环境系统压力趋大,以海岸带环境承载力评判断沿海地区发展的可持续性成为该地区首要关注的问题.本研究在分析海岸带环境承载力基本内涵和特征的基础上,将海岸带生态服务功能纳入指标体系,构建了由产业、人口、经济、岸线、滩涂、主要水污染物、典型生态敏感区等七大要素指标层组成的海岸带环境承载力评价指标体系,该指标层能较好地反映未来产业发展的增长变量和海岸带环境系统关键限制因素的定量或半定量关系.并提出指标量化方法和综合承载力定量评价方法,进而以北部湾经济区为实证,对未来规划情景的海岸带环境承载状况进行评价,为北部湾经济区重点产业发展战略的制定和实施提供科学的依据,对丰富和完善海岸带环境承载力评价的理论和实践具有较大的意义..

生态价值评估方法在水电开发环境评价中的应用研究

提出河流生态系统的几种主要生态服务功能价值评估方法,定量评价水电开发影响的河流生态系统服务功能的价值变化量。以广东省紫金县沥口水利枢纽工程为案例,对项目实施后河流生态系统服务功能价值的变化进行了定量分析评价。结果表明:沥口水利开发工程引发的河流生态系统服务功能价值变化的每年正效益为5 941万元,主要来自发电效益、旅游收益和灌溉效益,分别占81%、5%和4%;生态系统服务功能价值损失每年为3 744万元,主要是淹没耕地、有机质生产和水质净化,分别占24%、20%和19%。同时,工程开发引发的负效益占到了正效益的63%,说明该工程开发对东江河流生态系统的负面影响是不容忽视的。

纳污海域水环境容量计算与总量分配方法研究——以钦州湾为例

经过比较,明确了选用多源线性迭加的方法来计算纳污海域环境容量更加便利和有效,确定了纳污海域水环境容量计算中的几个重要条件,在对“背景浓度”的处理上引入了最大日均值的概念,使得计算结果更加安全可靠。在此基础上,以广西钦州湾为例,用多元线性迭加法计算出纳污海域两个规划排污口联合排放的无机氮、COD、石油类的最大允许排放量。优化了污染物排放方法,为钦州湾污染物排放提供了科学依据。

磺胺类药物的环境行为及其控制技术研究进展

磺胺类药物在畜禽养殖中大规模的使用对人类生活环境造成了很大的安全隐患,尤其是当其通过饮用水和食物等方式进入食物链的情况下。在了解磺胺类药物基本性质、分类及其危害的基础上,阐述了磺胺类药物的环境行为和削减控制技术研究现状,并提出了未来的研究重点和方向。

环境水样及固相样品中全氟化合物分析方法研究进展

全氟化合物(Perfluorinated compounds,PFCs)是一类持久性有机污染物,在环境中普遍检出,严重危害人体健康,已成为环境科学和毒理学研究的热点之一。PFCs含有较多同系物及同分异构体,且在环境中通常为痕量水平(ng/g或μg/L),迫切需要建立灵敏可靠的样品前处理和检测技术。国内外已针对环境样品基质中痕量PFCs的检测开展了大量研究,但有关复杂环境样品中PFCs前处理方法、分析方法、基质效应等方面的系统评述还相对较少。本文综述了环境样品(水、沉积物/污泥、土壤、植物)中PFCs的前处理方法、检测方法(尤其是同分异构体)及环境样品基质效应对其检测的影响,以期为相关研究提供参考。

环境污染事故危险源评级方法研究

将环境污染事故危险源分成空气污染型和水体污染型两大类,并考虑危险源自身特性和周围环境状况两个主要因素对两类危险源分别提出了评级模式,依据危险指数大小将危险源分为特大、重大、较大和一般四级;利用试点调研的63家企业的183个危险源数据,对危险源评级模式进行了参数选定和验证,证明所建议的方法和模式是可行的,可供危险源调研和建立数据库等实际工作应用。

华南某铀矿开采利用对地表水环境质量的影响

以广东省某铀矿区为研究对象,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测定了矿山、水冶厂及其周边地表水体共42个水样(包括工业废水、池塘水、溪流水、河水和矿区饮用水)中放射性元素(U和Th)和其它一些金属元素(Fe、Mn、Mg、Cu、Zn、Co、Ni、Li、Ca、Na、K、Al、Sr和Ba)的含量.由此确认铀矿区产生高污废水的重要环节和关键污染元素,并了解这些元素的迁移变化规律以及对周边地表水产生的影响.结果表明:(1)铀矿区产生高污外排废水的主要生产环节是采矿、铀矿堆浸和尾矿露天堆积,排放废水中U和Mn含量分别为0.238—8.700 mg.L-1和0.62—94.23 mg.L-1,均高于国家工业废水允许排放标准(GBJ8—74和GB8978—1996)的限定值;(2)铀矿周边用作当地农业灌溉和露天水源的溪流由于受纳了矿区外排废水,明显受到了U和Mn的污染:U含量在枯水期和丰水期分别为(0.415±0.619)mg.L-1和(0.233±0.308)mg.L-1,Mn含量在枯水期和丰水期分别为(8.72±12.8)mg.L-1和(8.56±12.61)mg.L-1;(3)受纳溪流中U、Fe的含量枯水期高于丰水期,而Mn和Cu的含量基本保持不变,且大多数元素的含量随着迁移距离的增加在枯水期和丰水期均呈下降趋势,指示污染源来自铀矿区;(4)铀矿区生产活动引起的地表水污染目前仅局限于铀矿区和周边较小的区域,但仍应引起重视.

混凝沉淀法处理锑离子的影响因素及动力学研究

研究了聚合硫酸铁(PFS)对含锑(Sb)废水的处理效果,探讨了pH值、初始质量浓度、沉淀时间、石灰乳投加量及温度对PFS处理含锑废水的影响。结果表明,pH值对锑离子的去除有重要影响,碱性条件有利于锑离子的去除,当pH=9时,去除率达到96.81%。在PFS和石灰乳投加量一定的情况下,去除率随着初始质量浓度的升高而下降。沉淀时间对锑离子的去除有一定影响,随着时间的延长,去除率增大,当沉淀时间为90min时,水中锑离子基本沉降完全。石灰由于质优价廉,常被用来调节废水pH值,但大量石灰加入水中会引起沉渣过多,使得二次处理困难,因此选择用NaOH和HCl调节废水pH值,并定量投加石灰的方法处理废水。对初始质量浓度为5.0 mg/L的含锑废水,PFS和石灰乳投加量均为500.0 mg/L时去除率可达98.0%。温度对PFS处理含锑废水的效果影响不大,随着废水初始质量浓度的升高,温度的影响逐渐显著,温度升高导致去除率增大。PFS去除锑离子的过程符合二级线性动力学方程。

粤西黄铁矿区铊-铅污染土壤的环境质量研究

以云浮硫铁矿开采场和尾渣堆放区为研究对象,采用HNO3-H2O2-HClO4-HF混酸-微波消解处理土壤样品,运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定土壤样品中重金属的含量,研究了开采场附近土壤表层、尾渣堆放区土壤剖面的铊、铅、镍、铜、锌、镉等毒害重金属的含量。结果表明,云浮硫铁矿开采活动给矿区土壤环境带来了严重的危害。与中国土壤环境背景值相比,土壤中重金属含量最高可为背景值的35倍。运用Muller地积指数对土壤重金属污染现状进行了系统的环境风险评估,证实目前云浮矿区土壤中存在不同程度的铊、铅、铜、锌、镉等毒害重金属污染,其中,铊、铅的污染最为严重,镉、锌等达到中度污染至强污染,且污染已经渗透至土壤深层,特别是毒害性极强的重金属铊,生态环境受到严重危害。

水稻土中砷的环境化学行为及铁对砷形态影响研究进展

在水淹缺氧环境下,界面微环境中水稻土铁矿物的还原以及根表铁膜的生成是引起砷释放还原和促进砷被吸附的过程,识别铁对砷的作用机制是有效降低水稻对土壤砷吸收的方法。本文综述了水稻土中铁对砷的作用机制的国内外研究现状,并从水稻通气组织、土壤溶液氧化还原电位、铁矿物类型、有机质和阴离子种类等5个方面讨论水稻土中铁对砷的化学行为的影响,并展望了今后的研究方向,以期为水稻土砷污染防治及抑制水稻对砷的吸收提供参考。

气候变化对环境空气质量影响的研究进展

回顾了国内外气候变化对环境空气质量影响的相关研究成果。已有研究表明,气候变化可以通过改变地面气温而加速某些大气污染成分(如O3)的前体物(如VOCs)的自然源排放,可以通过改变化学反应速率、边界层高度和天气系统出现频率等来影响污染物的垂直混合和扩散速度,还可以通过改变大气环流形势,进而改变污染物的传输方式;气候变化不仅影响到室外空气质量,还可以影响室内空气质量,给人体健康带来威胁。因而,气候变化可以影响局地或地区的大气环境质量,也可以带来室内空气质量的改变,这些认识已被学者们达成一致。但是这些影响仍存在着诸多不确定性因素,主要包括:未来气候变化的趋势和程度,未来的大气污染物及其前体物的排放量,大气污染成分与气候变化因子间的相关关系,不同大气组分间在不同气象条件作用下的物化过程和机理的认识等。我国在涉及气候变化对环境空气质量影响研究方面处于起步阶段,建议今后加强该项研究,尤其是在气候变化对与空气质量相关的公共健康影响方面的研究。