福州市道路灰尘中多环芳烃粒径分布、生物可利用度及其毒性当量

以福州道路灰尘为研究对象,研究了不同粒径灰尘(>250μm、250—53μm和<53μm)中多环芳烃(PAHs)的含量和组成,并利用体外消化模型结合固相萃取技术评估了不同粒径灰尘中PAHs的生物可利用度以及有效态PAHs的苯并(a)芘(BaP)毒性当量浓度(TEQBaP).结果表明,(1)不同粒径灰尘中PAHs总量随粒径减小而增加(>250μm,0.597 mg·kg^(-1);250—53μm,1.235 mg·kg^(-1);<53μm,3.931 mg·kg^(-1)).不同粒径灰尘中PAHs组成基本相同,都为4环(58.5%±0.8%)>5环(21.5%±0.4%)>3环(13.3%±0.9%)>6环(4.8%±0.2%)>2环(2.0%±0.3%);(2)不同粒径灰尘中有效态PAHs总量随粒径减小而增加,但>250μm粒径灰尘中PAHs的生物可利用度显著高于250—53μm和<53μm粒径灰尘(P<0.05).总体上,低环(2环、3环和4环)PAHs生物可利用度要大于高环(5环和6环)PAHs;(3)不同粒径灰尘中有效态PAHs的总TEQBaP值随粒径减小而增大,且不同粒径灰尘中4环和5环PAHs的TEQBaP值都显著高于其他环数PAHs(P<0.05).由于不同粒径灰尘中4环PAHs含量都最高,且其具有较高的生物可利用度和TEQBaP值,因而在人体内潜在毒性风险最高.

一种鸡粪来源溶解有机氮在天然海水中不同降解阶段生物可利用性及其组分结构特征

陆源溶解有机氮(DON)是近海环境中的重要氮来源,对海洋生态系统的影响与自身生物可利用性、组分和结构有关。如何表征DON在天然海水老化过程中不断变化的生物可利用性及其结构特征是难点。以畜禽养殖鸡粪作为DON来源,通过1年的天然海水自然降解实验,测定和表征了不同降解阶段DON的理化参数和光谱特征。结果表明,按培养时间划分的生物可利用组分(BDON)中,易利用组分(LBDON,0~12 d)、半易利用组分(HLBDON,12~80 d)和难利用组分(RBDON,80~365 d)占比分别为51.41%、31.79%和2.63%。其中,LBDON和HLBDON主要是三维荧光色氨酸T组分和土壤富里酸D组分,结构上主要是胺基官能团;RBDON主要是可见光富里酸C1组分,主要包括胺基、羟基、芳基和羧基/酯基等官能团;而惰性组分(RDON)主要是三维荧光紫外区富里酸A组分和类腐殖酸E组分,结构上主要包括炔基、芳基和羧基/酯基等。RDON较BDON在芳香性、疏水性和腐殖化指数上均显著升高,分别升高了89.8%、86.5%和39.2%。研究结果有助于深入理解海洋中陆源DON的生物可利用性及其生态效应。

南黄海溶解态氨基酸组成特征及DON生物可利用性研究

生物可利用性有机氮(BDON)在海洋生态系统氮循环中起着关键作用,氨基酸是BDON的重要组成部分,也是DON生物可利用性的重要指示物。本研究阐述2021年春、夏季南黄海水体中总溶解氨基酸(THAA)组成和时空分布特征,并对南黄海DON生物可利用性进行分析。南黄海DON物质的量的浓度(下文简称浓度)分布呈现近岸高、远岸低的特征,夏季THAA水平分布上呈现北高南低的特征。夏季南黄海THAA的平均浓度(1.11±0.34μmol/L)略高于春季(0.98±0.28μmol/L)而DON平均浓度春季(8.17±5.06μmol/L)明显高于夏季(5.72±2.82μmol/L)。南黄海氨基酸主要由丝氨酸、甘氨酸+苏氨酸、谷氨酸、精氨酸、丙氨酸等构成,其占总氨基酸的比例春季(61.51%)略低于夏季(65.69%)。南黄海以硅藻为主的浮游植物群落是水体氨基酸的重要来源,浒苔绿潮暴发显著影响了水体氨基酸的组成。夏初浒苔绿潮进入消亡和降解阶段,这可能是南黄海35°N以北海域DON具有很高的生物可利用性的重要原因。

基于聚球藻报告基因的水体营养盐生物可利用性检测

研究从生物可利用性角度出发,筛选出2个高效且特异响应氮、磷生物可利用度的聚球藻启动子,驱动细菌荧光素酶报告基因,构建了用于直接检测环境样品中营养盐生物可利用度的微藻细胞生物报告器,获得了生物发光与标准氮(NO_(3)^(-))、磷(PO_(4)^(3-))营养盐浓度的关系曲线,可用于水体氮、磷生物可利用度的快速检测。同时,使用国标法与本方法对南海航次水样进行了测定,国标法测得的磷浓度为0.17—3.00μmol/L,氮浓度为1.04—49.34μmol/L,而本方法测定的磷浓度为0.10—1.13μmol/L,与国标法测定的结果接近;氮浓度为32.57—98.06μmol/L,比国标法测得的浓度高,可能是由于水样中还含有其他形式的氮。研究提出了利用生物报告器检测并量化海水氮、磷生物可利用性的方法,是对水体营养盐化学浓度指标的重要补充,为环境样品营养盐生物可利用性检测提供了新的方向和思路。

养马岛附近海域藻华期间有色溶解有机质的生物可利用性研究

本研究利用吸收光谱和荧光激发-发射矩阵光谱-平行因子分析(EEMs-PARAFAC),研究了养马岛附近海域海水中有色溶解有机质(CDOM)的浓度、组成、来源和生物可利用性,并估算了浮游植物生长繁殖对CDOM及具有生物可利用性CDOM的贡献。结果表明,表、底层海水中CDOM浓度(以吸收系数a350计)平均值分别为1.62±0.42 m^(-1)和1.30±0.47 m^(-1),光谱斜率(S275-295)平均值分别为0.022±0.003 nm^(-1)和0.023±0.003 nm^(-1)。利用PARAFAC模型识别出4种荧光组分,分别为陆源类腐殖酸C1、类色氨酸C2、类酪氨酸C3和微生物源类腐殖酸C4。荧光指数(FIX)、腐殖化指数(HIX)和生物指数(BIX)显示,CDOM受陆源输入和海洋自生源的综合影响。降解实验结果显示,表、底层海水中生物可利用性CDOM百分比(%∆a_(350))平均值分别为(23.36%±17.94%)和(8.93%±20.30%)。C1、C2和C4组分的荧光强度在培养之后降低,而C3组分的荧光强度上升。各荧光组分生物可利用性依次递减的顺序为:%ΔC1(23.75%±8.96%)>%ΔC4(20.83%±11.71%)>%ΔC2(11.67%±38.87%)>%ΔC3(-29.61%±39.90%),显示培养之后CDOM的平均分子量和腐殖化程度降低。表层海水中a_(350)、%Δa_(350)与Chl a之间存在显著线性相关关系,据此可以估算出浮游植物生长繁殖对CDOM的贡献为36.9%,对具有生物可利用性CDOM的贡献为85.0%。

生物可利用25(OH)D、甲状旁腺素对老年髋部骨折术后功能恢复的影响

目的研究生物可利用25(OH)D、甲状旁腺素对老年脆性髋部骨折术后功能恢复的影响。方法采用前瞻性队列研究,收集我院2017年5月至2021年11月318例老年髋部骨折患者,选取同时期在体检中心参加体检的健康人为对照组,采用自行设计调查问卷进行调查,检测钙、白蛋白、维生素D结合蛋白、总25(OH)D、甲状旁腺素水平,计算生物可利用25(OH)D水平。随访评价髋部骨折患者术后功能表现,采用多因素Logistic回归模型分析生物可利用25(OH)D、甲状旁腺素与老年脆性髋部骨折功能的相关性。采用受试者工作曲线下面积(receiver operating characteristic,ROC)研究生物可利用25(OH)D、甲状旁腺素与老年脆性髋部骨折术后功能的预测价值。结果本研究共纳入318名患者,总25(OH)D(OR=0.866,95%CI:0.834~0.899,P<0.001)、生物可利用25(OH)D(OR=0.775,95%CI:0.655~0.917,P=0.003)和甲状旁腺素(OR=1.909,95%CI:0.852~0.969,P=0.004)与康复效果有关。ROC曲线分析结果显示,总25(OH)D、生物可利用25(OH)D和甲状旁腺素的曲线下面积分别为0.826、0.644和0.579。结论高总25-(OH)D、高生物可利用25(OH)D、低甲状旁腺素水平促进老年髋部脆性骨折术后功能恢复。

环境中的硫化汞及其生物可利用性

硫化汞(HgS)是最常见的汞形态,由于其较低的溶解度,常被认为是生物惰性的,但近些年的研究证明,HgS可被微生物甲基化,生成毒性较强并能在食物链中传递和蓄积的甲基汞(MeHg),对生态安全和人类健康造成潜在威胁。HgS主要存在于汞矿,人类对汞的长期开采利用导致HgS在自然界中也广泛分布,并以多种形式存在。文献证明HgS本身的理化性质以及多种物质和环境因素均可以影响HgS的环境行为,这些环境行为也是汞循环的重要环节。本文总结了HgS的分布、分析方法、生成、转化以及生物可利用性等方面的研究现状,希望能对进一步探究HgS在汞的地球化学循环过程中扮演的角色以及发展汞生态风险的评估技术有所帮助。

太湖不同营养水平湖区沉积物磷形态与生物可利用磷的分布及相互关系

采用EDTA螯合剂法和不同的化学提取法,研究了太湖3个不同营养水平湖区中8个位点表层沉积物总磷、各组分磷及生物可利用磷的含量分布,探讨了太湖不同营养水平湖区表层沉积物的释磷潜力和生物可利用磷的来源．结果表明,太湖不同营养水平湖区表层沉积物总磷、无机磷和生物可利用磷含量分布差异较大,且与各湖的营养水平相一致．有机磷含量与有机质和含水率显著相关;沉积物中Fe-P和Ca-P对生物可利用磷的贡献较大,这部分磷具有较大的潜在释放风险．

长江中下游湖泊沉积物生物可利用磷分布特征

利用化学提取方法对太湖6个样点,巢湖4个样点和龙感湖3个样点的表层沉积物和沉积物柱样进行了生物可利用磷(BAP)测定．北太湖表层沉积物的平均含量为259．5mg／kg,而西部湖区平均含量为114 6mg／kg,湖心区平均含量为40．6 mg/kg,而东太湖平均含量为50．7 mg／kg,呈显著北高南低的特点．巢湖西部湖区表层沉积物的BAP平均含量为 254．2 mg／kg,而东部湖区BAP含量降低为101．9mg／kg．龙感湖表层沉积物BAP平均含量为67．8 mg／kg．显著表明污染程度较高的湖区沉积物的BAP相应较高．BAP在沉积物中随深度呈指数降低,显示生物可利用磷在沉积作用下向稳定的非活性磷转化．夏季沉积物中的BAP由于生物活性的增强向溶解态活性磷转化过程增强,显示为较低的BAP含量．BAP 含量与水体溶解态活性磷呈正相关关系,且该相关性在BAP含量较低的样点好于高BAP的样点．

胶州湾不同形态磷的沉积记录及生物可利用性研究

利用磷的连续分级浸取法,研究了胶州湾柱状沉积物不同粒级中磷的赋存形态,并探讨了影响磷含量与分布的因素和沉积物中磷的生物可利用性.结果表明,在细、中和粗3个粒级的沉积物中,无机磷是磷的主要赋存形态,Ca-P则是无机磷的优势形态,有机磷只占较小的比例.粒度、有机碳(OC)、pH以及氧化还原电位等是影响胶州湾沉积物中磷的地球化学特征的重要因素.其中除Ca-P外,其他形态的磷大都随着粒度的变细,含量逐渐增加.磷的生物可利用性分析表明,胶州湾潜在的生物可利用磷主要包括可交换态磷、铝结合态磷、铁结合态磷和有机磷等4种赋存形态,并且潜在的生物可利用磷的含量随着粒度的变细,其所占的比例也逐渐增加.沉积物中生物可利用性磷与浮游植物的数量和水体中的磷酸盐大致呈正相关关系.

基于生物可利用性与宽浓度范围的Hakanson潜在生态风险指数法的创建——以小秦岭金矿区农田土壤为例

Hakanson潜在生态风险指数法是土壤重金属潜在生态风险评价的一种常用方法,研究与实践证明其有效性的同时,也发现了其不足之处:忽略了土壤重金属不同形态之间潜在生态风险的差异,且只重视重金属含量高于参考值时的生态风险,而对低于参考值时的情况没有给予考虑,以致特定情况下的评价结果不能很好地反映实际生态风险,因而有必要创建适用性更广的Hakanson潜在生态风险指数法。为此,基于全过程控制优化的思想,引入了生物可利用性毒性系数,并将修正浓度与参考值差值引入计算公式,创建了基于生物可利用性与宽浓度范围的Hakanson潜在生态风险指数法,实现了对重金属不同形态风险贡献的差异及重金属浓度低于参考值情况下潜在生态风险的准确把握。以小秦岭金矿区为典型区域,辅以对采集土样重金属总量及5种形态含量的分析,开展案例研究。结果表明,基于生物可利用性与宽浓度范围的Hakanson潜在生态风险指数法能客观地揭示土壤重金属的潜在生态风险,具有更大的适应性,是一种有效的潜在生态风险评价方法。

模拟降雨条件下生物可利用磷在地表径流中的流失和预测

本文通过模拟降雨径流实验,运用两种生物可利用磷（BAP）的化学浸提方法,在1.2mm·min^（-1）的大暴雨条件下,研究在施肥和未施肥两种情况下,BAP的径流流失方式和过程,并建立模型进行BAP的预测,结果表明,运用两种BAP的化学浸提方法测定的结果差异性不显著（p=0.05）,并具有1:1的线性相关关系;BAP的流失通过溶解态磷（DP）和颗粒态生物可利用磷（BPP）两种形态方式,随着降雨径流时间的延长,累积的BAP量呈对数式增加,径流流失的BAP量约占总磷量的25—30%;施肥能增加DP和BAP的流失量;通过模拟实验建立了BAP的预测模型: BAP=DP+BPP [DP]=（0.035×P_O×SL×t^（-0.2）×W^（0.5））/V [BPP]=1.19BPP_（soil）×SL并检验了BAP的预测结果无显著差异（p=0.05）。

贵州红枫湖沉积物生物可利用磷分布特征及其与粒径的关系

应用化学提取法分析了红枫湖主要出入湖河口及湖心沉积物生物可利用磷(BAP)的含量,并探讨了BAP空间分布与总磷(TP)和粒度组成之间的关系.研究结果表明,各形态BAP含量顺序为:藻类可利用磷(AAP)>NaHCO3可提取磷(Olsen-P)>水溶性磷(WSP)>易解吸磷(RDP).沉积物柱芯中BAP迅速降低,剖面变化比TP更为明显.各形态BAP与TP显著相关,除RDP与AAP外,其它形态BAP之间也显著相关.Olsen-P是评价红枫湖沉积物磷的生物有效性的最佳指标.红枫湖沉积物颗粒组成以粘土及粉砂为主,湖心沉积物比河口粒度小.表层(0-5cm)沉积物中Olsen-P和AAP的含量与细组分(粘土)的比例呈正相关,而RDP、WSP与细组分呈负相关性,表明沉积物细组分对深水湖泊富营养化的重要性.

厦门市郊区PM_(2.5)和PM_(10)中重金属的形态特征及生物可利用性研究

开展气溶胶中重金属形态特征及其生物可利用性的研究有利于探析大气重金属污染物在环境中的迁移规律,进一步评估大气重金属的环境和健康毒理效应.基于此,该研究采用BCR 连续提取法结合ICP-MS 测定了厦门市集美区2014 年4 月至2015 年3 月为期1 年的PM2.5、PM2.5-10（粒径大小在2.5-10 μm 之间的颗粒物）及其中不同形态金属Al、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb 的含量.结果发现集美区PM2.5、PM10 年平均质量浓度分别为（50.52±20.48）和（82.48±22.42） μg·m^-3,PM2.5/PM10 比值稳定在40%-70%之间,二者的质量浓度和比值均呈现冬春季高、夏秋季低的季节变化趋势.重金属形态特征结果显示集美区PM2.5、PM2.5-10 中的Al、Cr、As 的存在形态以残渣态为主;金属Ni、Cu、Zn、Cd、Pb 则大量存在于弱酸提取态中,其来源受人为影响显著.这些金属中Pb 和Cd 的富集系数（EF）和生物利用有效系数（K）最高,易迁移进入生物体内,毒性危害高.生物有效性和形态特征分析结果表明随着气溶胶粒径的减小,非残渣态的重金属含量增高,K 值变大,可迁移转化能力增强,说明PM2.5 中的重金属对生物的毒性高于PM2.5-10 中的,该现象应引起重视.

富营养化湖泊溶解性有机碳生物可利用性研究进展

富营养化湖泊溶解性有机碳(DOC)包括内源和外源性碳源,不同来源碳源在物质化学结构组成和分子量级等方面具有显著差异,进而影响到对细菌的生物可利用性和碳素在食物网中的传递效率。根据国内外文献,综述了内外源DOC在碳稳定同位素值域上的显著差异,建议通过对DOC碳稳定同位素的分析来识别富营养化湖泊中DOC的主要来源;通过对比内外源DOC在碳水化合物、结合态中性糖和腐殖质含量上的差异,并结合细菌生长参数如细菌二级生产力、细菌呼吸作用及细菌生长效率来分析内外源DOC对细菌的生物可利用性。从富营养化湖泊DOC来源的角度探讨其生物可利用性和碳素传递效率,有助于了解富营养化湖泊食物网中碳素循环特征,加强对湖泊生态学的认识,为湖泊环境治理与保护提供科学依据。

人工模拟降雨条件下紫色土坡地生物可利用磷的输出

采用人工模拟降雨研究了不同坡度和降雨强度条件下紫色土坡地的磷素迁移方式和规律.结果表明,降雨强度和坡度越大,颗粒态生物可利用磷（BPP）输出值越大.壤中流BPP浓度为地表径流BPP输出浓度的30%-45%;壤中流可在一定程度上减缓地表径流和生物可利用磷（BAP）的输出;地表径流和壤中流水溶性磷（DP）输出无显著差异,BPP与BAP浓度比在80%以上;BPP主要通过泥沙以径流方式迁移,壤中流的少量泥沙是壤中流BPP迁移的主要途径;BAP输出浓度和径流量的关系显著相关.暴雨易引起BAP和泥沙的大量迁移,表明强度大的降雨可能给水体环境带来更大的压力.

中国部分城市污泥中矿质元素形态与生物可利用性研究

近年来随着城市污水处理厂数目迅速增加 ,低成本、高效率的污泥农用受到越来越多的关注。研究从北到南的五家污水处理厂消化污泥中矿质元素的含量和形态分布 ,为污泥资源化的合理利用提供科学参考。结果表明 :消化污泥总体呈高有机质、高氮磷、低 K、高矿质元素营养的相似性 ,但其理化性质如阳离子交换容量 ( CEC)、p H等差异较大 ,对矿质元素的形态分布与生物可利用性有明显的影响。同种元素在不同污泥中含量的差异较大 ,相差数倍 ,甚至十倍以上。污泥中不同元素含量明显不同 ,Fe的浓度最高 ,次之是 Mg、Zn、B的浓度最低。连续提取研究表明 ,污泥 p H对污泥中矿质元素的形态分布有明显影响 ,酸性污泥 (厦门污水处理厂 )中各矿质元素酸溶 /交换态百分率明显高于其他污泥。Cu主要分布在氧化态 ;Zn的三态分布百分率均在 10 %以上 ;Mg、Mn的酸溶 /交换态含量较高 ;Fe主要分布在残渣态 ;B氧化态和还原态的百分率较高。建议在全国范围内进行一次污水处理厂污泥品质调查 ,为污泥合理农用提供科学依据。

两种形态分析法对EDTA萃取前后土壤重金属的生物可利用性分析

采集2种重金属污染土壤,运用Tessier和Leleyter2种连续提取法分析了土壤重金属Pb、Cd、Cu和Zn的形态及其分布,研究了EDTA萃取前后土壤重金属Pb、Cd、Cu和Zn的生物可利用性。结果表明,EDTA能有效地萃取土壤中重金属,在一定浓度条件下,EDTA溶液对Pb、Cd和Cu的萃取能力比其对Zn的强。EDTA萃取前,2种污染土壤中重金属的生物可利用态含量及其百分比都较低,而其生物潜在可利用态和不可利用态的含量及其百分比都较高。萃取后,2种污染土壤重金属的生物可利用态含量和百分比都有不同程度的增加,而其生物潜在可利用态和不可利用态的含量有所减少。EDTA促进了生物潜在可利用态和不可利用态的重金属向生物可利用态转变。Leleyter连续提取法在评价生物潜在利用态重金属方面较Tessier连续提取法好。

城市河流淤泥中重金属的生物可利用性

采用"三步连续萃取法"研究了哈尔滨市何家沟淤泥样品中重金属(Cu,Pb,Zn和Cd)的生物可利用性,结合淤泥中重金属"可利用态"分析了重金属对环境影响的程度,为淤泥的处理提供理论依据.

黄东海陆架区沉积物中磷的形态分布及生物可利用性

采用1992年Ruttenberg连续提取法(SEDEX)将黄东海陆架区沉积物中的磷分为交换态磷(Ex-P),Fe结合态磷(Fe-P),自生磷(Au-P),碎屑磷(De-P),有机磷(Or-P),分析了各形态磷的平面和垂直分布特征;利用沉积物年代序列测定的结果,探讨了柱状沉积物中不同形态磷的含量变化,并进一步分析了该区域磷形态的生物可利用性。结果表明,黄东海陆架区表层沉积物各形态磷平均含量为:Au-P(140.72μg/g)>De-P(59.23μg/g)>Or-P(32.69μg/g)>Fe-P(29.91μg/g)>Ex-P(5.92μg/g);各形态磷在沉积时间序列上分布不同,反映了不同时期人类活动和气候环境等因子对磷埋藏量影响的不同,其中Au-P在长江口H1-18站位含量比南黄海中部3个站位要低得多;调查区表层潜在生物有效磷为13.55%左右,仅仅占沉积磷中的一小部分。