典型有机磷阻燃剂对蓝藻的Hormesis效应及机制探究

为探究有机磷阻燃剂(Organophosphate Flame Retardants,OPFRs)对蓝藻的毒性效应,以铜绿微囊藻为蓝藻受试模型,测定典型OPFRs{烷基OPFRs磷酸三乙酯(Triethyl Phosphate,TEP)和氯代OPFRs磷酸三(2-氯乙基)酯[Tris(2-Chloroethyl)Phosphate,TCEP]}对蓝藻生长及光合色素、氧化应激、细胞膜疏水性等相关生理指标的影响。结果显示,TEP与TCEP均对铜绿微囊藻的生长产生了低质量浓度促进、高质量浓度抑制的Hormesis效应,促进生长的质量浓度分别为6.80×10^(-4)~1.53×10^(-1)mg/L和5.87×10^(-5)~1.54×10^(-1)mg/L。相关生理指标变化显示,低质量浓度OPFRs通过提高光合色素的合成及调控活性氧的适当增加可刺激蓝藻增殖;相反,高质量浓度OPFRs则阻碍光合作用,对藻细胞产生氧化胁迫,进而改变细胞膜疏水性致使细胞膜受损,最终导致蓝藻大量死亡。研究结果表明,OPFRs能引发蓝藻生长的Hormesis效应,且氯代OPFRs比烷基OPFRs具有更明显的生物效应,在一定暴露质量浓度内具有促进蓝藻水华形成的潜在环境风险。研究可为OPFRs水生毒性和相应的环境风险评价提供数据基础和理论依据。

江西省农业绿色发展协同效应研究

探究江西省农业绿色发展水平的提升路径,可为农业绿色发展提供理论依据。以江西省为例,构建农业资源、生态环境和社会经济3个维度的协同发展关系,测度与评价2008—2020年江西省农业绿色发展水平现状,并通过系统动力学模型设计农业生产方式、农业科技创新、经济发展、消费习惯、政策支持5种策略下的7种情景模式对2021—2030年江西省农业绿色发展系统的影响。结果显示:在2008—2020年,江西省农业绿色发展水平先降后升,总体趋势向好,化肥农药零增长行动效果显著。在维持现有情景模式下,在2021—2030年江西省农业绿色发展水平能够进一步提升,7种情景模式均能有效促进江西省农业绿色发展水平。在各要素独立作用下,调减耕地复种指数、提高化肥利用率对江西省农业绿色发展水平的促进效果更为显著;与单要素发展相比,多要素协同发展对江西省农业绿色发展促进效果更大。为了使江西省农业绿色发展水平朝着有序方向发展,未来应构建区域多要素协同发展机制,实现农业生产生态生活全过程全方位绿色化。

土荆芥凋落物腐解液的化感效应及根边缘细胞的响应机制

为深入探讨入侵植物土荆芥(Chenopodium ambrosioides L.)的化感作用机制,以土荆芥入侵地广泛种植的农作物玉米(Zea mays L.)、大豆[Glycine max(L.)Merr.]、苦荞麦[Fagopyrum tataricum(L.)Gaertn.]为受体,采用纯琼脂悬空气培养法和根边缘细胞(Root Border Cells,RBCs)移除试验,研究土荆芥凋落物腐解物对受体RBCs的作用,以及RBCs存在与否条件下对受体作物幼根长度、根冠果胶甲基酯酶(Pectinmethyl Esterase,PME)活性的影响,并用化感效应指数进行评价。结果显示:土荆芥茎和叶腐解液对3种受体植物幼根生长均具有抑制作用,其化感效应指数依次为苦荞麦(0.295)、大豆(0.239)、玉米(0.163),对本地种(苦荞麦、大豆)的化感效应大于外来种(玉米);叶腐解物的化感抑制作用普遍强于茎腐解物;腐解时间越短,腐解物化感抑制效应越强。3种作物的RBCs数量与PME活性均呈显著正相关,当处理时间延长或腐解天数减少时,高浓度处理组的PME活性减弱,RBCs数量下降,死亡率上升,根长变短;移除RBCs后,根生长受抑制程度加剧。其中,玉米和苦荞麦在去除RBCs及处理12 h时部分处理组的PME活性增加,RBCs数量与根长变化量呈极显著正相关。结果表明,在受到土荆芥腐解物化感胁迫早期,作物可通过应激反应增加PME合成提高其活性,并释放较多的RBCs以保护幼根生长。当胁迫超过一定阈值后PME合成减少,RBCs数量降低且死亡率增加,根的生长受到抑制,但大豆存在不同的响应机制。

新工科视域下制药环保人才培养模式的探究

基于新工科环境类专业对应用型人才和创新型人才的培养要求,以及制药行业绿色可持续发展的人才需要,建立了一套“新工科”视域下制药环保人才培养模式。以问题和成果为导向,立足新理念,体现时代性和创新性,完善人才培养方案、优化课程体系、创新实践教学等,以期培养具有前瞻性和引领力的创新型人才,更好地服务于地方经济发展。

赤铁矿纳米晶吸附水中砷的晶面依赖性

赤铁矿会影响地下水砷的迁移转化,探索赤铁矿对As(Ⅲ)吸附的晶面依赖性对理解地下水As(Ⅲ)迁移转化和吸附去除具有重要意义。研究制备3种不同晶面暴露的赤铁矿纳米晶并用于水中As(Ⅲ)的去除,在室温条件下,当As(Ⅲ)初始质量浓度为1 mg/L、原始pH值为6.10、吸附剂质量浓度为0.20 g/L时,赤铁矿纳米棒(Hematite Nanoplates,HNRs)在吸附平衡时对As(Ⅲ)的去除率最高为73.95%,吸附容量为8.23 mg/g,吸附行为符合Langmuir模型,As(Ⅲ)在赤铁矿表面形成了单层吸附。不同晶面暴露赤铁矿纳米晶在pH值为6时对As(Ⅲ)的去除率最高,尤其是HNRs,可达到81.67%;HNRs去除水中As(Ⅲ)受共存离子F^(-)和PO_(4)^(3-);的静电吸附、络合效应影响较大。As(Ⅲ)通过在赤铁矿纳米晶表面形成As(Ⅲ)—OH、Fe(Ⅲ)—O—As(Ⅲ)进行去除,As(Ⅲ)能优先吸附在{110}晶面上并在赤铁矿表面形成Fe(Ⅲ)—O—As(Ⅲ)络合物。研究为赤铁矿对地下水中As(Ⅲ)迁移和吸附的晶面依赖性提供了新的思路和策略。

银纳米线SERS快速高灵敏检测水中痕量Hg2+研究

水中痕量重金属汞离子(Hg^(2+))对人类健康会构成严重威胁,因此快速高灵敏检测水中痕量Hg^(2+)具有重要科学意义和实际应用价值。为实现这一目标,研究运用银纳米线(silver nanowires, AgNWs)作为表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS)基底来快速高灵敏检测水中痕量Hg^(2+)。用旋涂法制备了均匀分布的AgNWs基SERS基底,并用罗丹明6G(Rhodamine 6G,R6G)作为拉曼信标分子,以间接检测水中痕量Hg^(2+)。通过研究SERS活性、稳定性、重现性、选择性、AgNWs直径及pH值对其SERS活性的影响,用时域有限差分法(Finite Difference Time Domain, FDTD)模拟了AgNWs表面电场分布情况。结果显示,AgNWs基SERS基底具有良好的活性、优异的信号再现性、稳定性和选择性,SERS活性随着直径的增大而增强,对Hg^(2+)的检测限(Detection Of Limit, LOD)达10-11mol/L,远低于美国环境保护署(The U.S. Environmental Protection Agency, EPA)的饮用水Hg^(2+)浓度标准(10-8mol/L)。在低浓度范围内,SERS特征峰强度(R^(2)=0.9919)有良好的线性关系。FDTD模拟结果为试验结果提供了有力的理论支撑,可为水中检测痕量Hg^(2+)提供新策略,在环境监测中具有广阔的应用前景。

健康风险评价中中国人皮肤暴露面积的估算

为更加科学地开展我国健康风险评价,基于中国人身高与体重的统计资料,根据美国环保局、Gehan和George、Haycock等的模型,计算了中国人皮肤总表面积、不同部位皮肤的表面积和不同暴露环境下的皮肤暴露面积。结果表明（美国环保局模型）,中国成年男性和女性的平均皮肤表面积分别为1.69 m^2和1.53 m^2,比美国成年男性和女性的平均皮肤表面积分别低13%和10%;2-12岁年龄段的男性和女性的平均皮肤表面积分别为0.84-0.91 m^2和0.82-0.89 m^2;12-20岁年龄段的男性和女性的平均皮肤表面积为1.48-1.57 m^2和1.42-1.47 m^2。研究表明,我国居民的平均皮肤表面积低于美国居民,因此建议在开展健康风险评估时尽量使用我国居民的人体参数值。此外,不同的暴露情景和季节,人体暴露的皮肤面积也不同,可根据具体情况确定暴露的皮肤表面积。

海泡石与磷酸盐对镉铅复合污染土壤的钝化修复效应

通过盆栽试验研究了海泡石、磷酸盐以及二者复配施用对重金属Cd、Pb复合污染土壤的钝化修复效应。结果表明,海泡石单一处理对油菜生长没有显著的促进作用,而磷酸盐单一处理以及海泡石与磷酸盐复合处理可以显著提高油菜地上部和根部生物量。海泡石与磷酸盐复合处理对降低油菜地上部Cd、Pb质量比效果最为显著,最大降低率分别可达59.76%和38.95%;磷酸盐单一处理降低油菜根部Cd、Pb质量比效果最好,最大降低率可达32.19%和44.30%;海泡石单处理降低油菜Cd、Pb吸收的效果最差。不同钝化剂处理均可显著提高土壤pH值。绝大部分钝化剂处理均可显著降低土壤有效态Cd、Pb质量比。综合试验结果,6%海泡石与磷酸盐复合处理对土壤Cd、Pb复合污染的钝化修复效果最好。

金属和氧化物纳米颗粒对细菌毒性的研究进展

阐述了纳米颗粒的组分、尺寸、形状和表面电荷等性质与毒性的关系,介绍了纳米颗粒对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的毒性差异,指出了分散介质、暴露方式等毒性试验条件对纳米颗粒细菌毒性的影响,讨论了纳米颗粒对细菌毒性的可能机制,如氧化损伤、破坏细胞壁、作用于蛋白和核酸以及释放出金属离子等。针对目前纳米毒性研究尚处于起步阶段的现状,提出了建立纳米材料的毒性评价方法,加强从分子生物学水平开展对毒性机制的研究等建议。

中山杉406对富营养化水体营养物质去除效能的研究

采用室内盆栽方式研究中山杉406(Taxodium‘Zhongshanshan406’)在5 cm与10 cm两种淹水水平下对轻度、中度、重度富营养化水体营养物质的去除效能。结果表明,中山杉406在3种水体中生长良好,其对N的吸收量显著高于自来水的对照处理。中山杉对水体N、CODMn的去除率随着取样时间的延长而升高;且40 d时,3种水体中山杉处理的TN与CODMn去除率显著高于各自未种植物的空白处理,其中在轻度富营养化水体分别高出53%、7%,在中度富营养化水体分别高出10%、9%,在重度富营养化水体分别高出8%、16%。除中度富营养化水体10 cm淹水水平外,其余水体中山杉处理的TN质量浓度均低于国家地表水环境质量标准II类水质的标准限值(0.5 mg/L)。中山杉406的P含量在自来水的对照处理与3种富营养化水体之间没有显著差异;同样,种植中山杉406并没有显著影响3种富营养化水体P的去除率。可见,中山杉406对3种不同程度富营养化水体的N等营养物质有较强的去除能力。

菹草衰亡腐烂对水质持续性影响试验研究

为研究菹草衰亡残体对水质的持续影响,在铺有10 cm厚底泥的A、B、C、D、E 5个实验桶内添加生物量分别为4 kg/m^2、3 kg/m^2、2kg/m^2、0.8 kg/m^2、0 kg/m^2的处于衰老期的菹草,跟踪监测水质变化情况。结果表明:1)试验开始第10～16 d,各实验桶水体TN、TP、COD_(Mn)都达到峰值,溶解氧(DO)达到谷值,随后TN、TP、COD_(Mn)快速下降,45 d后主要水质指标都明显改善,表明菹草衰亡腐烂对水体的影响时间较短;2)试验后期,A桶内的TN、TP明显高于对照,其他桶与对照差异不大,表明在试验条件下,生物量大于3 kg/m^2的菹草残体腐烂分解会对水体产生比较严重的氮磷污染,生物量小于2 kg/m^2时,其死亡残体腐烂分解对水体营养盐增加较少;3)试验后期A、B、C桶的COD_(Mn)仍然超过Ⅳ类水标准,表明有机质降解比较慢;4)试验后期,除对照外,各实验桶的DO小于5.0 mg/L(Ⅳ类水标准)。

叶面施硅和铈对缓解生菜镉、铅毒害作用的研究

在轻度Cd、Pb复合污染菜地中,向生菜叶面喷施不同质量分数的Si溶胶和Ce溶胶,研究其对生菜的产量、品质、抗氧化酶活性及Cd、Pb吸收的影响。结果表明,叶面施Si、Ce均能促进生菜生长,降低生菜中亚硝酸盐质量比。质量分数高的Si溶胶(0.1%、0.2%)可显著提高维生素C、可溶性糖质量比,质量分数较高的Ce溶胶(0.01%～0.03%)可显著提高维生素C质量比,质量分数较低的Ce溶胶(0.005%、0.01%)可显著提高可溶性糖质量比。叶面施Si、Ce能够提高保护酶POD、SOD的活性,抑制生菜对Cd、Pb的吸收,降低其地上部Cd、Pb质量比。叶面施Si和Ce溶胶可显著改善生菜品质及降低Cd和Pd毒害效应,喷施0.05%SiO2和0.01%CeO2缓解Cd和Pb毒害作用的效果最佳。

重金属污染源解析研究进展

重金属污染源解析技术已被广泛应用于环境重金属来源分析。从目前研究最多的污染源解析模型-受体模型出发,归纳近年国内外在环境重金属污染源解析研究中常用的方法,概述其基本原理、特点及应用进展,提出当前污染源贡献率解析中存在的问题及展望。

地下水污染指标分类综合评价方法研究

近年来随着污染的加剧,地下水中检出的污染指标种类不断增加。原有的地下水污染评价方法未对天然劣质指标进行突出考虑,对指标性质差异性也未考虑,已不适用。在综合分析了地下水污染评价的各种方法后,考虑天然状态下地下水水质差异巨大,天然劣质指标的参评容易使评价结果出现偏差,对天然劣质指标进行单独考虑。另外,判别组分信息,分别对天然组分与人工组分进行评价,最后采用指标分类的污染综合评价方法对地下水的污染状况进行评价。将其运用到淮河流域某地区地下水污染评价中,结果表明,淮河流域某地区地下水中总硬度、铁、锰、氟化物、苯并(a)芘5项指标为劣质指标。研究区感官性状与一般化学指标以Ⅰ级、Ⅱ级为主,Ⅳ级中污染、Ⅴ级重污染水主要分布在研究区中西部的城区;毒理学指标以3级为主,其次为4、5级。评价结果简单明了,物理意义明确,对比内梅罗污染指数法,评价结果更加符合实际情况。提出的地下水污染指标分类综合评价方法对劣质指标进行了考虑,有效解决了评价结果偏差、夸大污染程度与范围、不同性质指标容易产生歧义的问题,综合体现了地下水污染信息。

改性钢渣颗粒吸附去除废水中磷的研究

利用酸、碱、盐、水及煅烧等对钢渣颗粒进行改性，研究改性方法、煅烧温度和煅烧时间对钢渣吸附除磷的影响，并通过表面特征分析、吸附动力学试验和吸附等温试验研究优选改性钢渣和未改性钢渣吸附除磷的特征。结果表明，粒径为0．9～2mm的钢渣经过3mol／L NaOH浸泡24h和800℃煅烧1h改性后对磷的吸附效果最佳，最大吸附量可达13．39mg／g，比未改性钢渣提高了60．75％。扫描电镜和比表面积分析可知，钢渣经碱改性后表面变粗糙，吸附孔径变小，比表面积和孔容变大。准一级动力学模型能较好地描述未改性钢渣对磷的吸附过程，碱改性钢渣的吸附动力学过程则符合Elovich模型。未改性和碱改性钢渣对磷的吸附过程均可用Langmuir吸附等温方程较好地拟合。

表面活性剂用量对有机膨润土稳定性的影响

为研究有机膨润土的稳定性,通过添加不同用量的表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)对有机膨润土进行改性处理。将制成的有机膨润土加入清水中,通过不同振荡时间、振荡强度、超声处理时间、温度、pH值及不同浓度盐溶液的处理后,测定离心得到的上清液中总有机碳(TOC)的含量。结果表明,相同处理条件下(超声处理除外),有机膨润土的稳定性均随着改性时表面活性剂用量的增加而逐渐降低。当表面活性剂用量小于或等于膨润土阳离子交换量(CEC)时,制备的有机膨润土比较稳定。振荡时间、振荡强度及反应温度对有机膨润土稳定性的影响不明显;增加超声波处理时间、pH值过高或过低均会降低有机膨润土的稳定性;提高处理溶液中的NaCl、CaCl2浓度,可增加有机膨膨润土尤其是高表面活性剂用量的改性有机膨润土的稳定性。因此,为避免有机膨润土的二次污染,在利用表面活性剂制造有机膨润土时,应根据膨润土的阳离子交换量确定适宜的表面活性剂用量,并使溶液pH值处于中性范围。

盐度胁迫对云纹石斑鱼鳃离子调节酶及渗透压的影响

为探讨云纹石斑鱼鳃离子调节酶活力及血清渗透压对盐度骤降的响应,设置4个盐度梯度(27、21、15和9)对云纹石斑鱼进行盐度骤降胁迫试验,在0、1 d、2 d、3 d和7 d时取样,测定其鳃中Na+/K+-ATP(NKA)酶、Ca^(2+)-ATP酶(Ca^(2+)-ATPase)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、乳酸脱氢酶(LDH)活力及血清渗透压。结果表明,盐度21组与15组NKA及Ca^(2+)-ATPase活力在第1 d大幅上升,显著高于对照组(p<0.05),随后下降趋于稳定,而盐度9组NKA及Ga2+-ATPase活力一直呈下降趋势;血清渗透压呈先下降后上升的变化趋势(p<0.05);SDH活力变化与离子酶一致(p<0.05);LDH活力变化与离子酶相反(p<0.05)。研究表明,在盐度骤降的情况下,云纹石斑鱼鳃进行渗透压调节分为两个阶段,一是应激反应阶段,此时NKA及Ca^(2+)-ATPase迅速升高,血清渗透压降低;二是适应阶段,离子酶活力下降趋于稳定,血清渗透压升高恢复至正常水平,而且SDH与LDH酶活力也相应变化,为渗透压调节提供能量。

酸雨对植物光合作用影响的研究进展

随着近年全球酸雨污染程度加重,酸雨对植物的影响受到国内外学者广泛关注。光合作用既是植物生物量和生态系统初级生产量形成的物质基础,也是影响植物生长发育的重要生理过程,因此研究酸雨对植物光合作用影响意义重大。综述了近年有关酸雨对植物叶片形态结构、叶绿体微结构、不同生态型、生活型和不同生育期植物净光合速率的影响,以及不同酸雨组成与复合污染对植物净光合速率影响的相关报道;并从气孔参数、光合色素、叶绿素荧光参数和叶绿体微结构等方面分析酸雨对植物光合作用影响的机制。结果表明:酸雨对植物光合作用器官叶片的影响由外向内递进,由结构向功能延伸;酸雨对植物的胁迫效果存在生态型与生活型差异;在作物不同生育阶段,酸雨对孕穗期影响最为明显;不同成分酸雨对植物影响存在差异,且硝酸型或混合型酸雨对植物的影响大于硫酸型酸雨。

抗生素药物诺氟沙星对锦鲤的毒性效应

为明确抗生素药物诺氟沙星对锦鲤的毒性效应,采用鱼类毒性试验方法,研究了诺氟沙星(Norfloxacin,NFLX)对锦鲤的急性毒性和亚急性毒性效应。结果表明,当NFLX暴露质量浓度达到1 000mg/L时,NFLX对锦鲤无急性毒性。NFLX暴露15 d,在1 mg/L、5mg/L、25 mg/L和125 mg/L 4个组中,5 mg/L组锦鲤肝脏SOD活性在6 d时达到最大(p<0.01);125 mg/L组MDA含量在15 d时达到最大值(p<0.01);25 mg/L、125 mg/L组锦鲤肝脏中MDA含量与暴露时间呈正相关,相关系数分别为0.938 1、0.953 5。各组GST活性和GSH质量比均受到不同程度的诱导,1 mg/L组NFLX可使鱼肝GST与GSH产生适应性反应;5 mg/L组诱导GST与GSH效应最为显著,呈现"钟形"变化趋势,5 mg/L很可能是NFLX对GST活性和GSH质量比影响的一个阈值或转折点。鱼肝GPT与GOT活性变化表现出一定的相似性,均呈现先升高后降低的变化规律,其中5 mg/L组被诱导效应最为显著(p<0.01)。5 mg/L很可能是锦鲤适应NFLX暴露和机体中生物酶发挥作用的一个转折点。比较上述抗氧化和转氨酶指标的敏感性和稳定性发现,在NFLX作用下,锦鲤肝脏中GST、GSH两个指标对NFLX的反应比SOD、MDA、GPT、GOT灵敏,变化规律稳定,更适合评价水环境中NFLX暴露的毒性效应。

白洋淀沉积物理化特性及营养盐分布特征

为明确白洋淀沉积物的理化特性和氮磷营养盐的分布及赋存形态,以便理解营养盐在淀内生态环境中的行为,选取表层沉积物,测定了其物理化学参数及氮磷营养盐的分布。结果表明,白洋淀沉积物组成以黏土为主,属偏碱性钙质土,其阳离子交换量和有机质质量比分别为96.55~306.93 cmol/kg、1.42~21.06 g/kg,总氮和总磷的质量比分别为1 608.04~2 350.68 mg/kg、257.48~563.34 mg/kg。氮主要以有机氮形态存在,磷主要以钙磷形态存在。沉积物中总氮与总磷无显著相关性,表明二者没有同源性,但总磷与有机质有一定相关性。