抗生素的环境残留、生态毒性及抗性基因污染

抗生素的环境污染与生态毒害问题近年来引起了极大的关注.在总结国内外相关研究基础上,对环境中几种典型抗生素(四环素、土霉素、氯四环素和磺胺类等)的污染源以及在水和土壤环境中的残留与污染水平进行了分析;对抗生素的污染生态毒性最新研究进展给予了评述;对抗生素抗性基因在环境中可能的暴露途径进行了探讨,指出应将抗生素抗性基因作为一类新的环境污染物.鉴于我国抗生素污染的严峻事实,建议应从国家层面上尽快开展有关抗生素环境污染和生态毒害机理的系统研究.

人工合成麝香的环境污染、生态行为与毒理效应研究进展

人工合成麝香作为一种替代型香料被广泛应用于日用化工行业,由于其持续不断地输入环境,其中的一些典型化合物如加乐麝香和吐纳麝香等在水、土壤和大气环境中的浓度日益升高,并且在动物体和人体组织中产生了蓄积作用,其效应相当于持久性有机污染物.因此,人工合成麝香作为一种新型污染物,已成为药物和个人护理品污染物(PPCPs)的重要组成部分.首先对人工合成麝香的种类与应用情况、环境来源和污染水平进行了简要介绍.在此基础上,从人工合成麝香的生物蓄积行为、环境降解行为和生物转化行为等3个方面,对人工合成麝香所具有的持久性有机污染物的行为特征进行了分析;概述了人工合成麝香的环境激素毒性、遗传毒性效应、生理生态毒性、对酶活性的影响以及对微生物毒性效应的研究进展,展示了人工合成麝香所可能产生的不良生态效应.最后,根据目前对人工合成麝香的研究进展,提出了今后有关重点研究内容的建议,为合理评价和降低人工合成麝香的生态风险提供理论基础.

污染土壤生态修复基本原理及研究进展

从污染环境的生态修复概念出发,阐述了污染土壤生态修复的基本原理。在此理论探索基础上,对重金属污染土壤生态修复和有机污染土壤生态修复两个方面的若干研究进展进行了概述。指出:污染土壤生态修复研究基本上处于基础阶段,其研究的重点仍然在于超积累植物和高效降解微生物的筛选及合理搭配、修复机理的探索和基于植物与微生物联合修复的根际圈效应、以广义生物修复为核心的联合修复以及修复强化措施。可以预料,污染土壤的生态修复将成为解决土壤污染问题的根本。

大型真菌重金属污染生态学研究进展与展望

大型真菌是生物圈中重要的组成部分和生态资源,在自然界物质循环和维持生态平衡中发挥着非常重要的作用.本文从环境重金属污染对大型真菌的生态毒性效应、大型真菌对重金属的生物富集作用、大型真菌对重金属污染的生态适应机制、大型真菌对重金属污染的指示和生态修复作用等方面,较为全面地总结、评述了大型真菌重金属污染生态学的研究进展.随着重金属污染的加剧,加强研究大型真菌重金属污染生态学,对于大型真菌资源的合理利用和污染环境的生态修复具有重要的现实意义.

中美生态分区及其分级体系比较研究

生态分区及其分级体系越来越多地用于环境保护政策的制定和管理决策,尤其是在自然资源管理、保护和评价方面。目前世界上有许多生态分区及其分级体系,不同的生态分区与分级体系使用不同的生态分区方法和各种指标。如何正确评价和选择这些生态分区及其分级体系进行自然资源管理和环境决策,已经成为管理者和研究者的一个难题。概述了近20a来生态分区分级研究现状与国际进展,重点比较、分析了美国主要生态分区及其分级体系与中国生态功能分区之间的差异。结果表明,在生态分区的分区单元内涵、侧重点以及分区角度3个方面,中美之间有显著的不同。美国的生态分区及其分级体系多注重自然生态系统,尤其在其评价指标中,人类在生态系统中的地位与生态系统内其他生物相平等。而中国的生态功能分区,则更加突出人类在生态系统中的地位以及生态系统为人类社会提供的生态服务功能。这些体系各有优点和缺陷。通过这些体系的比较研究,可为中国后续水生态分区研究和改进中国生态功能分区提供参考和建议。

海上石油生产水的水生生态毒性

采用水生生态毒理学常用的大型蚤(Daphnia magma)和斑马鱼(Brachydaniorerio)以及毒性单位(Tua)法对渤海海上油田的石油生产水进行生态毒性评价和分级.结果表明,这些石油生产水对大型蚤和斑马鱼均表现出一定的毒性效应.其中,水样1和水样3的毒性较大,对大型蚤的Tua分别为151.52和70.96,而对斑马鱼的Tua分别为2.41和2.12.水样3虽经处理,但其生态毒性并未得到明显的改善.水样2对大型蚤和斑马鱼都属于低毒等级,其Tua依次分别为4.39和1.97.可见,大型蚤和斑马鱼可以作为海上石油生产水生态毒性的监测指标,但在生态风险评价中大型蚤比斑马鱼更为灵敏.

中性环境中铝盐絮凝剂对典型作物的生态毒性效应

采用种子发芽和根伸长抑制的陆生生态毒理方法,在中性条件(pH=7.0)下对铝盐絮凝剂(Al-Cl3)的生态毒性效应进行了研究.结果表明,AlCl3溶液在pH=7.0时,与其酸性条件(pH=4.0)相比对萝卜、白菜和小麦等受试作物种子发芽和根伸长均表现出抑制作用,且发芽抑制率和根伸长抑制率与铝浓度均呈极显著相关(P<0.01).尽管在酸性条件下AlCl3对白菜和小麦根伸长抑制效应比相同浓度中性条件更为强烈,但对萝卜根伸长的抑制程度在相同铝浓度条件下则是pH=7.0时明显大于pH=4.0时,在低浓度时萝卜发芽抑制率也是中性条件明显高于酸性条件.同时,铝盐在中性条件下对萝卜、白菜的发芽和根伸长产生明显抑制效应的起始浓度低于酸性条件(<2.0 mg.L-1).

土壤健康的内涵及生态指示与研究展望

土壤健康是农产品安全和人类健康的基础,是一个赋有21世纪新世代气息的新概念。健康土壤学的发展,预示了土壤科学进入了一个新世代。论述了土壤健康这一新概念的内涵;阐明了土壤健康与人类疾病、农产品安全之间存在着密切的相关关系;从土壤动物、微生物、植物和土壤酶生态指示的角度,指出了土壤健康指标应该具有灵敏度高、使用范围广、分析测量方法切实可行等生态特点;综述了国内外土壤健康生态指示的研究现状与发展动态;认为除了继续深入现阶段有关土壤健康的研究外,还应从土壤健康的水力学特征与水生生态过程的角度展开研究,使土壤健康评价系统更完善。

麝香酮和镉单一与复合污染对金鱼藻的生态毒理效应研究

为从生物化学角度探讨一种新型污染物———麝香酮与镉(Cd)单一和复合污染的生态毒理效应,以金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)为研究对象,分析了不同浓度麝香酮和Cd在水中单一与复合污染对金鱼藻叶片中抗氧化系统酶,包括超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT),脂质过氧化最终产物丙二醛(MDA),可溶性蛋白(SP)和叶绿素含量的影响.结果表明:在单一麝香酮和Cd暴露下,SOD活性第1天均显著降低,而第7天在低浓度污染物的胁迫下呈升高趋势;金鱼藻受麝香酮和Cd胁迫的第1天,POD酶活性分别呈升高和降低趋势;麝香酮浓度为0.05mg·L-1或Cd浓度为0.01mg·L-1时,金鱼藻叶片中的CAT活性变化表现为显著的毒物兴奋作用;用两种污染物单一或复合处理第7天,金鱼藻叶片中的MDA和叶绿素含量可以作为评价麝香酮或/和Cd污染水体环境的敏感指标;SP在这两种污染物胁迫下处于能量及脂蛋白的补偿和应激蛋白的合成两方面的得失平衡过程中,故其含量与处理浓度之间无显著相关关系;复合污染中低浓度的麝香酮和Cd复合对金鱼藻表现为拮抗作用,高浓度的复合表现为相加或协同作用.

可持续的污水处理过程与展望

传统上,污水在处理过程中其所含有的能源和营养物质等也被消耗了。可持续的水处理不仅包括污水无害化处理,还包括能源和营养物的综合回收利用。综合论述了可持续的污水处理概念、理论、方法和污水处理过程中物质回收技术的发展。

环境中两种沐浴露污染对大型蚤的生态毒性效应

选用2种在市场上畅销的护肤品(六神沐浴露和玉兰油沐浴露),采用大型蚤(daphnia magna straus)的急性毒性标准测定方法,初步研究和评价了2种沐浴露对水环境污染的生态毒性.结果表明,六神沐浴露24h的LC50和EC50值分别为96.76和81.72mg·L-1,48h的LC50和EC50值分别为78.42和72.93mg·L-1;玉兰油沐浴露24h的LC50和EC50值分别为91.13和84.95mg·L-1,48h的LC50和EC50值分别为80.11和78.51mg·L-1.2种沐浴露对大型蚤的致死和抑制效应与其浓度呈明显正相关关系,且毒性效应随作用时间的延长而增强.

基于生态安全的DAT-IAT城市污水处理工艺改进研究

通过正交试验,得到了DAT-IAT工艺和A/DAT-IAT工艺处理城市污水的常规指标去除和生态毒理指标削减的最优运行条件。结果表明,在正交试验的同一工艺中,COD去除最优运行条件的出水COD值优于生态毒性削减最优运行条件的出水COD值,但前者出水的生态毒性较大。由于厌氧池的水解酸化作用,A/DAT-IAT工艺对COD和生态毒性的处理效果均优于DAT-IAT工艺,并且回流总能耗低于DAT-IAT工艺,但是出水COD仍不达标。为了降低进入工艺的COD的总量,以絮凝沉淀做为预处理工艺,并采用Al残留量最小的絮凝剂投药量以降低出水中残留Al带来的生态风险。结果表明,在COD去除最优运行条件下,具有絮凝预处理的工艺对COD的去除效果优于没有絮凝预处理的工艺。絮凝-A/DAT-IAT工艺在COD去除最优运行条件下出水COD为104.46 mg/L,满足排放标准。在毒性削减最优运行条件下,具有絮凝预处理的工艺的出水生态毒性有所上升,但是污染物的总量得到了大幅削减。絮凝-A/DAT-IAT工艺与DAT-IAT工艺相比,在污染物去除效率得到大幅增加的同时,生态毒性得到有效控制,生态安全得到了有效的保障。

老工矿区污染生态问题与今后研究展望

老工矿区的环境污染及其引发的生态问题,已成为当今制约经济与社会可持续发展的世界性技术难题.对老工矿区这一概念的基本定义与范畴仍有争议,本文首先对这一概念从理论上进行了探讨;然后从剖析我国老工矿区现状尤其是其环境污染现实问题的复杂性入手,对老工矿区的区域二次污染这一科学前沿给予了重点关注;在深入阐述老工矿区环境污染问题复杂性与其特点的基础上,建议今后从国家层面上开展老工矿区二次污染发生机理与控制的系统研究,以及从分子生态毒理学角度系统开展有关新型疾病对环境污染响应的研究,是21世纪初环境科学和生态学研究的两大关键科学问题,这无疑是今后我国环境保护战略的重要组成部分.

基于生态安全的混合化工废水处理工艺

为了解决污水处理出水水质安全与无害化这一问题,采用化学需氧量(COD)作为常规指标,小麦根伸长IC50和发芽率IC50作为生态毒性指标.对改进百乐克工艺处理天津某污水库存量混合化工废水的污泥回流速率qV、水力停留时间t和混合液污泥浓度ρB13个控制参数进行试验,并从毒性控制的角度对微电解-百乐克工艺进行优化和改进研究.结果表明,由于污水中存在具有一定生态毒性的物质和经工艺处理后毒性增强的有机物,导致小麦根伸长、小麦发芽率毒性指标与常规指标的最优工艺条件各不相同.

修复土地再用生态风险评价方法研究

针对污染土壤的修复技术研究已经取得了很多重要的结果，但是对修复效果的评价研究却相对较少。实际上，在对污染土壤进行物理、化学以及生物修复后，再用前需要根据再用目的对可能残留的污染物或修复剂是否会产生生态安全和人类健康问题进行风险评价。本文着重从修复场地原位观察法、实验室模拟观察法、微宇宙法和现场经验与推导法四方面讨论了如何能够有效、灵敏地诊断污染物对生态系统产生的潜在危害，归纳了生态毒理学实验在评价修复土地再用风险中的作用；并对修复土地再用生态风险评价的发展前景进行了展望，提出了针对性的建议。

3种四环素类抗生素在褐土上的吸附和解吸

以OECD Guideline106为基础,采用批量平衡方法研究3种四环素类抗生素在褐土上的吸附和解吸作用.结果表明,3种四环素类抗生素的吸附和解吸不同程度地偏离线性模型,其中Freundlich模型可以对吸附和解吸数据进行良好的非线性拟合,平均拟合相关系数为0.991;其中金霉素的吸附等温线呈"S型",土霉素的吸附等温线呈"L型",而四环素的吸附等温线呈线性.在2种褐土中,金霉素吸附容量(lgKf)(4.307和4.003)高于四环素,而四环素lgKf(3.252和3.198)高于土霉素lgKf(2.932和2.724).对于同一种抗生素,在2种褐土中的吸附容量和吸附强度并无显著差异性.此类抗生素在褐土中的吸附均以物理性吸附为主.土霉素在褐土中的滞后系数显著高于四环素和金霉素(P<0.01),而四环素和金霉素的解吸滞后系数之间无显著差异.

矿区重金属在土壤-作物系统迁移行为的研究——以辽宁省青城子铅锌矿为例

应用野外调查的方法,研究了辽宁省青城子铅锌矿矿区土壤中Cd、Pb、Cu、Zn的污染状况以及在主要栽培作物玉米的根、茎、叶、轴心和籽实不同器官中的积累规律。调查结果表明,矿区土壤重金属含量的大小为Zn>Pb>Cu>Cd;用重金属污染指数对矿区土壤的污染程度进行评价,其污染指数的大小为Cd>Pb>Zn>Cu,Cd含量已超过土壤环境质量的三级标准,污染程度最重;重金属在玉米体内的含量为Pb>Zn>Cu>Cd,4种重金属元素在玉米不同器官中的积累均为根中含量最高,籽实中最低,玉米籽实中Cd和Pb分别超出食品卫生限量标准的1.5和2倍,而Zn和Cu的含量未超标。

固相萃取-高效液相色谱法测定畜牧粪便中13种抗生素药物残留

建立了固相萃取-反相高效液相色谱法测定畜牧粪便中5种磺胺类、4种四环素类、2种喹诺酮类以及氯霉素和呋喃唑酮的检测方法。采用乙腈和0.01mol/L草酸作为流动相分离4种四环素类和氯霉素,乙腈和0.025mol/L醋酸铵作为流动相分离5种磺胺类和其它3种抗生素。结果表明,检测的13种抗生素出峰时间稳定,峰形较好,检出限0.01～0.05mg/L,定量下限0.03～0.167mg/L,采用柠檬酸缓冲液酸化的乙腈对猪粪便样品前处理,采用EDTA-McIlvaine提取液对鸡粪便样品前处理,两类样品均通过HLB固相萃取小柱纯化富集,回收率为54%～103%。该方法成功用于天津市4个畜牧养殖基地的20个畜牧粪便样品中抗生素的检测。结果表明,均有不同浓度的抗生素检出,浓度范围0.3～173mg/kg。

土壤重金属污染的治理途径及其研究进展

由于工业"三废"的排放,使农田遭受不同程度重金属的污染,重金属通过在作物体内富集进入食物链,对人畜健康构成了威胁.文章对土壤重金属的污染现状、治理途径及其原理、优缺点、可行性作了简要的回顾,对土壤重金属污染植物修复技术类型、原理、特点以及基因工程等现代生物技术在镉污染植物修复技术中的应用前景作了进一步的展望,为实现对重金属污染土壤进行有效的生态整治与安全高效益的利用提供了新的技术途径.

花卉植物应用于污染土壤修复的可行性研究

植物修复是解决污染土壤问题的有效途径之一,而已报道的超积累植物的种类非常有限.如果能从物种繁多的花卉植物中筛选出修复植物,不但能够弥补这一不足,而且还能在美化环境的同时,产生一定的经济效益.从植物修复的重要性和修复植物的筛选出发,概括了修复植物的判断标准及基本特征.通过描述花卉植物资源及其在环境保护中的作用,列举花卉植物与其它植物相比的优势,分析花卉植物的耐性、积累性和修复类型,探讨花卉植物应用于污染土壤修复实践的可行性.从花卉中筛选超积累植物,将为污染土壤的修复工作提供的生物材料.