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.

5种天然矿物修复铅污染沉积物的实验研究

以重金属离子Pb2+为研究对象,通过吸附解吸实验,研究了沸石、方解石、钾长石、钙基和钠基膨润土等5种天然矿物材料对水体中Pb2+的吸附固定效果,它们的吸附等温线都符合Langmuir等温吸附模型。结果表明试验所用方解石对Pb2+的饱和吸附量约为185mg/g,是其他几种材料的2～3倍,而且方解石对Pb2+具有明显的不可逆吸附现象,使得吸附后的Pb很难解析下来,说明方解石对水溶液中Pb2+的固定能力非常强。利用模拟自然水体性质的电解液对方解石吸附后Pb的生物有效性进行评价,结果表明被方解石固定后Pb的生物有效性非常低。最后结合方解石作为原位活性覆盖材料的经济可行性和生态风险性分析,说明方解石作为重金属污染沉积物修复的原位活性覆盖材料具有较强的实际可操作性,为后继的重金属污染沉积物的原位活性覆盖技术提供理论支持。

金属硫化物超细颗粒的环境行为和生物效应

微纳尺度的金属硫化物超细颗粒在自然环境中分布广泛且可长期稳定存在,具有不同于大尺寸矿物的理化性质和反应活性.正确认识金属硫化物超细颗粒的来源、环境行为和生物效应,准确评估其对人体和环境的潜在健康风险,已成为环境科学领域热点之一.基于此,本文综述了金属硫化物超细颗粒的自然来源和人为来源,重点分析了金属硫化物超细颗粒的团聚、转化和吸附等环境行为及其对微生物、植物、动物等生物体的影响效应.最后,针对目前研究中存在的难点问题,着重从金属硫化物超细颗粒精准识别和定量、超细颗粒与污染物及生物细胞的界面反应过程、超细颗粒与生物体作用的分子学机制和原位表征技术开发等方面进行了展望.

纳米材料在治理复合污染土壤中的应用与展望

近年来,由于人类活动而造成的土壤污染越发严重,尤其是土壤的复合污染问题亟待解决。复合污染主要分为重金属复合污染、有机物复合污染还有重金属-有机物复合污染。目前,针对复合污染土壤的处理主要有物理方法、化学方法以及生物方法3种,但都有一定的局限性。纳米材料因其具有大比表面积、强还原和吸附能力以及小粒径尺寸等优点为土壤修复提供了新的视角,并在实践中有很大的应用价值。对此综述了纳米材料在治理复合污染土壤中的应用、纳米材料应用于复合污染土壤的修复机理以及纳米材料修复复合污染土壤的影响因素,对纳米材料在复合污染土壤中的应用前景进行展望,以期为纳米材料在复合污染土壤中的安全有效应用提供科学参考。

天津郊区土壤-蔬菜系统中Cd的积累特征及污染风险

在对天津郊区蔬菜地大规模采样调查的基础上,对土壤和蔬菜系统中Cd积累特征进行分析,比较了不同种类蔬菜吸收Cd的能力,利用Monte-Carlo模型研究了土壤Cd通过饮食途径对人体健康造成的风险.结果表明,研究区内Cd积累呈log正态分布,其含量范围、算术平均值和中值分别为0.04～3.2,0.31,0.24mg/kg,土壤Cd含量均值远高于天津市土壤Cd背景水平,呈现明显的积累趋势.圆白菜、芥菜、黄瓜、西葫芦、西红柿、茄子、豆角和大葱中Cd积累量均有超过国家食品卫生标准的样本检出,综合超标率为7.6%.根据各类蔬菜对Cd的富集系数,采用CHAID系统聚类方法,将天津郊区蔬菜分为4类,各类蔬菜吸收Cd能力的差异显著.基于Monte-Carlo模型的分析结果表明,达到重污染水平时,土壤Cd会对人体健康产生较大风险.

抗生素抗性基因在环境中的来源、传播扩散及生态风险

近年来,由于抗生素的滥用首先诱导动物体内产生抗生素抗性基因(antib iotic resistance genes,ARGs),从而加速了抗性基因在环境中细菌间的传播扩散.目前,抗生素抗性基因作为一类新型环境污染物,在不同环境介质中的传播、扩散可能比抗生素本身的环境危害更大.本文针对抗生素抗性基因在地表水、地下水、医疗废水、城市污水处理厂、养殖场、土壤、沉积物以及大气环境中的来源、分布、传播情况以及国内外最新研究动态进行综述.分析了抗生素抗性基因在环境中的潜在传播途径及其可能影响因素,并指出光照,厌氧,高温处理可以有效遏制抗生素抗性基因在环境中的传播和扩散.揭示了抗生素抗性基因可能造成的生态风险,针对我国对该类污染物的研究现状,提出了今后的研究重点.

微生物与有机肥混合剂修复石油污染土壤的研究

采用含有4种菌的菌剂与多种有机肥联合修复石油污染土壤,通过盆栽实验对不同浓度菌剂处理土壤中的石油烃降解率、16种多环芳烃(PAHs)浓度、脱氢酶活性、pH、阳离子交换量和微生物多样性等变化进行了研究。结果表明,腐植酸、诺沃肥和生物有机钙等有机肥和菌剂(4%处理)的加入使土壤盐碱环境得到明显改善,土壤pH稳定于6.9,阳离子交换量为201.94cmol·kg-1;对比4个不同浓度菌剂处理的效果,4%菌剂处理与有机肥联合作用修复效果最显著,石油烃降解率可达到73%,大部分所测PAHs浓度显著降低,其中萘、蒽、苯并(a)芘和苯并(g,h,i)芘降解率分别达到了65.5%、57.7%、74.7%和55.5%,土壤微生物数量增加,多样性更为丰富。

大沽排污河生态修复河道水质综合评价及生物毒性影响

为了改善城市河道水质,实现排污河污染控制与修复,在天津市大沽排污河的上游代表性河段开展了河道原位生态修复工程示范。对植物修复后河道的污染状况进行了监测和分析,与清洁河道做了比较,并对水质修复效果和生物毒性影响状况进行综合分析和评价,研究生态修复示范工程对排污河水质的修复效果和生态效应。结果表明:经种植水葱等水生植物进行生态修复后,河道污染一定程度上降低,水质得到改善。大沽河主要污染是营养元素N、P污染和有机物污染,重金属污染不严重。植物修复对电导率、溶解性总固体(TDS)、盐度、氯化物有一定影响,但影响不显著;对COD等有机污染的修复效果较好,最高去除效率可达54%,但相比清洁水域值依然较高,有机污染依然较严重;对营养元素N、P没有修复效果,反而修复区有升高的趋势,相对清洁水域污染严重。主成分分析表明水质参数主要是氨氮、总氮、总磷代表的营养元素及pH值、DO、电导率、TDS、盐度和氯化物,综合评定结果显示修复区域芦苇根部水质最好;聚类分析将17个水质指标分成5类,并与主成分分析结果显示出一致性。植物根际周边的微生物数量多,群落多样性高。植物修复对水样植物毒性影响明显,能降低其毒性;水样对发光菌均具有毒性作用,存在潜在的急性生物毒性;修复区水样对水生动物大型蚤不存在急性生物毒性。

海洋溢油污染的生态与健康危害

随着溢油事故的频繁发生,海洋溢油污染备受关注。本文在阐述国内外海洋溢油污染现状的基础上,针对溢油污染对人类健康的影响进行了初步分析,并针对海洋环境中溢油的环境行为以及对海洋生态系统、沿岸滩涂生态系统的毒性效应进行了概述。最后,对海洋溢油污染研究的发展趋势进行了展望。

酵母菌-细菌联合修复石油污染土壤研究

采用室内模拟方法研究热带假丝酵母菌（Candida tropicalis）和粪链球菌（Streptococcus faecalis）对石油污染土壤的联合修复,并监测修复过程中土壤脱氢酶活性、石油污染组分的变化.结果表明：酵母菌-细菌混合菌剂在对石油烃的去除中表现出协同作用,连续培养32 d后混合菌处理组对总石油烃（TPH）的去除率达到29.9%,较单菌处理组高约50% 混合菌处理组脱氢酶活性高于单菌,并与石油烃去除率呈很好的相关性 前期低分子量烷烃降解效果明显,对于C15-C21的高分子量烷烃的降解效果主要在第32天时显现.

添加不同营养助剂对石油污染土壤生物修复的影响

实验室条件下研究NPK复合肥、诺沃肥和腐殖酸三种物质不同配比添加对石油污染土壤的生物修复效果.在60d的修复实验中,定期取样测定土壤含油量、总异养菌数、石油烃降解菌数和脱氢酶活性,并采用PCR-DGGE技术研究修复过程中微生物多样性变化.结果表明,NPK肥的添加和NPK肥-诺沃肥-腐殖酸复合添加能够提高土壤中微生物的数量、微生物多样性和脱氢酶活性.在含油量为84600mg.kg-1的土壤中,添加营养助剂的处理60d后石油烃降解率为31.3%—39.5%,不添加营养助剂的石油烃降解率仅为3.5%.NPK肥-诺沃肥-腐殖酸复合添加对石油烃的降解率要高于NPK肥的单独添加(高8%),其原因可能是诺沃肥-腐殖酸能够有效提高土著微生物的活性,增加微生物的多样性,增强石油烃的降解.

畜禽粪便中抗生素抗性基因(ARGs)污染问题及环境调控

抗生素在畜禽养殖业的大量使用造成抗生素抗性基因(ARGs)污染日益严重。动物体内诱导出的抗性菌株随粪便排出后,通过基因水平转移进入土壤进而污染土壤和地下水环境。堆肥作为一种将粪便资源化的优良传统方法,能否有效去除畜禽粪便中的ARGs而防止环境污染值得探讨。通过总结畜禽粪便ARGs污染现状,粪便堆肥过程中微生物群落结构变化与影响微生物变化的因素以及堆肥可能对粪便中ARGs造成的影响,提出将堆肥作为去除畜禽粪便中ARGs的一种有效手段,利用堆肥产生的高温去除抗性菌株和抗性质粒等,并且考虑加入能直接灭杀肠道微生物的化学抑制剂(如石灰氮、胺类、吲哚等),实现降低畜禽粪便ARGs丰度的可能。据此强调开展畜禽粪便中ARGs研究的必要性,认为将堆肥和ARGs研究结合起来,可以有效地降低这种新型污染物的污染水平。

多氯联苯(PCBs)污染土壤的生物修复

多氯联苯(PCBs)是一类持久性有机污染物(POPs),因氯原子取代位置和数量的不同共有209种同系物。近年来,土壤中的PCBs污染问题已引起人们的广泛关注。由于PCBs具有高分子稳定性、低水溶性和颗粒相高吸附势,土壤基质中PCBs的去除极其困难。此外,PCBs的高憎水性和亲脂性使之易于在动物体脂肪组织和母乳富集。生物修复技术是指利用生物有机体(绿色植物、微生物和动物)的作用将环境中污染物转化为无害或低毒产物的过程。生物修复技术具有成本低、高效和环境安全等特征,被认为是可替代传统的土壤污染修复技术的最佳选择之一。因此,通过综述国内外土壤PCBs污染现状和健康效应,以及土壤PCBs污染的生物修复最新研究进展和相关修复机理,对微生物修复、植物修复和蚯蚓修复目前存在的问题和后续研究方向进行了讨论及展望,以期为今后生物修复PCBs污染土壤提供有益参考。

海河流域平原河流生态修复模式研究Ⅰ--修复模式

由于水量不足、水质恶化及河流天然形态遭到破坏,海河流域大多数平原河流生态健康受到相当程度破坏。因而,对它们进行生态修复,需要建立相应生态修复模式体系对其进行指导。文中总结了现有河流生态修复技术,从中筛选出13种适宜于海河流域的修复技术。依据功能不同,将其分为水量调整技术、水质净化技术和生境改善技术3类。在此基础上,从影响海河流域平原河流生态健康的关键因素——水量入手,综合考虑河流水质与生境现状,提出海河流域平原河流生态修复模式体系。该体系包括4种修复类型(即管理保护、直接修复、补水修复和生态系统替代)和9种修复模式。

生物修复石油污染盐碱土壤小试模拟系统中土壤性质与微生物特性变化

利用生物刺激(BS)、生物刺激+生物强化(BS+BA)2种方案修复石油污染盐碱土壤,考察了不同处理小试模拟系统中石油烃及16种多环芳烃(PAHs)的降解率、土壤pH值、表面张力、脱氢酶活性和微生物群落结构的变化.结果表明:腐殖酸、诺沃肥和生物有机钙等土壤改良剂及营养盐的加入使土壤盐碱环境得到明显改善,pH值由8.1～8.2降低至7.6～7.8,并随着酸性代谢产物的累积降低至6.6～7.0.随着微生物活动BS+BA与BS处理土壤溶液表面张力分别由72.2,71.8mN/m降低到64.9,67.2mN/m,提高了石油烃的生物可利用性.对比2组小试系统,BS+BA处理修复效果更加显著,对石油烃、总PAHs的降解率可达到50.8%,69.2%,而BS处理为40.5%和61.2%.其中添加菌剂对5～6环PAHs的去除效果明显.不同修复策略对土壤微生物有显著影响,表现为土壤脱氢酶活性及微生物群落结构的动态变化.

纳米零价铁在污染土壤修复中的应用与展望

近年来,纳米零价铁因其大的表面积和高的表面反应活性,在生态环境保护和污染控制中的作用与贡献越来越大;同时,作为在污染土壤和水体修复与治理方面可以提供具有成本-效益解决方案的一项新技术,已经受到越来越多的关注。关于纳米零价铁在污染水体和地下水修复方面的报道已有很多,但极少是有关纳米零价铁在污染土壤修复方面的。本综述中,对近期纳米铁及其在环境修复特别是土壤修复中的研究进展作了概括和展望,总结了提高纳米零价铁的活性、稳定性及迁移性的改性技术,如聚合物包覆、活性炭负载、CMC稳定等。这些纳米零价铁可以去除/转移环境中广泛的污染物,如重金属、无机盐及有机物。随后对纳米零价铁及其改性材料在污染土壤修复中的研究进展进行了较为详细的概述,并对影响反应效率的因素加以讨论;另外,还对零价纳米铁在环境中的稳定性、迁移性及其潜在生态毒性效应做了简要的探讨。对其未来的应用方向进行了展望,以期为今后研究纳米零价铁作为参考。

碳纳米材料的环境行为及其对环境中污染物迁移归趋的影响

碳纳米材料具有广阔的应用前景,近年来已成为一大研究热点.工程碳纳米材料的大量生产和使用将不可避免地造成这些材料向环境中的释放,可能带来环境和生态风险.一方面,碳纳米材料本身具有环境毒性,另一方面碳纳米材料对环境中有毒有害污染物有较强的吸附性能,因此会影响污染物迁移转化等环境行为.目前,对碳纳米材料生态风险的研究主要集中于碳纳米材料对生物体可能的毒性,而对其自身环境行为以及影响污染物迁移归趋等方面的研究较少.本文简要概述了碳纳米材料的来源、暴露途径、环境行为以及对污染物迁移归趋的影响,阐述了这些研究对于评估碳纳米材料的环境和生态风险所具有的重要意义.

全氟辛酸的污染状况及环境行为研究进展

作为一种新型的持久性有机环境污染物,全氟辛酸(PFOA)及其盐类所造成的全球性生态系统污染已成事实,并成为持久性有机污染物研究的又一个新热点.动物实验表明,PFOA能引起肝脏、生殖、发育、遗传和免疫等毒性.美国国家环保局科学顾问委员会有关报告将PFOA描述为"可能的(likely)致癌物",美国国家环保局已制订了有关计划促使生产企业主动削减PFOA物质在产品中含量,以削减PFOA及其母体物质在环境中的排放.此外,欧美等发达国家也正在推进PFOA及其相关物质的风险评价研究,并积极寻求较为安全的替代产品.本文简要概述了PFOA的理化特性、环境来源及其在环境中的迁移转化、归宿及污染现状,并展望了今后PFOA的研究趋势.

我国典型城市大气汞污染及对人体健康的影响

汞(Hg)是唯一以气态形式存在于大气环境中的有毒重金属污染物,对人体健康和生态系统具有多方面的潜在危害。本文首先描述了我国长春、兰州、北京、上海、武汉、广州、贵阳和重庆等一些典型城市的大气Hg时空分布特征、浓度水平以及季节变化规律;之后,就我国大气Hg的主要污染源进行了分析,指出:煤燃烧是我国大气Hg最主要的污染源,有色金属熔炼以及水泥和钢铁的生产也是重要的污染源;最后,通过分析大气Hg直接和间接暴露途径,阐述了大气Hg对人体的心血管和生殖系统等以及通过水生或陆生食物链的蓄积和放大作用对人体健康可能产生的不良影响。

污染土壤修复基准值推导和确立的原则与方法

污染土壤修复标准是土壤环境标准体系中一个不可缺少的组成部分。为了响应污染土壤修复效果评定与污染应急事件处理的需求,我国需要尽快制定符合自身实际情况的污染土壤修复标准来指导修复评定工作,而污染土壤修复基准的确立可以为污染土壤修复标准的制定提供数据支持和科学依据。因此,污染土壤修复基准的研究具有十分重要的实践意义。本文首先对污染土壤修复基准的内涵进行了简要的概述;在此基础上,以美国、加拿大、荷兰和丹麦这4个国家的研究进展为例,详细阐述了它们对污染土壤修复基准值推导和确立的原则与方法。最后,归纳了国外污染土壤修复基准值推导和确立的总体方法,并且对我国污染土壤修复基准的研究进行了展望。