应用相平衡分配法建立污染物的沉积物质量基准

以污染较为严重的天津某污水库的表层沉积物为对象,应用热力学相平衡分配(EqP)法,初步探讨了该水体沉积物中4种重金属(Cd,Cu,As,Hg)和2种有机氯农药〔滴滴涕(DDT)、六六六(HCH)〕的沉积物质量基准(SQC)推荐值.其中,基于我国地表水水质基准的4种重金属Cd,Cu,As和Hg的SQC推荐值分别为4.3,86,218和0.45 mg/kg;基于美国环境保护署(US EPA)的保护水生生物水质基准的2种有机氯农药(DDT和HCH)的SQC推荐值分别为18.0和0.27μg/kg.通过与不同国家制订的SQC值进行比较发现,地区间的SQC值相差较大,说明在SQC值的确定过程中存在诸多不确定因素.所推算出的几种污染物的SQC值均接近所有数据的中间值,表明其可为该水体沉积物的风险评估提供依据.

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。

土壤和沉积物中疏水性有机污染物的锁定及其环境效应

大量研究表明,吸附到土壤和沉积物中的疏水性有机物只有部分能够较容易地解吸出来,而残留的部分很难解吸.这种现象常被称为"解吸滞后","不可逆吸附",或者"锁定".锁定会导致受污染土壤和沉积物修复效率的降低;但与此同时,锁定也会降低受污染土壤和沉积物的环境风险.本文综述了土壤和沉积物中疏水性有机污染物锁定的典型热力学和动力学特征、以及锁定的形成机理,介绍了一个能够以简单参数准确量化污染物从土壤和沉积物中解吸行为的数学模型,并探讨了锁定对疏水性有机污染物迁移归宿、生物可利用性、以及污染场地生态风险的影响.

环境有机污染物与糖尿病关系的研究进展

糖尿病已经成为继心血管疾病、癌症之后的第三大疾病.尽管遗传和肥胖是糖尿病的主要致病因素,然而,近年的研究表明,环境有机污染物(如有机氯化合物、塑化剂等)在糖尿病发病过程中也可能扮演了重要的角色.一些流行病学研究和机理研究已经表明,环境有机污染物与糖尿病之间具有相关性.本文就若干典型环境有机污染物与糖尿病的流行病学及机理研究进行综合阐述,以期为今后的相关研究提供参考.

土壤环境汞污染现状及其影响因素研究进展

土壤重金属污染导致土壤环境质量显著降低,影响食品安全、水源水质和空气质量等,严重威胁人类的生存和发展。汞(Hg)作为一种全球性的重金属污染物,广泛分布于多种环境介质中,其中土壤是全球汞最大的储存库。土壤中的汞可通过多种暴露途径进入人体,危害人类健康。伴随着全球气候变暖和人为活动加剧,全球土壤汞污染问题日益严重。然而,目前有关土壤汞污染的基础数据较为缺乏,大范围的土壤汞污染空间分布特征分析相对较少,对于土壤汞污染主控因子的分析方法缺乏系统的阐述。因此,本文基于文献调研的方法,分析了全球的土壤汞污染分布特征,发现全球土壤汞污染主要集中在矿区及工业聚集区,阐述了人为因素、气候条件和土壤环境因素等对土壤汞含量变化的影响,并总结了可应用于土壤汞污染主控因子分析的常用方法及其优缺点。同时,本文对未来土壤汞污染调查和研究进行了3方面的展望,以期为更加科学合理的解决土壤汞污染问题做出贡献。

机舱空气环境耐药基因及耐药细菌的污染特征研究

研究表明飞机旅行是传染病在世界范围内传播的主要途径之一。由于飞机机舱内的密闭性,具有乘客密度大、污染物负荷大、新风量小等特点,使机舱成为极易传播疾病的场所。为了探究机舱环境中耐药细菌和耐药基因的分布情况,选择一架国际航线空客A320机舱内高效空气过滤器滤膜颗粒物作为研究对象。结果显示,在该空客机舱滤膜上31种耐药基因的检出频率为83.9%。Ⅰ类整合子基因的相对含量高于所有耐药基因,为3.94×10^-1(基因拷贝数/16SrRNA拷贝数)。β内酰胺类耐药基因的相对含量在1.51×10^-5~1.26×10^-2之间。3种磺胺类耐药基因的相对含量都相对较高,sul2的含量最高,为4.81×10^-2。Ⅰ类整合子介导的耐药基因水平转移可能是机舱内耐药基因传播扩散的主要机制之一。此外,对分离出的64株细菌进行耐药表型检测发现,具有磺胺甲恶唑耐受性的细菌为50株(78.1%),具有庆大霉素耐受性的细菌为41株(64.1%),具有亚胺培南耐受性的细菌为24株(37.5%)。其中61株菌至少含有两重耐药性,只有4株芽孢杆菌对四环素具有耐药性。样本中分离出很多条件致病菌,比如阴沟肠杆菌和蜡样芽胞杆菌等,这对乘客和机组人员的安全造成直接危胁。上述研究结果表明机舱环境成为耐药基因跨境传播的重要途经。

海泡石对污染土壤镉、锌有效态的影响及其机制

通过土壤原位钝化与等温吸附试验,研究了海泡石黏土矿物对污染土壤中镉、锌有效态及pH对海泡石吸附镉、锌的影响。结果表明:海泡石黏土矿物加入土壤后,显著降低了土壤中水溶态镉、锌和可提取态镉、锌含量。在海泡石最大施用量(土重的4%)时,水溶态镉、锌含量分别比对照下降了57.3%和41.4%;而可提取态镉、锌含量分别比对照下降42.8%和24.7%。海泡石对Cd和Zn的吸附过程符合Langmuir和Freundich等温吸附方程所描述的规律。随着体系pH升高,海泡石对镉、锌的吸附能力增强,在pH为6,海泡石对Cd2+和Zn2+的最大吸附量分别为12.3mg/g和6.80mg/g,海泡石对2种金属离子的吸附能力为Cd2+>Zn2+。海泡石作为土壤重金属钝化剂,施入土壤后能有效地降低土壤中Cd2+和Zn2+的活性;而pH是控制海泡石的钝化能力强弱的关键因素。

太湖和辽河沉积物重金属质量基准及生态风险评估

以太湖、辽河的表层沉积物为研究对象,运用相平衡分配法(EqP)初步探讨了两流域沉积物中4种重金属(Cd,Cu,Pb,Zn)的沉积物质量基准(CSQC)推荐值,并对两流域沉积物中的重金属进行了生态风险评估.根据美国国家环境保护局(US EPA)基于水生生物对重金属的最终慢性毒理水平的淡水水质基准,制定了太湖及辽河4种重金属(Cd,Cu,Pb和Zn)的沉积物质量基准推荐值分别为6.42,55.3,20.6和201.5 mg/kg及5.42,52.8,18.9和177.7 mg/kg.通过与不同国家及地区制定的CSQC值进行比较,推算出4种重金属的CSQC值大都接近所有数据的中间值.从沉积物固相和间隙水相2个不同的角度对沉积物中重金属进行的生态风险评估表明,两流域的大部分区域同步可提取重金属(SEM)与酸可挥发性硫化物(AVS)含量的差值大于0,而Σi[CTi]/[CSQC,i]值与Σi[CIW,i]/[CCCi]值均大于1,说明在整体上两流域沉积物中的重金属存一定的生态风险.由于未考虑各金属元素之间的拮抗或协同等作用以及底栖生物敏感性的问题,所使用的生态风险方法在评价生态风险方面可能会相对有所偏差.

3种四环素类抗生素在石油污染土壤上的吸附解吸

以OECD Guideline 106为基础,采用批量平衡方法研究了3种四环素类抗生素在不同石油污染程度土壤上的吸附和解吸作用,并探讨了土壤中此类抗生素与石油污染物形成的复合污染环境行为.结果表明,3种四环素类抗生素在高石油污染和低石油污染土壤上的吸附和解吸均不同程度地偏离线性模型,其中Freundlich模型对吸附和解吸数据具有良好的非线性拟合性(P<0.01).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.四环素类抗生素在不同石油污染土壤均具有很强的吸附性,金霉素吸附容量(lgKf)(4.168和4.514)高于四环素,而四环素lgKf(2.975和2.771)高于土霉素lgKf(2.340和2.337).此类抗生素在不同石油污染土壤中的吸附均以物理性吸附为主.3种四环素类抗生素在不同石油污染土壤中的滞后系数顺序均为:土霉素>四环素>金霉素,差异达到极显著水平(P<0.01).对于同一种四环素类抗生素,石油污染土壤的不同程度并未对抗生素的吸附容量、吸附强度、吸附等温线形状、吸附机理以及解吸滞后性产生显著影响.因此四环素类抗生素进入石油污染土壤将加重土壤污染的程度和复杂性.

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。

基于价值评估的环渤海地区生境质量时空演变与驱动力分析

利用环渤海2000—2020年土地利用产品、耦合生态系统服务价值模型、生态系统活力指数和InVEST生境质量模型评估环渤海海岸带地区生境质量的时空演化格局,采用地理探测器模型对生境时空演化进行驱动因子探测和交互作用分析。结果表明:2000—2020年环渤海地区整体生境质量等级处于中等且呈持续上升趋势,其中大连市、营口市、葫芦岛市和秦皇岛市生境质量较高;2000、2010、2020年环渤海地区生境质量处于中等等级面积占比依次为53%、57.4%、58.3%,等级由低、较低等级转化为中等等级的面积占比较大;2000—2020年环渤海地区生境质量变化主要受气温、高程、降水、路网密度和植被覆盖率等因子的影响,其中降水、气温和高程的影响程度较强,因子交互呈现双因子增强和非线性增强两种复合增强结果。研究结果可为海岸带地区生境修复、土地利用规划提供参考。

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。

石油和重金属污染土壤的微生物修复研究进展

土壤石油和重金属污染严重,需要合适的修复技术,微生物技术在修复污染土壤方面有广阔的应用前景。文章介绍了石油污染土壤的微生物修复相关技术-生物刺激、生物强化、固定化微生物、微生物-植物联合修复以及电动-微生物联合修复,分析了现有工作的不足,预测了研究趋势;介绍了修复重金属污染土壤的微生物吸附技术及微生物-植物、化学钝化-微生物联用技术,阐述了修复过程对重金属的形态和生物可利用性的影响,指出了现有研究的缺陷和可开展的工作。在此基础上,扼要分析了石油与重金属的交互作用和污染效应,提出了两者复合污染土壤微生物修复技术的研究方向,为微生物修复技术的应用和推广提供了一定的思路。

重金属协同选择环境细菌抗生素抗性及其机制研究进展

抗生素的长期滥用,引起环境细菌耐药性不断增强,加速了抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)在环境中的传播扩散。在重金属污染的环境中,细菌不仅具备重金属抗性,并且具备多种抗生素抗性,抗生素抗性基因的污染水平也随之升高。在介绍重金属与抗生素抗性最新研究进展的基础上,阐述了环境细菌的抗生素抗性、重金属抗性及其相关抗性机制,并着重论述重金属和抗生素协同选择环境细菌耐药性及其机制。

土壤环境中抗生素的来源、转归、生态风险以及消减对策

抗生素作为预防、治疗人类和畜禽疾病的药物或促进畜禽生长的添加剂,在世界范围内广泛使用.土壤是抗生素污染的主要归宿,因此土壤环境中的抗生素残留对土壤生态系统的危害已成为普遍关注的热点.本文在已有研究基础上,综述了土壤中不同种类抗生素的来源、转归以及潜在的生态风险,并在此基础上提出了可行的消减对策.

不同畜禽粪便好氧堆肥过程中重金属Pb Cd Cu Zn的变化特征及其影响因素分析

畜禽粪便中的重金属含量及其生物有效性是限制其农业利用的重要因素。采用好气模拟培养方法对6种畜禽粪便好氧堆肥过程中Pb、Cd、Cu、Zn的总量以及生物有效性动态变化进行研究探讨,并分析了影响重金属生物有效性的因素。结果表明,根据现有的国际以及我国农用污泥农用标准,某些粪便中存在着Cd、Cu、Zn含量超标,由于饲料受重金属污染的不同,造成不同畜禽粪便中不同的重金属含量差异性较大。堆肥过程中,由于挥发性物质的挥发作用,4种重金属含量均呈现增加现象,尤其是在0～14 d的堆肥中增加量最高;而生物有效性重金属占其全量重金属的比例呈现先增加而后下降的趋势,除仔猪粪外,堆肥均能降低重金属生物有效性部分的比例,这将有利于降低其农业利用的风险。温度和水溶性碳对堆肥过程中4种重金属的生物有效性部分重金属相对含量的变化有着显著的影响。

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.

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.

生物炭的土壤环境效应及其机制研究

近年来,随着土壤污染的逐渐加重以及食品安全问题的频出,生物炭作为重要的土壤改良剂以及对污染土壤修复表现出的巨大潜力引起人们的广泛关注.本文首先对国内外生物炭的土壤环境效应方面的研究以及成果进行分析总结.生物炭具有疏松多孔的性质以及巨大的表面积和阳离子交换量(CEC),可以改善土壤理化性质,能强烈吸附土壤中的污染物,降低其生物有效性和迁移转化能力;生物炭的碱性对于改良酸性土壤降低土壤中污染物的生物毒性具有很大的潜力;生物炭还可以为微生物提供生长繁殖的场所,有利于微生物对污染物的降解,但同时又可以保护被吸附的有机物免受微生物的降解,对不同的微生物影响不同;生物炭可以对蚯蚓等土壤动物的生存产生影响.在此基础上,依据生物炭的基本理化性质,对其土壤环境效应机制进行了分析.最后,从当前工作中存在的不足对今后的研究重点和方向进行了展望.

六溴环十二烷在不同用途土壤中的污染特征

六溴环十二烷(HBCDs)是一种被广泛用于建筑业、纺织业和电子产业的溴代阻燃剂。为了比较六溴环十二烷在土壤中的污染特征,采用高效液相色谱-电喷雾串联质谱联用技术同时测定天津污灌区农田土壤与电子产品拆解区土壤HBCDs的异构体和对映体,对其总浓度、异构体组成和对映体选择性进行了分析。电子产品拆解区土壤中HBCDs的浓度范围为1.57～3.76ng·g-1干重,污灌区农田土壤中的浓度范围是9.33～44.6ng·g-1干重,大沽排污河污灌导致农田土壤中HBCDs的浓度明显高于电子产品拆解区土壤。电子产品拆解区土壤中HBCDs异构体组成与工业品中的HBCDs呈现出明显的差异,α-HBCD的比例明显升高,发生了异构体转化;而污灌区农田土壤中HBCDs与工业品中异构体组成类似。HBCDs各异构体的对映体选择性没有明显的规律,而对于β-HBCD,污灌区农田土壤对(+)-HBCD具有选择性,电子产品拆解区则呈现出相反的现象。