水环境中有机污染物与溶解性有机质相互作用研究

溶解性有机质(DOM)是水环境中重要的有机组分,主要通过氢键、范德华力、疏水作用等多种作用吸附结合有机污染物,影响有机污染物的迁移转化等环境行为,同时DOM对水环境中有机污染物的吸附作用还受DOM和有机污染物的性质等诸多因素的影响。     

超声对蓝藻细胞生理影响的研究

蓝藻水华会使水体水质恶化,破坏水生生态系统,同时会增加水处理成本,产生臭味并释放藻毒素。蓝藻水华问题成为社会各界的关注热点。超声由于具有反应速度快,操作简便,在处理过程中不引入其他化学物质等优点,已被广泛应用于水处理领域,包括用于蓝藻水华的控制。总结了超声作用参数对蓝藻生长效果的影响,从藻细胞的光合活性、酯酶活性和抗氧化酶系统等方面探讨了超声对蓝藻生理方面产生的影响,分析了超声对藻细胞的作用机理,并对后续的研究进行了展望,以期为超声控制蓝藻水华的相关研究提供参考。     

中国海洋生态毒理学研究中的毒性测试生物

自20世纪70年代末,中国海洋生态毒理学萌芽发展,基于生态毒理学的剂量-反应原理开始利用海洋生物开展污染物毒性测试,以评估污染物对于海洋生物及海洋生态系统的影响.21世纪以来,应用于毒性测试的海洋生物物种变得更为广泛且多样,常用的海洋生物包括海洋藻类、原生动物、轮虫动物、环节动物、软体动物、棘皮动物、节肢动物、头索动物和海洋鱼类等.这些受试生物已用在多种海洋污染物的毒理学研究上,为海洋污染物的生态风险评估及海水水质基准的制定提供科学基础.浅述近年来中国海洋生态毒理学研究中毒性测试生物的应用情况,特别对其中常用的6种（类）海洋模式生物,包括中肋骨条藻、扇形游仆虫、牡蛎（多种）、海胆（多种）、日本虎斑猛水蚤和海洋青鳉鱼在毒性测试上的应用展开较为具体的介绍.     

1,2,5,6-四溴环辛烷(TBCO)的分析方法、环境行为及毒性效应研究进展

1,2,5,6-四溴环辛烷（1,2,5,6-Tetrabromocyclooctane,TBCO）与六溴环十二烷（HBCD）同属于脂环族溴代阻燃剂.随着HBCD的禁止生产和限制使用,TBCO成为潜在的替代品,其生态和环境效应开始受到关注.通过对TBCO的性质、分析方法、环境行为和毒性效应研究进行综述,结果表明:TBCO具有2个非对映异构体（简称为异构体）,分别为α-TBCO和β-TBCO,其中β-TBCO有一对对映体;TBCO的检测一般采用气相色谱-质谱联用法;TBCO目前已在空气、土壤、沉积物及生物中检出,并显示出生物蓄积性、生物毒性以及异构体特异性的生物降解.需要指出的是,关于环境介质、生物体中TBCO的有限研究主要集中于水生生态系统,在陆生生态系统中的生物富集、食物链放大及毒性效应的研究非常匮乏.TBCO是否具有环境持久性和长距离传输能力尚存争议.建议全面开展TBCO的环境界面迁移行为、生物富集、代谢与毒性效应研究,特别是在陆生生态系统中的研究,并从异构体和对映体水平深入探讨,以期全面评价TBCO的生态和健康风险.      

微藻生物富集重金属的研究进展

环境中的重金属来源广泛,在环境中有稳定、迁移、累积的特性,已严重危胁到人类健康。控制和消除重金属污染是当今世界环境面临的紧迫问题和巨大挑战。以水环境中的重金属修复为要点,介绍了利用微藻作为吸附材料的创新型生物修复技术在污水修复领域的可行性和优势,根据微藻富集重金属的主要机制,详述了生物富集的过程以及影响吸附行为的主要因素(pH、温度、离子强度、溶解性有机质),并指出了现阶段微藻生物富集重金属的研究重点和趋势。     

The mechanism of different cyanobacterial responses to glyphosate

Glyphosate, the most extensively used herbicide globally, has raised ecotoxicological concerns because it can be transported into the aquatic environment and cause adverse effects on the aquatic system. However, the functional mechanism of glyphosate on cyanobacteria are not completely disentangled. In this study, we selected six common cyanobacteria to evaluate glyphosate effects on cyanobacterial growth in monoculture experiment. Results showed that the growth of five tested cyanobacterial species were promoted under different degrees, and only Pseudanabaena was inhibited by glyphosate. In the phylogenetic tree based on gene sequences of 5-enol-pyruvylshikimate-3-phosphate synthase (EPSPS), a target for glyphosate, we found that the position of Pseudanabaena is the closest to plant, which was sensitive to glyphosate, thereby explaining the inhibitory effect of Pseudanabaena following glyphosate exposure. The primary degraded metabolites or analogs did not induce cyanobacterial growth, laterally demonstrating that glyphosate was used as a source of phosphorus to accelerate cyanobacterial growth because phosphorus levels increased in the medium of glyphosate treatment. Overall, this study provides a better understanding of the influence of glyphosate on the composition of aquatic microbiota and explains the mechanism of cyanobacterial response to glyphosate.     

北京清河水体及水生生物体内抗生素污染特征

利用高效液相色谱和串联质谱联用的方法,分析了北京市清河水体和水生生物体内4类抗生素含量水平及污染特征. 结果表明:清河水体中QNs(喹诺酮类)和MCs(大环内酯类)抗生素是主要污染物质,ρ(∑QNs)和ρ(∑MCs)的平均值分别为2238.9和814.9ng/L;在检测的5种大型水生植物体内,QNs和TCs(四环素类)抗生素是主要污染物质,w(∑QNs)和w(∑TCs)的平均值分别为945.3和389.2μg/kg;在鱼类和软体动物体内,QNs和SAs(磺胺类)抗生素是主要污染物质,w(∑QNs)和w(∑SAs)的平均值分别为3213.9和653.5μg/kg. 抗生素对清河水生态系统的环境风险评价结果表明,OFL(氧氟沙星)、CIP(环丙沙星)和NOR(诺氟沙星)对藻类和水生植物的HQs(危害系数)均大于1,说明在清河水体中这3种抗生素对藻类和水生植物存在环境风险. 研究表明,清河水环境存在一定程度的抗生素污染,其中QNs抗生素的HQs较高,其环境风险不容忽视.      

微藻与环境监测

生物藻已应用于环境污染物的检测,根据微藻的生物特性论述了藻类在环境污染检测方面的应用及研究进展。     

生物标志物在水环境研究中的应用

生物标志物是指示污染物危害效应的生物信号．可分为两类,一类指示生物体对有害物质的暴露;另一类指示污染物的毒性效应．与其它手段相比,生物标志物具有专一性、预警性和广泛适用性．本文介绍了指示水环境污染的主要几类生物标志物．生物转化酶和金属硫蛋白能有效地表征水体中的有机物和重金属对生物的影响．DNA加合物将有机污染与遗传物质变异相关联,因此成为生态毒理学研究的新热点．文中还讨论了生物标志物的缺陷和不足,并展望了该领域的应用前景．     

微藻与水环境修复

目前,环境污染已威胁到我们人类的生活质量和身体健康。水污染作为环境污染的主要组成部分,已成为污染治理和环境修复的当务之急。文章综述了微藻作为一种生物修复工具修复富营养化水源和重金属污染水源的研究进展其国内外研究概况。具体阐述了微藻修复受污染水环境的机理,能除氮脱磷的微藻种类、环境因素对微藻除氮脱磷的影响,利用微藻除氮磷富营养化的研究现状,以及利用微藻作为生物武器消除重金属污染的优势、特点和现状。重点论述了螺旋藻和小球藻两种微藻修复水体污染的概况。     

Evaluation of nutrient limitation in aquatic ecosystems with nitrogen fixing bacteria

There has always been a great need for simple and accurate bioassays for evaluating nutrient limitation in aquatic ecosystems. Whereas organic carbon is usually considered to be the limiting nutrient for microbial growth in many aquatic ecosystems, there are, however, many water sources that are limited by phosphorus or nitrogen. A method named ＂nitrogen fixing bacterial growth potential＂ （NFBGP） test, which is based on pre-culturing of autochthonous （target） microorganisms was described. The method was applied to evaluate phosphorus or nitrogen nutrient limitation in lake and sewage water samples using an isolate of the nitrogen fixing bacterium, Azorhizobium sp. WS6. The results corresponded well to those from the traditional algal growth potential （AGP） test and the bacterial regrowth potential （BRP） test, suggesting that the NFBGP test is a useful supplementary method for evaluating the limiting nutrient, especially phosphorus, in an aquatic environment.     

Introductory remarks on mercury pollution in China

Ｃｈｉｎａｉｓｒｉｃｈｉｎｍｅｒｃｕｒｙｒｅｓｏｕｒｃｅｓ,ｒａｎｋｉｎｇｔｈｉｒｄｉｎｔｈｅｗｏｒｌｄ .ＭｅｒｃｕｒｙｏｒｅｓａｒｅｍｏｓｔｌｙｄｅｐｏｓｉｔｅｄｉｎＳｏｕｔｈｗｅｓｔａｎｄＣｅｎｔｒａｌＣｈｉｎａｌｉｋｅＧｕｉｚｈｏｕ ,ＳｏｕｔｈｅｒｎＳｈａａｎｘｉ,ＮｏｒｔｈｅｒｎＨｅｎａｎａｎｄＥａｓｔｅｒｎＳｉｃｈｕａｎ ｐｒｏｖｉｎｃｅｓ,ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙＧｕｉｚｈｏｕｗｈｅｒｅ 75%ｍｅｒｃｕｒｙｏｒｅｏｆａｌｌＣｈｉｎａｅｘｉｓｔｓ.Ａｎｎｕａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｉｎ 60’ｓａ…     

生物活性物质改善水环境中重金属对生物的不利影响及其机制

重金属具有高毒性和不可降解等特点,对水生生物的生长、繁殖等产生危害,进而影响水生态系统的平衡.最近研究表明,自然环境中存在多种生物活性物质,或通过人工添加的方式改善重金属对生物的不利影响.这些研究对认识水环境中的自然净化、生态修复与水生态健康评估具有重要价值,但目前对生物活性物质改善作用的总结和深入机理研究还较少.因此,本文调查并总结了多种生物活性物质对水生生物重金属胁迫的改善作用,研究其可能的改善机制.对水生植物而言,生物活性物质主要通过调节植物抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环、叶黄素循环以及维持植物光合色素平衡来改善重金属毒性;对于水生动物,生物活性物质主要通过缓解氧化应激、螯合重金属离子和维持肠道健康来减轻重金属毒性.因此,本文能为预防和改善水环境中重金属对生物的不利影响提供支持,并为进一步研究重金属的自然修复技术、污染控制及水质改善等方面提供科学依据,对水产养殖中生物的日常管理、生态系统的风险评估具有重要的指导价值.     

中国水生态分区初探

从生态系统的角度管理自然资源以及进行环境保护,已经成为国际环境保护领域的主流趋势.基于生态分区和地理分类单元开展环境保护与资源管理,已广为世界各国所接受.淡水生态分区是生态分区的一个重要类型,与水文分区和水环境功能分区相比,其在管理、评价和保护河流、溪流和湖泊等淡水水体资源、环境及水生生态系统方面,具有不可比拟的优势.本研究比较了国内外主要水体分区体系,分析各分区体系的优劣,强调在中国开展水生态分区研究的必要性.在此基础上,提出中国水生态分区的目标、范围和指标体系的设想,指出中国水生态分区应根据中国淡水生态系统实际和环境特征,着重突出河流和湖泊等水体的生态服务功能、水生生态系统的敏感性和人类活动的干扰与影响,并就中国水生态分区的范围、分类指标及水生态分区在将来环境管理中与其他现行分区体系的协调做了探讨.     

长荡湖生态环境现状及防治对策

长荡湖是太湖流域的重要湖泊之一，分析了引起该湖生态环境恶化的主要原因，提出控制污染源，减少污染物进入湖体的关键措施，采取压缩网网养殖规模，推广轮牧式养殖工艺，实施全年封草并培植沉水植物，防止长荡湖由草型湖泊向藻型湖泊的转变，逐步恢复长荡湖的生态环境。     

人工纳米颗粒在水体中的行为及其对浮游植物的影响

人工纳米颗粒(engineered nanoparticles,ENPs)因其特殊的尺寸效应及良好的光学、磁学等性质,已被广泛应用于医药、生物成像以及工业产品等领域.在生产、使用和排放的过程中,ENPs通过不同途径不可避免地进入水体,因此ENPs在水体中的行为和生物安全性也引起了人们的极大关注.在水生生态系统中,浮游植物作为初级生产者,为自身以及其他营养级生物提供营养物质、能量和氧气,因此受到ENPs的影响是难以估算的.近年来已有大量的研究证实ENPs对生物有毒性效应,但ENPs进入浮游植物体内的机制以及ENPs在浮游植物体内的生物运输和转化的报道较少,并且这方面的机制仍不甚明确.本文重点介绍了纳米材料进入水体的途径,在水体中的行为以及对浮游植物的生物效应的最新研究进展,但这方面的机制研究需要进一步深入.     

典型工程纳米材料对微藻的毒性效应研究进展

近年来,随着纳米技术的快速发展,工程纳米材料由于其良好的物理化学特性而广泛应用于各行各业。然而,在生产、使用和丢弃含有工程纳米材料产品的过程中不可避免地导致纳米材料释放到水环境中。工程纳米材料已在世界多地的水环境中被检测到,给水生态系统和人体健康带来潜在风险。由于水环境的复杂性,工程纳米材料在水体中的环境行为、毒性效应等生态风险还未得到充分的研究。本文以微藻为模型生物,总结了典型工程纳米材料,包括纳米金属、纳米氧化物、碳纳米材料以及量子点的毒性效应。探讨了工程纳米材料在水中的环境行为以及与其它污染物的复合毒性效应,讨论了工程纳米材料自身理化性质和环境因素对其毒性的影响。从生理指标和组学指标出发分析了工程纳米材料对微藻的毒性机制,并展望了工程纳米材料毒性研究的发展方向,以期为工程纳米材料的毒性评价提供一定的理论依据,促进纳米材料的绿色发展。     

水环境中药物污染及迁移转化行为研究进展

药物在人体健康和畜牧业生产中起到了积极的作用。但是未被完全吸收、利用的药物或其代谢物将通过尿液、粪便排泄等途径进入水体,而污水处理厂现有处理技术对其不能有效地去除。虽然药物在水体中的半衰期较短,但是其大量、频繁的使用,仍有可能形成"假性持久性"污染。近年来,在地表水、地下水、饮用水、污泥、土壤、水生物体内等环境介质中都报道有检测到不同浓度水平的药物,其对生态环境和人类健康的影响已引起国际社会广泛关注。欧美一些国家对水环境中药物做了较深入的研究,而我国相关研究报道较少。文章对水环境中药物的来源、污染现状及迁移转化行为等研究进展作了综合分析和讨论,为我国开展相关研究及建立水环境中药物污染的生态风险评价提供参考。     

微米级核壳量子点团聚体在生物膜中的扩散与溶解及其毒性

包括量子点在内的人工纳米颗粒是近年来突出的环境污染物,为确定其在生物膜中的扩散过程和特征,应用TIRF（全内反射荧光）、FRAP（荧光漂白后恢复）等技术,研究了CdTe/CdS/ZnS核壳式量子的微米级的团聚体在细菌Comamonas testoteroni生物膜表面的吸附动力学、生物膜内部的扩散及其在生物膜中的溶解和毒性.结果表明:通过TIRF技术观察到生物膜可快速吸附>1 μm的CdTe/CdS/ZnS核壳式量子点团聚体,而且通过CLSM（激光扫描共聚焦荧光显微镜）进行深度扫描发现,量子点团聚体吸附到生物膜表面后可以进一步扩散到生物膜深层,在25 min内可穿透45 μm的生物膜,并在生物膜中随深度呈线性分布特征.FRAP分析表明,量子点团聚体被生物膜固定后还具有较强的移动性,漂白区的荧光强度在5 min可恢复30%.量子点团聚体在生物膜中会溶解产生Cd2+、Zn2+等重金属离子,从而对生物膜产生毒性并杀死细菌.研究显示,虽然纳米颗粒进入环境中会形成微米级的团聚体,但依然可以进入生物膜,对水生微生物生态系统产生危害.TIRF、CLSM和FRAP技术是研究纳米颗粒物在生物膜表面吸附和内部扩散动力学的有效工具.      

水生植物对淡水生态系统温室气体排放的影响研究进展

淡水生态系统温室气体(CO_2、CH_4、N_2O)排放是全球气候变化背景下的研究热点。水生植物作为淡水生态系统重要的组成部分,对水体生源要素的生物地球化学循环过程具有重要影响,进而影响水体温室气体产生与排放。本研究基于目前水生植物与水体温室气体排放关系的研究,探讨了水生植物对淡水生态系统温室气体排放动力学过程的影响,提出水生植物分布区可能是温室气体排放热点;水生植物种类、生活型的多样性增加了水体温室气体排放的变异性和不确定性,对监测和估算方法的准确性产生一定影响;进一步总结了水生植物对淡水生态系统温室气体排放的影响机制:1)机械作用,包括气体传输通道作用和浮叶植物的滞留作用; 2)水生植物光合/呼吸作用参与水体碳循环,同时水生植物凋落物分解为水体代谢提供新鲜碳、氮源,提高温室气体产生速率; 3)改变根际厌氧环境,影响根际CH_4和N_2O产生与排放; 4)水生植物群落改变水体生态因子分配格局,影响水体异养代谢等。基于当前研究现状,本文提出要进一步开展不同尺度或不同生境条件下水生植物种类、生活型和生长代谢等对水体温室气体排放动力学的影响研究,并从水生植物群落尺度构建温室气体排放动力学模型,优化监测方法与估算模型,为推进我国淡水生态系统温室气体排放研究提供理论基础。