石墨烯纳米材料对哺乳动物的毒性及其作用机制

石墨烯是一种新兴纳米材料,具有独特的电学和光学性质、超大的比表面积以及潜在的生物相容性,在材料和电子产业、能源、环境以及生物医学等领域得到广泛应用。与此同时,石墨烯的环境行为和生物毒性也随之引起日益广泛的关注。本文通过对石墨烯纳米材料的生物毒性、细胞毒性、毒性影响因素和毒性机制等相关研究进展进行总结。石墨烯纳米材料可通过气管滴注、吸入、静脉注射、腹腔注射以及口服等方式进入体内,通过机械屏障、血脑屏障和血液胎盘屏障等积累在肺、肝、脾等部位引起急性或者慢性损伤;目前有关石墨烯毒性机制的研究主要集中于线粒体损伤、DNA损伤、炎性反应、凋亡等终点及氧化应激参与的复杂信号通路,不同石墨烯纳米材料的浓度、尺寸、表面结构和官能团等对石墨烯的生物毒性影响不同。鉴于当前该领域研究的局限性,对石墨烯纳米材料生物毒性研究的发展方向进行了展望,进而为石墨烯材料的安全应用提供理论借鉴和实践参考。     

气候变化对生物多样性的影响:脆弱性和适应

气候变化对生物多样性影响及其适应直接关系着未来生物多样性的保护.气候变化对生物多样性影响、生物多样性在气候变化影响下的脆弱性、生物多样性适应气候变化方面进行了总结分析,对存在的问题进行了讨论,对今后研究提出了一些建议.过去的气候变化已使物种物候、分布和丰富度等改变,使一些物种灭绝、部分有害生物危害强度和频率增加,使一些生物入侵范围扩大、生态系统结构与功能改变等.未来的气候变化仍将使物种物候和行为、分布和丰富度等改变,使一些物种灭绝、使有害生物爆发频率和强度增加,并将可能使生态系统结构与功能发生改变等.生物多样性适应气候变化包括了自然适应和人为适应两个方面,自然适应体现在物种适应性进化、迁移、生态系统稳定性和弹性等,人为适应体现在种质基因保存、物种异地保护、自然保护区规划设计、生态系统适应性管理、生态恢复和气候灾害防御等.目前,生物多样性对气候变化影响的脆弱性、生物多样性自然适应和人为适应气候变化方面的研究都还不系统深入,需要加强生物多样性自然适应和人为适应气候变化方面的研究.     

1995至2004年广州土地利用格局变化与驱动分析

综合应用景观生态学、统计学基本原理,以及3S技术、手段,以广州市为研究对象,基于TM和SPOT影像数据,运用ERDAS、ARC/INFO、FRAGSTATS和SAS等GIS和统计学工具平台,分析了广州市1995到2004景观格局状况及其动态变化.研究结果表明:近10年间,广州市的耕地、林地和水域等自然、半自然景观面积减少,其中耕地面积减少的最多,而居民工矿用地和交通路网用地等人文景观面积都在增加,园地和湿地等半自然景观面积也在增加;斑块数量和边缘密度呈增加之势,景观破碎化程度升高;景观多样性指数的升高和景观聚集度的下降,景观异质性增加;景观形状指数增加,景观形状复杂化;影响景观格局变化的驱动因子主要是建筑密度、道路密度、人口密度和第三产业结构比例.根据因子分析的结果,从保护农地、降低景观破碎化程度等方面提出了城市景观的优化建议.     

北京市城区环境和生物样品中痕量铂族元素的分布

在汽车尾气处理装置中,铂、钯和铑作为催化剂的活性成分,可以将汽车尾气所排放出来的碳氢化合物、一氧化碳和氮氢化物等有害气体分解为二氧化碳、氮气和水等无害物质.     

欧洲国家控制农业养分污染水环境的管理措施

近年来欧洲国家为控制农业养分污染水环境采取了一系列行政、法律和经济等环境管理措施,鼓励和刺激农民采取更加有利于环境的耕作方法,限制化肥、厩肥等养分投入,以最大限度地减轻氮、磷等养分流失对地下水和地表水体的污染,取得了显著的成效。本文对此作了详细介绍,以资借鉴。     

南迦巴瓦峰地区自然灾害及其对社会经济的影响

南迦巴瓦峰地区自然变异强烈而频繁,地震、泥石流、崩塌与滑坡、雪害、洪水等自然灾害普遍。探讨了自然灾害的特征和规律、灾害的成因及其对社会经济的影响等问题,认为该地区自然灾害具有连锁性、群发性、突发性和频发性;强烈的新构造运动、高山深谷地貌及温热多雨的气候条件等是该地区灾害发生的最主要自然成因。灾害对该区人民生命财产安全、交通运输、山地农业及森林资源等造成严重影响。     

活性氮增加:一个威胁环境的问题

活性氮增加是当前全球变化的重要现象之一,已经对全球氮素循环产生了严重的影响。人类活动,如燃料燃烧、氮肥生产、固氮植物的培育和畜牧业的集约经营等是引起全球活性氮增加的主要原因。活性氮增加正在引起大气污染、N2O等温室气体增加、森林退化、土壤和淡水酸化、海水富营养化、陆地和水体生态系统物种组成变化和生物多样性减少等诸多环境问题。该文综述了活性氮及其对环境的影响,主要包括:⑴活性氮的来源;⑵活性氮生产的历史与现状;⑶活性氮对大气、水体、森林、土壤等多种生态系统的影响等,并提出了减少活性氮产量和降低其环境危害的一些思路。     

土壤中稀土元素的生态毒性研究进展

为了解稀土元素对农田生态系统的影响,综述了近几十年来国内外有关土壤稀土元素生态毒性的研究进展,包括土壤稀土元素的主要来源途径,稀土元素对农田生态系统中植物、动物和微生物生长、发育、繁殖的影响。高浓度的稀土元素会破坏植物细胞膜的性质和结构,影响植物的抗氧化系统,扰乱植物对矿质营养元素的正常吸收和利用,诱使植物细胞发育不良、染色体畸变等现象发生。稀土元素可影响动物的消化、呼吸、生殖、神经、血液和免疫系统等。稀土元素对土壤微生物数量、种类、群落结构与功能多样性等均有影响。探讨了土壤稀土元素的生态毒性诊断方法,目前常见的植物毒性诊断法、蚯蚓毒性诊断法、土壤微生物诊断法、生物标记物诊断法和遗传毒性诊断法等可用来诊断土壤中稀土元素的生态毒性。提出了以后开展土壤稀土元素生态毒性研究应加强的方面:在群落、个体和细胞水平上研究稀土元素对土壤动物和微生物的影响,加强稀土元素生态毒性诊断新方法和新技术的探讨,进行稀土元素生物有效性与土壤因素关系的研究等。     

江苏沿海地区海洋灾害类型及其防治探讨

根据江苏沿海地区的地质地貌及气候的特点,综合分析了危害江苏沿海的海洋灾害类型,主要有海洋地质灾害、气候灾害和生物灾害等三种类型。地质灾害主要包括海岸侵蚀、海岸坍塌、和海平面上升;气候灾害主要包括台风风暴潮;生物灾害主要包括赤潮、湿地滩涂面积缩小等。提出相应的防治措施:(1)加强对海岸带地质背景和地质灾害研究,应用GIS和RS等先进技术建立海洋灾害信息系统;(2)加强海防工程建设,加高海堤提高质量,以防御灾害性海浪、风暴潮等侵袭;(3)应用生态学原理,建立沿海生态防护网,增强对风暴潮抵御能力保护沿海湿地资源;(4)加强对海洋灾害及防御知识的教育和对防灾减灾的管理等。     

大气化学污染的植物净化研究进展

大气污染是人类面临的严重环境问题之一,植物除了可以监测大气的化学污染外,在近地表大气污染物的清除中起着重要作用。利用植物净化大气化学污染是一种经济、有效、非破坏型的环境污染修复方式,植物净化污染大气的思想及其技术对城市园林绿化、环境规划和生态环境建设等具有直接的指导意义和应用价值。文章简要介绍了大气化学污染植物净化的机理,综述了近年来利用植物净化大气无机污染物和有机污染物的研究成果,并展望了今后需要进一步研究的领域。植物净化化学性大气污染的主要过程是持留和去除:持留过程涉及植物截获、吸附和滞留等,去除过程包括植物吸收、降解、转化、同化和超同化等。利用生物学、化学、农学、土壤科学和环境科学等多学科交叉,筛选高效的净化植物、研究污染物在植物体内的转化机理和影响净化效果的因素、开发联合修复技术、培育转基因净化植物等是未来研究的主要方向。     

加强生态保护,维护国家生态安全

在详细论述生态安全概念和内涵的基础上,阐述了维护国家生态安全在保障国家安全、维持中华民族的生存与发展和维护人民群众切身利益等方面的重要性,分析了我国面临的环境严重污染、生态赤字扩大、物种资源破坏和自然灾害频发等方面严峻的生态安全形势,提出了规范国土空间开发秩序、完善生态保护政策法规、建立生态监测评价体系、强化资源开发环境监管和提高全民生态安全意识等维护国家生态安全的对策措施。     

水信息学及其在水环境中的应用研究综述

水信息学是一门新兴的学科,是在水范围内运用知识的新途径、元知识.它着重运用计算机技术、通信网络技术、3S技术、可视化技术等一系列高新技术,并结合传统水科学和工程学的方法,研究与水环境相关数据的收集、存储、处理、模拟、预测和结果显示等问题.文章首先探讨了几种不同的水环境概念及水环境研究模型,阐述了近年生态水力学模型的制约因素.生态水力学模型建市在时空一致性和质量能量守恒等假设上,而水生态系统的高度复杂性、非线性和时空特异性制约模型的发展.从"知识发现"和"知识管理"两个视角出发,重点阐述数学模型、数据挖掘、数据同化、数据驱动、地理信息系统、决策支持系统、商业软件等水信息学方法在水环境研究中的应用.目前水信息学还处于起步阶段,各方法交叉结合的研究还比较少,在今后的研究中有待加强,包括基于数据的各方法手段的结合、基于数据和基于过程的两者结合、水环境的知识发现和知识管理的结合等.     

石油污染对土壤-植物系统的生态效应

伴随着石油的工业化生产和利用,石油污染已经成为一个严重的环境问题.本文从土壤、植物个体、植物群落与生态系统等层次对石油污染的生态效应进行了系统总结.含有多环芳烃(Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)、苯系物(Benzene、toluene、ethylbenzene和xylene,BTEX)等多种有毒物质的石油及其化工产品进入土壤-植物系统后会发生迁移.这不仅对土壤-植物系统的组成、结构、功能和服务产生影响,也会通过食物链危害人类健康.石油污染影响土壤水分状况、孔隙度等物理性质,土壤碳含量、养分含量等化学性质,以及土壤微生物群落组成和多样性、土壤酶活性等生物学性质.通常,石油污染会对大多数植物形成氧化胁迫,影响细胞膜透性,影响光合作用等生理活动,抑制植物生长,影响植物萌发、开花和结实.由于石油污染对植物个体的不同效应以及植物个体对石油污染的不同响应,石油污染对植物群落的影响存在3种基本模式,并最终导致植物群落生物量下降,物种多样性降低,植被盖度降低.进一步影响生态系统的生产力、稳定性和健康,最终危及生态系统的功能和服务.利用微生物、植物及其联合体菌根可以对石油污染物进行生物修复和降解,添加外源营养物质和通气等措施可以强化生物修复过程.应用植被指数和红边效应等遥感方法进行石油污染的生态效应监测具有较大的潜力.总之,如何把土壤-植物系统各水平上不同指标对石油污染物的响应与石油污染的生态效应联系起来,是目前石油污染生态效应研究的重点和难点之一.因此,亟需开展多尺度的系统研究,把室内控制实验、野外控制实验和野外调查有机地结合起来,构建多层次的石油污染标志物体系,全面认识石油污染对土壤-植物系统的生态效应,为石油污染的生态风险评价、治理和控制提供理论基础和实践指导.     

城市空气悬浮颗粒物的理化性质及其健康效应

城市空气悬浮颗粒物的理化性质是其他相关研究的理论基础,目前的研究主要集中在分析空气颗粒物的成分组成、来源解析上.空气悬浮颗粒物主要由金属元素、有机化学成分和无机盐类等组成,城市交通、工业等各种源的排放是其主要来源,按照粒径大小不同一般可将其分为总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)等.空气悬浮颗粒物达到一定浓度后,会对环境和人体产生一定的危害,而且颗粒物粒径大小不同,来源和成分组成就有别,其产生的危害程度也不一样.文章从粒径大小、来源、成份以及三者间的相互关系等几个方面详细阐述了城市空气悬浮颗粒物的理化性质,并从其对人体、其他动植物和环境等方面造成的影响综述了空气颗粒物的健康效应及影响因素,最后又提出了今后的研究方向和发展途径.     

吊兰和蝴蝶梅对污泥中重金属的去除效果

采用盆栽土培方法,将剩余污泥与供试土壤按质量比为0∶3,1∶2,2∶1和3∶0配比,吊兰和蝴蝶梅栽培幼苗,定期测定植物的株高、根长、干重、鲜重等生物量和叶绿素与根活力变化,以及植物体内Cu、Zn、Cd、Pb和Cr等的重金属含量变化;测定种植前后植物根系旁污泥中的重金属含量和重金属的EDTA提取含量等结果表明,吊兰对多种重金属具有很好的耐性,受重金属影响不大.吊兰对Cr和Zn的富集效果较好,对Cr的富集系数在某个特定的生长期是大于1,且它对Zn的富集效果较稳定,不易受重金属浓度的影响.由于吊兰具有生物量大、根系发达、生物量增长迅速等优点,其有利于被重金属污染的土壤改良.而蝴蝶梅因为根系不发达和生物量较小等原因,对重金属的耐性不强,生长中易受重金属影响,因此不宜用于修复污染土壤的植物.图9,表5,参7.     

2009年冬季乌鲁木齐大气中黑碳气溶胶观测

黑碳气溶胶（BC）是大气气溶胶的重要组成部分,其粒径一般在0.01—1μm之间,来源于任何含碳物质的不完全燃烧.其主要来源可分为自然源和人为源两种,自然源排放如火山爆发、森林大火等具有区域性和偶然性;而人为源排放,如煤、石油等化石燃料燃烧、生物质燃烧、汽车尾气等是长期和持续的,也成为大气中BC的主要来源.有研究证实BC...     

纳米材料及其研究进展

综述了纳米材料力学、磁学与电学等方面的特性与其在半导体、磁性材料、催化剂等领域的应用及其研究现状,并对纳米材料的研究趋势和市场前景进行了预测和展望.参20.     

抗病毒药物在水环境中的污染现状及环境归趋

禽流感、埃博拉、HIV等病毒的传播也使得对抗病毒药物（ATVs）的消费量的增加,这些药物进入水体后将产生严峻的水环境污染和病毒耐药性问题.本文对ATVs在水环境中的污染现状、环境行为、毒性效应,以及生态风险评估研究状况进行了综述.中国、日本、德国等已针对亚洲、欧洲水环境中ATVs含量展开研究,美国等国家仅在流感大流行后评估了奥司他韦等ATVs对水环境造成的影响;在水环境中被检出频率最高的ATVs为法匹拉韦、奥司他韦、利巴韦林和奥司他韦羧酸盐;在含量上水环境中ATVs浓度多处于ng·L^-1;中国珠江三角洲地区水环境中奥司他韦、利巴韦林和奥司他韦羧酸盐等常见ATVs均低于检出限;在空间分布上,非洲国家等不发达地区水环境中的ATVs含量高于发达国家,目前检出的中国水环境中ATVs含量低于非洲、欧洲、日本等地区和国家.ATVs在水环境中易发生光化学反应产生光致毒性,对水中的植物、大型溞和鱼类具有一定的毒性,对人体可造成致畸、致癌和致突变的毒性效应,引导病毒产生耐药性.对ATVs的风险评估研究表明,ATVs的生态风险较高,相关部门应重视对水环境中这类污染物的净化去除.最后,...     

氧化石墨烯及其复合材料去除水体抗生素的研究进展

由于具有优异的抗菌性,抗生素被广泛应用于医学领域和养殖行业。然而,近年来对抗生素大规模的使用和排放,在自然界造成了大量的累积,引发了一系列水环境污染问题,严重威胁生态系统安全和人类健康。因此,研发可去除水中过量抗生素的材料已成为当前环境领域的重要研究方向之一。氧化石墨烯（graphene oxide,GO）以其高比表面积、良好亲水性、耐酸碱性、制备简便、成本低廉等优势,成为了一种新兴的抗生素去除材料。该文首先概述了现有的GO及其复合材料分类制备方法,包括空间改造、共价键修饰和金属氧化物改性等。其次,综述了近年来GO及其复合材料在抗生素去除领域的应用、影响因素及作用机制。结果表明,基于吸附原理的GO复合材料吸附去除抗生素效果主要受溶液p H、共存离子、吸附剂投加量、抗生素类别及浓度等多种因素的影响,吸附机制主要包括静电相互作用、π-π相互作用、阳离子-π键作用和氢键作用等,通过引入元素、金属和有机化合物等手段可有效提高GO材料的吸附容量;基于光催化降解原理的抗生素去除过程中,光照条件是最重要影响因素,而其中关键活性物质包括光生空穴、羟基自由基和超氧自由基等,掺杂金属纳米粒子与半导体纳米材...     

脂环族溴代阻燃剂的生物富集、代谢及毒性效应研究进展

以六溴环十二烷（HBCD）为代表的脂环族溴代阻燃剂（CBFRs）被广泛应用于纺织、建材、电子、电气、化工、交通、建材等领域.随着HBCD作为《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》增列持久性有机污染物,与HBCD具有相似结构和性能的四溴环己烷（TBECH）和四溴环辛烷（TBCO）等CBFRs被当作HBCD的潜在替代产品.迄今为止,HBCD、TBECH和TBCO已在大气、水体、土壤等多种环境介质和生物体中被检出,它们在生物体内的代谢转化以及内分泌干扰、神经、生殖、发育等毒性效应亦受到广泛关注.值得指出的是,所有CBFRs均含有同分异构体,表现出异构体选择性的生物富集、代谢和毒性效应.遗憾的是,目前相关研究还十分匮乏.本文从CBFRs的环境暴露水平、生物富集、毒性效应、以及CBFRs的生物转化等方面展开综述,特别强调了从异构体水平研究HBCD及其替代物的必要性.本文有助于全面了解CBFRs生物富集、代谢及毒性效应,对于正确认识和准确评价CBFRs的生态和健康风险具有重要的科学意义.