水环境中的碘化X-射线造影剂及其去除工艺研究进展

碘化X-射线造影剂(Iodinated X-ray contrast media,ICM)在水环境中被广泛检出,因其近期被发现是碘化消毒副产物的前体物而受到越来越多的关注.本文总结了ICM在污水、地表水和饮用水等水环境中的污染现状;分析了ICM的转化产物及转化机制;重点介绍了ICM的去除工艺,包括高级氧化技术、辐射技术以及生物降解转化技术;讨论了ICM及其降解转化产物可能对环境造成的生态风险.最后,本文对未来ICM的研究前景进行了展望.     

小浪底水库沉积物中重金属污染及生态风险评价

重金属污染已经成为水环境污染防治的重要内容.研究表明,进入水体中的重金属大部分与悬浮物结合,在水流缓慢时,悬浮物逐渐沉积下来,大大降低了水中重金属元素的浓度.在特定的环境地球化学条件下,水库沉积物中重金属可通过一系列物理、化学和生物过程而释放出来,导致水环境"二次污染",严重威胁水库生态环境安全.因此,研究沉积物中重金属的含量变化规律,评价重金属污染的潜在生态风险,探讨其在水体中的迁移转化过程,对于保护区域水环境质量和防治重金属污染具有重要意义.本实验通过采集小浪底水库表层沉积物样品,对水库沉积物中重金属的含量与分布进行研究,并对其潜在的生态     

环境介质中喹诺酮类抗生素的前处理与检测方法研究进展

由于在人类医疗保健与集约化禽畜和水产养殖中的大量使用,痕量水平的喹诺酮类抗生素在水体、土壤及沉积物中广泛出现.因此,使用灵敏度高、选择性强的分析方法来检测环境中的痕量喹诺酮类抗生素,对了解其潜在的环境风险极为重要.本文综述了水体、土壤及沉积物样品中喹诺酮类抗生素萃取、富集与检测方法的最新进展.固相萃取(solid phase extraction,SPE)和超声/微波辅助萃取联合SPE分别是萃取和富集液相和固相(土壤和沉积物)样品中喹诺酮类抗生素最成熟可靠的方法.液相色谱-荧光检测联用和液相色谱-串联质谱联用技术是使用最为广泛的常规分析方法.此外,近年发展的免疫测定、生物传感器与电化学方法有望在筛检方面替代昂贵的仪器分析,尤其在现场实时监测领域具有较好的应用前景.     

水体中抗生素污染现状及其对氮转化过程的影响研究进展

近年来，抗生素引起的环境污染和生态风险备受关注.作为抗生素最重要的归宿地之一，自然水体中的抗生素污染日益加剧.逐渐累积的抗生素给水生生态系统带来风险，并会改变微生物群落的结构和功能，已成为水体中物质循环过程的重要影响因子.该文总结了我国河流和湖泊中抗生素的污染现状及其对水生生态系统产生的风险，综述了抗生素对水体中微生物群落以及硝化、反硝化和厌氧氨氧化等氮转化过程的影响.我国主要河流和湖泊中均有抗生素检出，类型包括磺胺类、四环素类、喹诺酮类和大环内酯类等，不同水体中抗生素的污染类型及浓度差异显著.目前，有关抗生素给水生生态系统造成的生态风险和对微生物群落的影响研究较多，而抗生素抗性基因在水环境中的传播扩散机制还需要更全面和深入的探索.抗生素可以通过改变氮循环功能微生物、酶活性和功能基因等影响水体中氮转化过程.对反硝化过程主要表现为抑制作用，对硝化过程的影响与其浓度和类型有关，而对厌氧氨氧化和硝酸盐异化还原为铵过程的影响研究相对匮乏.后续研究中还应探索水动力，盐度，水深和氧化还原梯度等典型水环境条件下，氮转化过程对抗生素的响应，为全面揭示抗生素对水体氮转化过程的影响提供依据.     

广州市河流中对羟基苯甲酸酯类防腐剂研究

对羟基苯甲酸酯类防腐剂是目前应用最广泛的防腐抗菌剂,它们可以通过工业废水、生活污水以及大气沉降等方式进入水体。但是近年来的研究发现该类物质很可能是一种内分泌干扰物,而其在国内自然水体中的研究中还没有得到相应的重视。为了研究河流中对羟基苯甲酸酯类防腐剂的污染状况,于2012年12月对广州市内的航道和河涌分别进行采样,并采用液液萃取-气质联用的方法对其中的对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸乙酯等5种常见的防腐剂进行含量检测与分析。结果表明:(1)31个采样点中均有防腐剂检出,含量的范围为1.33~21.34 ng·L-1,说明对羟基苯甲酸酯类防腐剂在广州市内的河流水体中普遍存在;(2)河流水体中防腐剂主要存在于溶解相中,其中航道水体中溶解相的平均含量为4.72 ng·L-1,而颗粒相的平均含量仅为0.93 ng·L-1;河涌水体中溶解相的平均含量为7.36 ng·L-1,颗粒相的平均含量为0.64 ng·L-1;(3)广州市内航道水体中防腐剂的平均含量为5.65 ng·L-1,其中珠江前航道水体的含量最高,平均含量达到8.10 ng·L-1,其次是后航道,平均含量为6.50 ng·L-1;河涌水体中的防腐剂含量高于航道水体,其平均含量达到8.00 ng·L-1;(4)广州市内的航道水体与河涌水体中防腐剂的构成较为一致,含量最高的3种防腐剂均为对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯以及对羟基苯甲酸甲酯。     

重金属对药物和个人护理品在土壤/沉积物中吸附的影响机制:现状与展望

药物和个人护理品简称(PPCPs)是一类具有潜在累积效果的环境污染物,其广泛分布于水体与土壤环境中.在土壤/沉积物中,PPCPs将发生一系列的物理、化学和生物作用,其中吸附是PPCPs在土壤/沉积物中极为关键的环境行为,将影响PPCPs在环境中的迁移转化及其对生物体的危害程度.重金属作为一类常见的无机污染物,它们的存在...     

自然生物膜对面源污水中氮磷去除的研究进展

面源污染负荷在一些区域已经成为地表水体的第一大污染源,如何有效削减污染水体中氮磷污染负荷已成为重要科学问题之一。自然生物膜是生长在淹水固体表面的微生物群落及其与周边非生物物质交织在一起的聚集体,广泛分布于水土界面环境中,具有很强的环境适应性,能有效去除水相中的污染物,因此,近些年被广泛应用于污水净化。综述了自然生物膜去除氮(反硝化、吸收、氨挥发和吹脱)和磷(吸收降解、吸附、共沉淀)的机制,并探讨了其影响因素;总结了近年发展迅速的新型功能材料耦合自然生物膜提升氮磷去除效率的主要进展。最后,展望了将自然生物膜与不同类型生态工程相结合并应用于大尺度污染水体净化与生态修复的前景。该综述可为自然生物膜及其类似微生物聚集体净化污水以及自然生物膜群落结构优化和功能化研究方面提供理论参考。     

富营养化太湖沉积物中微生物群落及对环境因子的响应

沉积物是水生态系统重要的组成部分,研究沉积物中的微生物多样性及群落结构有助于从侧面了解水体的水质状况.采集太湖中具有不同富营养化水平的梅梁湾(ML)与湖心区(HX)表层沉积物(0--2 cm),测定沉积物样品中的总有机碳(TOC)、总氮(TN)、无机氮(NH4+-N与NO3--N)、pH、氧化还原电位(Eh)与溶解氧(DO),利用基于16S rRNA基因的Illumina Miseq宏基因组测序技术研究沉积物样品中的微生物群落结构,并分析沉积物中微生物群落结构与环境因子的潜在关系.从太湖两处采样点6个沉积物样品中共获得234 408条有效序列,Sobs指数在1 811-2 442之间,Shannon指数在6.16-6.49之间,Coverage值在96.2%-97.7%之间,说明序列信息量足够大且微生物多样性较高.沉积物中细菌相对丰度为99%以上,共检测到48个门118个纲.其中变形菌门(Proteobacteria)为优势菌门,在ML和HX沉积物中的相对丰度分别为40.5%和35.4%,主要包括δ-proteobacteria和β-proteobacteria纲.其他较为丰富的门类包括绿弯菌门(Chloroflexi)、硝化螺菌门(Nitrospirae)和拟杆菌门(Bacteroidetes)等.将沉积物中纲水平微生物群落组成与理化因子进行Spearman相关分析可知,Eh、DO、pH、NH4+-N和TOC含量能显著影响纲水平优势微生物类群(OTU1%),且以Eh影响的微生物类群种类最多.上述研究表明,太湖沉积物中微生物资源丰富,不同富营养湖区理化因子是影响其中微生物群落结构的重要因素.(图4表3参42)     

液相色谱串联质谱法直接进样测定水中的5种防腐剂

防腐剂是指天然或人工合成的化学成分,用于加入食品、药品、颜料、生物标本等,以延迟微生物生长或化学变化引起的腐败.我国到目前为止已批准了32种使用的食物防腐剂.因苯甲酸钠价格低廉,主要用于碳酸饮料和果汁饮料.尼泊金酯类(即对羟基苯甲酸酯类)产品有对羟基苯甲酸甲酯、乙酯、丙酯、丁酯等,已被广泛用于食品、饮料、化妆品、医药     

药品和个人护理品(PPCPs)在土壤中的迁移转化和毒性效应研究进展

药品和个人护理品(PPCPs)是一类新型有机污染物,随着生产和使用量的大量增加,越来越多的PPCPs进入土壤,对土壤生态环境和人体健康构成潜在威胁。文章根据现有研究,综述了国内外有关PPCPs在土壤中的吸附、生物降解、迁移、挥发等环境行为的研究进展,并分别评述了PPCPs对土壤生物(包括微生物、动物、植物)和人体的生态毒性效应。有关研究表明,PPCPs主要吸附于高有机质的土壤表层,低有机质亚表层土壤中PPCPs具有极高的迁移潜力;生物降解是PPCPs从土壤中去除的主要途径,受化合物自身结构和土壤理化特性的影响。高浓度PPCPs会对土壤生物(包括土壤微生物、动物和植物)产生急性生理生化甚至遗传毒性效应,最终可通过饮食危害人体健康,而PPCPs残留在土壤中的环境浓度通常较低,对土壤生物及人类极易造成慢性毒性损伤。目前有关土壤环境中PPCPs污染的研究尚处于初级阶段,今后可在真实土壤环境中痕量PPCPs的调查分析、迁移转化规律、生态健康风险及其代谢产物的行为和毒性等方面加强研究,以期为土壤环境中PPCPs生态风险的准确评估提供理论依据。     

中国地表水环境中药物与个人护理品生态风险评价的研究进展

药物与个人护理品(pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)作为一类与人们生产生活联系最为紧密的新型污染物在水环境中广泛检出,PPCPs在水环境中能够痕量存在,并在生物体内富集转化,对水生生态系统产生潜在的不利影响,其对水环境安全构成的潜在风险受到普遍关注.本文主要综述了我国地表水环境中PPCPs对生态环境的影响及生态风险评价的方法,分析了我国对水环境中PPCPs研究中存在的不足,提出了应对PPCPs风险评价的对策及建议.     

水环境中微塑料表面细菌群落特征研究进展

微塑料因其比表面积大、难降解等特点,在水环境中长期存在,可作为水环境中微生物的独特栖息地。以细菌群落为主的微生物可定殖在微塑料表面,对生态系统和人类健康产生潜在风险。本文综述了国内外海水、淡水环境中微塑料表面细菌群落特征的研究进展,阐述了微塑料表面细菌群落的研究方法和结构多样性,分析了暴露时间、地点及塑料理化性质对微塑料表面细菌群落多样性的影响,探讨了水环境中微塑料表面细菌群落的生态效应和健康风险。后续研究应采用宏基因组学全面地探究水环境中的“微塑料圈”,并关注远洋、入海口和内陆地表水微塑料表面微生物群落,从全球尺度上探索水环境中微塑料表面微生物群落的定殖规律及其生态效应。此外,鉴于微塑料表面存在降解菌,需进一步明确定殖在微塑料表面的微生物参与微塑料降解的效率及其机制,可为了解微塑料在水环境中的归宿问题提供科学依据。     

有机磷酸酯阻燃剂分析方法及其污染现状研究进展

有机磷酸酯(OPEs)阻燃剂作为溴代阻燃剂的主要替代品,由于大量广泛使用并且极易释放到环境中而受到广泛关注.毒理学研究表明,多种OPEs具有明显的神经毒性、致癌性和基因毒性,对生态环境和人体健康造成潜在威胁.本文介绍了OPEs的使用现状、毒性效应、不同环境介质中的分析方法,及其在水环境系统中(水、污泥、沉积物和水生生物)的污染现状和迁移转化行为,最后指出了目前研究中存在的问题,并对未来研究进行了展望.在今后,应该加强污泥和沉积物等复杂环境基质中多种OPEs的分析方法研究;系统研究环境中OPEs的污染现状和迁移转化行为,并开展OPEs的环境风险和人体健康风险研究.     

武汉市南湖湖水和沉积物中氮的时空分布

沉积物中大量的有机态氮在水环境中大部分通过分解矿化作用转化为溶解的NH_4~ -N,再通过硝化、反硝化和Anammox作用等与其它溶解的无机态氮(DIN)联系起来.间隙水是沉积物中DIN(包括NH_4~ -N和NO_3~--N)释放进入上覆水的介质,进人间隙水中的DIN可以通过浓度差扩散、生物(微生物和底栖动物等)的扰动和风浪再悬浮作用等向上覆水迁移或交换,成为水体的"内源",使得在外源氮输入得到控制后,其内源氮的释放仍能维持水体的富营养化.本文对武汉市南湖湖水和沉积物中氮的时空分布进行研究,旨在探明氮在湖水和沉积物间的迁移转化规律.     

水环境中抗生素的光降解研究进展

抗生素的大量使用已经成为了全球环境问题.由于其在环境水体中难以被微生物降解,且能导致细菌抗药性越来越受到关注.光降解是污染物在水环境中非常重要的非生物降解途径.本文介绍了水环境中抗生素的直接、间接和自敏化光降解动力学,着重阐述了抗生素的光降解过程的影响因素、降解产物和可能降解途径等最新研究成果,指出抗生素光降解产物的分离提取与结构鉴定,以及预测抗生素降解过程的动力学模型构建将成为今后主要的研究方向和趋势.     

水体/沉积物中蒽的生物降解

对水体/沉积物中蒽的降解情况进行了研究,结果表明,往天然水体中添加沉积物对蒽的生物降解有较明显的促进作用,沉积物能够吸附一定量的蒽,从而抑制其自然挥发,体系中沉积物含量为15g·l-1时,吸附效果最为明显,在蒽初始浓度为10mg·l-1的情况下,5d后残留率达100.00%,沉积物本身存在的土著微生物对蒽有一定的降解能力,沉积物含量为15g·l-1时,5d后蒽降解率最高,为49.29%,往15g·l-1沉积物中接种蒽高效降解菌烟曲霉A10后,蒽降解率达88.92%,表明往污染环境中外加微生物能够明显改善污染物的降解情况.     

固定化微生物技术在富营养化水体修复中的应用

富营养化不仅影响水环境质量,而且破坏水生态平衡,对环境和人类健康造成危害。固定化微生物技术是利用物理或化学方法将游离微生物细胞限制在一定空间区域内,既能免受流水冲刷流失,可重复循环利用,又能保持生物活性,有效去除水体中的污染物,因此该技术被认为是控制水体富营养化的有效方法。该研究介绍了固定化微生物技术的特点及其在富营养化水体处理中的应用现状,综述了传统及新型固定化载体的选择及发展、降解和去除氮磷污染物的微生物种类以及常用固定化方法(吸附、包埋、共价结合、交联等)的优缺点。最后,针对当前微生物固定化技术面临的挑战,对今后的研究和发展方向提出了建议。该综述可为固定化微生物技术应用于各类废水处理提供参考。     

微生物群落对河流底泥中锑含量变化的响应

锑(Sb)矿的开采会造成周边水环境发生Sb污染,对周边生态环境和人体健康造成潜在风险。微生物是河流中Sb污染物生物地球化学循环的主要驱动力之一,通过氧化/还原过程调控Sb的价态转化过程,从而改变Sb的毒性和流动性。以贵州独山县Sb污染河流底泥为研究对象,利用地球化学参数分析、高通量测序和统计分析等方法,研究Sb污染河流底泥中Sb的浓度分布规律及其对河流底泥微生物群落的选择性影响。结果表明,随着与Sb冶炼厂排水口距离的增加,河流底泥中Sb浓度逐渐降低,这可能是微生物还原产生的Sb(III)在厌氧环境下易与铁锰化合物结合形成沉淀所导致的。基于随机森林分析发现,Sb是塑造河流底泥微生物群落结构的主要因素,河流底泥微生物多样性随Sb浓度的降低而呈现逐渐增加的变化趋势。通过LEfSe差异分析可知,Sb是河流底泥微生物群落结构组成演变的关键驱动因子,在不同Sb污染环境下富集了差异微生物。结合共现网络分析,发现栖泥沼杆菌属Paludibacter和糖发酵菌属Saccharofermentans是Sb污染河流底泥中的核心微生物,其相对丰度与Sb_tot、Sb(III)浓度呈显著正相...     

多溴联苯醚在环境中迁移转化的研究进展

多溴联苯醚(Polybrominated Diphenyl Ethers,PBDEs)是全球广泛使用的一种添加型溴代阻燃剂,具有高亲脂性、难降解性、生物累积性和高毒性.全面了解PBDEs在环境的迁移转化规律是对其进行科学的风险评价的基础.归纳和分析了近几年国内外学者有关PBDEs在不同环境介质中的分布情况及其迁移转化的研究动态,并重点讨论了光解和生物降解的机理、产物和影响因素.结果表明,大气中以气态的低溴代联苯醚为主,具有较强的长距离迁移能力,而BDE-209等高溴代联苯醚则主要吸附在气溶胶颗粒物上,迁移能力有限;PBDEs在水中的浓度较低,主要在沉积物和生物体的脂肪中累积,并通过食物链的放大作用使处于食物链顶端的生物受到毒害.光解和生物降解是PBDEs在环境中转化的主要途径,在空气中和浅层水中以光解为主,而在深层水和沉积物中生物降解占主导.文章最后指出了今后的主要研究方向.     

市政污水处理系统中不同工艺段多氟/全氟烷基化合物（PFASs）的赋存、转化和去除

全氟烷基化合物（per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs）是一类由有机氟疏水烷基链和亲水端基组成的人工合成化合物.由于它们在工业生产和生活中的广泛使用,在过去的几十年中,它们在全球污水处理厂中均被检出.目前,关于市政污水处理系统中PFASs的研究主要包括赋存水平、转化过程和去除技术三方面.本文系统概括了多种PFASs在市政污水处理系统不同工艺段中的赋存、转化和去除情况,并对不同工艺段PFASs的赋存和转化规律进行了深入讨论.分析了PFASs的结构特征对于其在市政污水处理系统不同工艺段赋存、转化和去除的影响机制.基于此,提出了目前研究所面临的问题和未来研究需要重点考虑的方向.同时,总结归纳了不同水处理技术对PFASs的去除效率,以及现有技术所存在的问题、面临的挑战以及未来的发展前景,以期为后续研究提供参考.