太湖入湖河流中精神活性物质污染特征与生态风险

精神活性物质是一类摄入人体后对中枢神经系统具有强烈兴奋或抑制作用的新型污染物,其在水环境中的存在可能对水生生物、水生态系统甚至人体健康产生潜在的危害。为评价太湖中精神活性物质的污染水平和生态风险,利用超高效液相色谱-质谱联用法检测了太湖19条入湖河流中13种典型精神活性物质的质量浓度和空间分布规律。结果表明,在太湖19条入湖河流中除苯甲酰牙子碱(BE)和去甲氯胺酮(NK)外,其余11种目标物均有检出,质量浓度范围为n.d.～43.2 ng·L~(-1)。其中麻黄碱(EPH)的检出率和中间浓度最高,分别为100%和11.0 ng·L~(-1);其次为甲基苯丙胺(METH),检出频率为58%,浓度中值为1.0 ng·L~(-1);苯丙胺(AMP)在东部湖区均未检出。大部分精神活性物质浓度水平较高的河流分布在竺山湾和西太湖,而海洛因(HR)的高值区主要在南太湖。运用风险熵方法对其进行风险评估,结果显示,太湖流域地表水中检出的13种精神活性物质的风险熵值均<0.1,生态风险较低,但其对水生生态系统的长期和综合风险值得关注。     

应用物种敏感性分布法对太湖沉积物中多环芳烃的生态风险分析

多环芳烃(PAHs)具有高的疏水性,在水体中优先分布于沉积物.采用物种敏感性分布法(SSDs法),依据水生生物慢性毒性数据计算5%物种危害浓度(HC5);并结合欧盟委员会风险评价技术导则(TGD)进而得到沉积物预测无效应浓度(PNEC-sed),以报道的太湖的沉积物中浓度数据作为预测环境浓度(PECsed);用商值法P...     

太湖梅梁湾沉积物中多环芳烃的生态和健康风险

持久性有机物引起的水质安全性问题日益受到广泛的关注.利用生态和健康风险评价的原理和方法,对太湖梅梁湾水源地沉积物中的多环芳烃可能导致的负面效应进行了分析.首先采用商值法筛选出该地区沉积物中具有潜在风险的多环芳烃,再进一步用建立在暴露浓度分布和物种敏感度分布上的概率法定量表征风险.结果表明,太湖梅梁湾水源地沉积物的多环芳烃中,菲、荧蒽、芘、苯并[a]蒽、屈、苯并[a]芘、二苯并[a,h]蒽7种具有潜在风险;在保护95%的物种水平下,菲的风险最小,而荧蒽和芘风险较高,达20%.健康风险分析表明,美国EPA提出的7种具有遗传毒性的多环芳烃其致癌风险在梅梁湾沉积物中均在10-5水平以下.     

黄河口表层沉积物中多环芳烃(PAHs)的生态风险分析

以黄河口11个表层沉积物站位的实测16种多环芳烃(PAHs)浓度为基础资料,采用平均效应区间中值商法和阈值效应浓度、可能效应浓度法2种评价方法分析黄河口表层沉积物中PAHs的生态风险.阈值效应浓度和可能效应浓度法评价结果表明:所有站位表层沉积物中苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、和苯并(ghi)苝、茚并(1,2,3)芘可能具有一定的生态风险,黄河口东部和东南部海域表层沉积物中萘可能具有一定的生态风险.平均效应区间中值商法结果表明,所有站位表层沉积物中的MERM-Q都小于0.1,发生综合生态风险的可能性较小,危害概率远小于10%.     

太湖胥口湾表层水和沉积物中多环芳烃的浓度水平及生态风险

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是环境中普遍存在的稠环类化合物,由于其对人体健康和生态环境产生较大危害,美国环保局将16种PAHs列为优先控制的污染物。PAHs也是太湖流域的主要污染物之一。作为华东地区的重要水系和水源地,研究太湖环境质量的变化对改善太湖流域水生生态系统和提高沿岸居民身体健康具有重要意义。论文研究了太湖胥口湾水域表层水和沉积物的PAHs。结果显示,表层水和沉积物的PAHs总浓度分别为7.2~83 ng·L~(-1)和66~620ng·g~(-1)干重;年均值为29 ng·L~(-1)和218 ng·g~(-1)干重;年均毒性当量浓度为2.4 ng·L~(-1)和28 ng·g~(-1)干重。沉积物中的主要污染物为荧蒽、芘和,影响毒性当量浓度的主要是苯并(a)芘和二苯并(a,h)蒽。4环PAHs在沉积物中占主要,其浓度百分比为44%~48%,而5环PAHs则占毒性当量总浓度的90%以上,说明其危害主要来自5环PAHs。PAHs特征化合物比值分析表明,胥口湾沉积物中PAHs主要来源于煤和木材燃烧,表层水大部分为燃烧和石油的混合来源。污染水平的时空变化特点为丰水期(8月)表层水PAHs浓度偏高,沉积物偏低。湖区和湖岸的PAHs浓度只在丰水期有显著差异,表层水PAHs浓度湖区高于湖岸,沉积物相反;其他时期湖区和湖岸PAHs浓度无显著差异。根据加拿大沉积物环境质量标准,胥口湾整体生态风险水平较低。从时空分布特征来看,个别生态风险较高的点主要分布在湖岸,5月平水期可能是沉积物中PAHs生态风险较高的频发期。     

应用物种敏感性分布评估多环芳烃对淡水生物的生态风险（Assessing Ecological Risks of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons（PAHs）to Freshwater Organisms by Species Sensitivity Distributions）

阐述了利用物种敏感性分布进行生态风险评价的原理与方法,构建了淡水生物对8种常见多环芳烃(蒽、芘、苯并[a]芘、荧蒽、菲、芴、苊、萘)的物种敏感性分布;在此基础上,计算了这8种多环芳烃对不同类别生物的HC5(Hazardous Concentration for5%of the species)阈值,预测了不同浓度多环芳烃对生物的潜在影响比例PAF(Potentialaffected fraction),比较了不同类别生物对多环芳烃的敏感性,以及多环芳烃对淡水生物的生态风险,并对以红枫湖、黄河、白洋淀为代表的中国典型水体中的多环芳烃进行了联合生态风险评价.结果表明:1)当污染物浓度达到10μg·L-1时,半数多环芳烃的风险超过了5%的阈值;当浓度上升到100μg·L-1时,只有萘和苊没有显著生态风险.2)对于芴和荧蒽,无脊椎动物更为敏感;而对于萘,则脊椎动物更敏感.3)通过HC5值比较和SSD曲线图比较,可得出污染物对所有物种的生态风险大小依次为:蒽>芘>苯并[a]芘>荧蒽>菲>芴>苊>萘;对脊椎动物风险大小为:荧蒽>苊>萘;对无脊椎动物:蒽>芘>荧蒽>菲>芴>苊>萘.4)多环芳烃在红枫湖、黄河、小白洋淀的生态风险均较低,急性联合msPAF(multisubstance PAF)值小于1%.     

墨水河表层沉积物中多环芳烃(PAHs)的分布特征、来源解析及生态风险评价

本文运用GC-MS测定了墨水河表层沉积物中16种优控多环芳烃(PAHs)浓度,采用多种数据分析技术解析了PAHs的来源.结果表明,苊烯、苊、蒽和苯并(a)蒽在部分样品中未检出,其余12种在所有样品中均有检出,16种PAHs总浓度为196.51—8549.33 ng·g~(-1),平均浓度为3320.03 ng·g~(-1).沉积物中PAHs的环数分布以高环为主,运用轻重比、分子比值和主成分分析-多元线性回归模型(PCA-MLR)等3种方法,共同确定PAHs的主要来源分别为混合源(煤炭、生物质和汽油燃烧源)、柴油燃烧源和石油源,这3种来源对总PAHs的贡献分别为59.8%、26.0%和14.2%.效应区间低/中值法(ERL/ERM)对PAHs生态风险分析表明,芴、菲、苯并(a)蒽、、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽和苯并(a)芘在墨水河中下游偶尔会产生负面生态风险,二苯并(a,h)蒽存在经常产生负面生态效应的可能;平均效应区间中值商法(M-ERM-Q)分析表明,墨水河上游和入海口处PAHs的综合生态风险较低,而中下游站位则具有中低风险.     

测定5种高环多环芳烃毒性当量因子并应用于太湖梅梁湾表层沉积物分析

作用位点和作用机理相同的污染物通常具有毒性加合作用,但是各个污染物对总体毒性的贡献并不相同,因此需要采用等毒性当量方法进行归一化．本研究选取了5种具有较强芳烃受体效应的多环芳烃(PAHs),通过大鼠肝癌细胞株H4ⅡE体外EROD酶诱导试验,得到相应的剂量／效应关系曲线,并计算了单个PAH的毒性当量因子 (EROD-TEF)．研究结果表明,不同PAH对EROD响应的EC50有较大区别,毒性相对强弱按照苯并[k]荧蒽>茚并 [1,2,3-cd]芘>苯并[a]芘>苯并[b]荧蒽>苊的顺序递减,对应的EROD-TEF值分别为1．1×10-4、3．0×10-5、3．9×10-6、 2．8×10-6和1．5×10-6．利用所得到的EROD-TEF值和气相色谱-质谱(GC-MS)联用方法测定的太湖梅梁湾地区表层沉积物中16种PAHs的浓度,计算得到5种PAHs的2,3,7,8-TCDD毒性当量TEQPAH,并与体外EROD酶诱导生物测试方法测得的表层沉积物毒性当量EROD-TEQ进行了比较．结果显示,两者间存在较好的线性关系(r2=0．65, p<0．05),证明实验测得的EROD-TEF值能够用于实际样品的分析;所研究的沉积物样品中5种PAHs对总芳烃受体效应的贡献均大于50％,表明PAHs是太湖梅梁湾地区表层沉积物中主要的芳烃受体效应活性物质,其可能引起的环境风险应得到进一步重视．     

荧蒽的淡水沉积物预测无效应浓度推导及生态风险评价

本文基于我国本土淡水水生生物的毒性数据,采用平衡分配法,推导了荧蒽的淡水PNECsed(沉积物环境预测无效应浓度)为551.0!g·kg-1.结合获得的PNECsed,采用商值法,评价了我国主要河流沉积物中荧蒽的生态风险.结果表明,各河流沉积物中荧蒽的RQ平均值(风险商平均值)均小于1,生态风险大小依次为辽河松花江淮河海河黄河珠江长江.研究结果可以为荧蒽的风险管理提供技术支持.     

环境样品中微塑料及其结合污染物鉴别分析研究进展

微塑料作为一种新型污染物,具有难以被彻底降解、在环境中分布广泛、易结合疏水性有机污染物和重金属等特性,已成为国内外学者研究的热点问题.近年来,微塑料在海水、淡水、沉积物、土壤和大气等环境介质中不断被报道,且数量不断增加,甚至在人口稀少的偏远地区均有微塑料的检出.微塑料尺寸较小极易被生物误食,微塑料及其结合的污染物对生态环境产生潜在风险.开展微塑料及其结合污染物鉴别分析技术是研究微塑料环境行为、生态毒理效应及风险防控的基础.本文梳理了微塑料的相关研究,总结和比较分析了不同介质(水体、土壤/沉积物、生物体、大气)中微塑料的采样、分离提取、定性(物理形态表征和化学组分鉴定)、定量(数量丰度和质量浓度)以及结合污染物的检测分析技术和方法,为相关领域的研究提供了方法学的参考.     

太湖水体中5种有机磷农药混合物生态风险评价

有机磷农药是一类广泛分布于我国水环境中的污染物,即使在水体中的污染水平处于规定“安全标准”之下,其联合暴露产生的风险仍有可能威胁水生生态安全。采用基于浓度加和模型与生物敏感度分布曲线的混合物风险商法,评价了太湖水体中敌敌畏、对硫磷、甲基对硫磷、马拉硫磷和乐果5种有机磷农药混合物产生的生态风险。结果表明：2003～2004年期间3个不同时期太湖水体中5种有机磷农药的混合物生态风险商(RQ_m )均大于1,有机磷农药混合物在2003～2004年期间对太湖水生生物构成了一定威胁。     

Human health ambient water quality criteria for 13 heavy metals and health risk assessment in Taihu Lake

• The concentrations of 13 heavy metals in Taihu Lake were analyzed. • Aquatic vegetables intake was first included in deriving human health AWQC. • The human health AWQC for 13 heavy metals in Taihu Lake were derived. • Human health risk assessment for 13 heavy metals were conducted in Taihu Lake. Heavy metals are widely concerning because of their toxicity, persistence, non-degradation and bioaccumulation ability. Human health ambient water quality criteria (AWQC) are specific levels of chemicals that can occur in water without harming human health. At present, most countries do not consider the effects of aquatic vegetables in deriving human health AWQC. Therefore, the intake of aquatic vegetables (Brasenia schreberi) was added to the derivation of human health AWQC and a health risk assessment for 13 heavy metals in Taihu Lake. The human health AWQC (consumption of water, fish and aquatic vegetables) values of 13 heavy metals ranged from 0.04 (Cd) to 710.87 μg/L (Sn), and the intake of B. schreberi had a very significant effect on the human health AWQC for Cu, with a more than 62-fold difference. The hazard quotients of As (2.8), Cd (1.6), Cr (1.4) and Cu (4.86) were higher than the safe level (HQ= 1), indicating that As, Cd, Cr and Cu in Taihu Lake posed a significant health risk. Sensitivity analysis showed that the contribution rate of B. schreberi intake to the human health risk from Cu was 91.6%, and all results indicated that the risk of Cu in B. schreberi to human health should be of particular concern. This study adds the consideration of aquatic vegetable consumption to the traditional method of human health AWQC derivation and risk assessments for the first time, and this approach can promote the development of risk assessments and water quality criteria.     

Ecological risk assessment of pesticide residues in Taihu Lake wetland, China

As a major ecosystem type, wetland provides invaluable ecological services. Environmental pollution, especially pesticides pollution should be paid more attention to keep wetlands healthy. Based on the risk quotient method, coupled with a probabilistic risk assessment model, this paper proposed a methodology suitable for ecological risk assessment of pesticide residues for wetland ecosystems. As an important industrializing and ecologically vulnerable area in China, the Taihu Lake wetland was chosen for the case study. The risks of eight pesticides in Taihu Lake wetland were assessed, as single substances and in mixtures. The assessment indicates that risks of the representative species are not significant. In general, the herbicide is found to be more toxic for algae, whereas insecticides pose more risks to zooplankton, insect and fish. For each pesticide in the wetland, the ecological risk it poses is acceptable. But the combined ecological risk posed by mixture can harm more than 10% of species of the wetland ecosystem, mainly dominated by dichlorvos, dimethoate and malathion contributions. These results imply that pesticide residues have been posing pressures on the ecosystem of the Taihu Lake wetland. It is recommended that proper countermeasures should be implemented to reduce the risks.     

太湖流域3种氯酚类化合物水质基准的探讨

按照美国地面水水质基准制定的程序和规范,筛选了太湖流域广泛存在的水生生物物种并收集了相应的基础毒性数据,探讨了五氯酚(PCP)、2,4-二氯酚(2,4-DCP)和2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)在我国太湖地区的水生态基准的定值.同时采用蒙特卡罗构建物种敏感度分布(SSD)曲线和生态毒理模型方法预测了3种氯酚类化合物对太湖水生生物的急性基准浓度(CMC)和慢性基准浓度(CCC).结果表明,基于EPA规范方法和急慢性毒性比率得到的PCP、2,4-DCP和2,4,6-TCP3种氯酚类化合物的CMC值分别为25、908和594μg·L-1,CCC值分别为12、176和162μg·L-1;基于SSD曲线得到的CMC值分别为25、818和648μg·L-1,CCC值分别为6、75和198μg·L-1;基于生态毒理模型得到的CCC值分别为4、15和67μg·L-1,显示出3种方法得到的氯酚类化合物的CMC或CCC在同一个数量级上,但在数值上由生态毒理模型得出的CCC要小于其它两种方法,并且除PCP的急慢性基准值与美国EPA推出的水生态基准值相近外,其它两种氯酚类化合物的急慢性基准值均低于美国EPA推出的急慢性基准值.研究结果希望能为我国水质基准的制定提供一些有用的线索.     

不同底质和透明度下马来眼子菜的表型可塑性研究

马来眼子菜(Potamogeton malaianusMiq.)是目前太湖沉水植物优势种之一。文章比较分析了3种不同底质和透明度情况下马来眼子菜的生长特征,探索其在太湖不断扩展的原因及其适应性。分别选取粘土质粉砂、粉砂和下蜀黄土底质上生长的马来眼子菜进行观察试验。结果表明,这3种底质在粒度组成、营养盐和分布特征上具有显著差异。在太湖粘土质粉砂和粉砂底质上马来眼子菜的生物量比下蜀黄土底质上的马来眼子菜高,其生物量随着底质营养盐的增加而增加。马来眼子菜与觅光相关的形态指标,如高度、节间距、节数、叶数、叶长及叶面积均随着底质营养盐的增加而显著增加。马来眼子菜的冠层高度与水体的透明度呈显著负相关,表明其对剧烈变化的湖泊光环境具有很强的适应能力。马来眼子菜在不同底质上的形态可塑性是其优先占据湖泊资源成为优势种的重要原因。     

Mercury distribution,speciation and potential ecological risk assessment in sediments from Lake Taihu,China

Abstract

Twenty-one surface sediments collected from seven surroundings areas of Lake Taihu in two different years were analyzed for total mercury (THg) concentrations, physicochemical characteristics and speciation using a sequential extraction method to assess spatial distribution, sources, and potential ecological risk. Surface sediments from Lake Taihu contained elevated levels of Hg in two sampling years with THg levels ranging from 77 to 346?ng/g (mean 145?ng/g) in October 2010 and ranging from 122 to 573?ng/g (mean 266?ng/g) in November 2012, respectively. The mean THg concentrations in all studied surface sediments exhibited an increasing trend over time. The oxidizable fraction (F3) and residual fraction (F4) were the predominant Hg species in sediments, while more mobile Hg phases of acid-soluble fraction (F1) and reducible fraction (F2) made up less than 0.5% THg. Significant relationships were found between total organic carbon (TOC) and THg and geochemical speciation indicating an important role for organic matter in affecting distribution, mobility, and bioavailability of Hg in sediments. As evidenced by Hakanson’s potential risk index the total ecological risk of Hg was low in the entire Lake Taihu in 2010 but considered moderate in Zhushan Bay, West Coast, and Meiliang Bay in 2012. These findings provide conservation managers with information needed to more effectively regulate the environment of Lake Taihu.     

水体和沉积物中毒害污染物的生态风险评价方法体系研究进展

人类活动导致大量毒害污染物进入水体和沉积物,从而对水生生物产生诸多不利影响.开展毒害污染物的生态风险评价,筛选高风险毒害污染物,是毒害污染物风险管控和生态系统保护的基础.对美国和欧盟等发达国家和地区毒害污染物的生态风险评价方法进行了综述.水体和沉积物中毒害污染物风险评价的基本方法首先是采用预测或测定环境浓度(PEC或M...