应用物种敏感分布法建立铅的生态安全土壤环境基准研究

由于日益严重的人类活动干扰,土壤重金属铅(Pb)污染严重.开展Pb生态安全的土壤环境基准研究,合理制定铅的生态基准值,对更好地预防与控制土壤Pb生态风险,加强土壤Pb污染的环境管理具有重要意义.本研究通过调研国内外Pb的陆生生态毒性研究,筛选并构建重金属Pb的有效毒性数据库(10%效应浓度(EC10 )或无观察效应浓度...     

我国土壤环境基准研究的历程与展望

开展土壤环境基准研究是我国生态环境相关法律法规的明确要求,对科学制定土壤生态环境标准具有重要意义。自20世纪70年代以来,随着我国土壤环境容量研究、土壤环境质量标准制定等工作的推进,土壤环境基准领域开展了大量的科学研究工作,取得了较丰富的成果。但是由于土壤环境介质及其相关环境风险的复杂性,目前我国科研与管理人员对土壤环境基准的概念、内涵、研究内容和研究方法等方面尚存在不同见解。当前,在土壤环境管理进入风险管理时代的背景下,土壤环境基准研究既需要基于我国已有的研究方法,又需要密切结合风险评估方法开展。该研究对土壤环境基准的概念和内涵进行了探讨,并建议将建立标准化方法体系、夯实本土数据基础作为近期土壤环境基准研究工作的重点。     

基于有机污染物生物有效性的土壤环境质量基准的探讨

我国的土壤污染日益严重,由于污染物对土壤生物产生的毒性效应与其生物有效态含量相关,以污染物总量为指标的土壤环境质量标准已无法满足当前土壤管理的需求,亟需开展以生物有效性为基础的土壤环境质量基准的研究工作。目前对土壤中重金属的生物有效性的研究较为深入,但是针对有机污染物的土壤生物有效性研究相对匮乏。本研究综述了有机污染物在土壤中的结构形态、吸附吸收和迁移转化,以及影响土壤中有机污染物生物有效性的关键因素。从我国有机污染物的污染现状、土壤类型分布情况,以及物种选择3个方面对基于生物有效性的土壤环境质量标准/基准的制定进行探讨,以期为我国根据国情制定适合本土特征的生态安全土壤质量标准提供借鉴。     

基于生态风险的铅(Pb)土壤环境基准研究

环境基准是指环境介质中的有毒有害物质对特定受体不产生不良或有害效应的临界限值。环境基准是制修订环境标准的科学依据。通过文献调研筛选获得土壤Pb的生态毒性数据,采用物种敏感性分布法对所获生态毒理数据进行建模分析。基于95%物种保护水平,外推得到基于生态风险的Pb的土壤环境基准值为80.5 mg·kg~(-1)。与其他国家和地区类似土壤环境基准值相比,笔者研究得到的外推基准处于中等偏保守水平。研究结果可为制订保护陆生生态物种的Pb土壤环境标准值提供科学依据。     

筛分水平浓度法构建浑河沉积物重金属基准初步研究

以浑河水系表层沉积物为研究对象,应用筛分水平浓度法初步探讨了浑河沉积物中4种重金属(铜、铅、锌和镉)沉积物质量基准推荐值。结果表明,筛分水平浓度法获取的浑河沉积物铜、铅、锌和镉的质量基准分别为46.69、39.18、140.03和0.54mg·kg-1(以干质量计)。通过与不同国家及地区指定的重金属质量基准推荐值以及本地区采用其他方法推导的重金属基准推荐值进行比较,推算出本研究获取的4种重金属沉积物质量基准推荐值接近所有数据的中间值。由于本研究中用于推导沉积物质量基准的数据相对较少,导致获取的沉积物重金属质量基准推荐值存在一定的不确定性。     

农用地土壤重金属生态安全阈值确定方法的研究进展

农用地土壤重金属生态安全阈值作为农用地土壤环境质量基准制定的重要依据,近年来随着多学科的共同发展,农用地土壤重金属生态安全阈值的确定方法变得越来越完善,但目前对其的研究综述却鲜见报道。因此,文章综述了农用地土壤重金属生态安全阈值的确定方法,详细阐述了点模型、概率模型以及经验模型中的代表方法在确定农用地土壤重金属生态安全阈值方面的概念、原理、发展及应用,并深入探讨了各方法的适用情况和优缺点,系统分析了各方法在确定农用地土壤重金属生态安全阈值时的不确定性及影响因素,最后在前人的研究基础上提出了今后的主要发展方向,以期为我国农用地土壤环境质量标准的完善与细化及农用地土壤其他污染物生态安全阈值的确定提供参考依据。     

中国环境基准理论与方法学研究进展及主要科学问题

环境基准是指环境介质中的环境要素对特定保护对象不产生不良或有害效应的最大限值,是环境标准制修订的科学依据。环境基准理论与方法学一直是国际环境科学和环境保护科学研究领域的前沿,也是国家环境管理的重大科技需求。本文在总结国际和我国环境基准研究成果的基础上,较为系统地阐述了环境基准的基本概况、理论方法学及重要进展。同时,结合学科特点和环境基准科技需求,综合分析了与环境基准理论方法学密切相关的系列关键科学问题。     

基于保护生态的土壤基准值制订关键技术研究——以美国和澳大利亚为例

土壤环境基准是土壤环境质量标准制修订、土壤环境质量评价和监管的重要科学依据.笔者选取美国和澳大利亚基于保护生态的土壤基准制订中的关键技术进行深入讨论,从两国的制订策略和关键推导方法等方面进行详细阐述,比对了两国的基准值制订技术要点.结果表明,两国的土壤基准名称、保护对象和毒理数据处理措施等存在差异,这与各国的具体制定策...     

考虑物种权重校验保护太湖水生生物的铅基准

铅是一种有毒重金属元素,位列我国水中优先控制污染物"黑名单".我国水系众多,水生生物多样,研究保护区域水生生物的铅基准十分必要.太湖作为中国周边经济最发达、大中城市最密集且污染最严重的淡水湖泊之一,本研究选取8种太湖本土水生生物实验补充铅的急性毒性数据并两步外推得到慢性毒性数据.结合文献建立铅的本土毒性数据库,基于水体硬度对铅毒性的影响,建立硬度和毒性关系.考虑太湖生物区系和水质特征,采用物种权重敏感度分布方法,得到保护太湖水生生物铅的最大浓度基准值(CMC)和持续浓度基准值(CCC)值分别为50.04—58.87μg·L~(-1)和3.99—4.69μg·L~(-1);现行地表水铅的Ⅲ类标准限值(50μg·L~(-1))下受铅急性毒性和慢性毒性影响的生物比例分别为4.42%和23.00%.     

贵阳市表层土壤中铅的环境地球化学基线研究

以土壤环境地球化学研究为主线,以贵州省贵阳市8064km2为研究区域,将土壤重金属污染元素铅的空间分布规律与环境地球化学机理研究相结合,建立区域土壤环境地球化学基线,选用合适的判别指标判识自然作用过程与人类活动过程对土壤环境的影响。得到以下结论:贵阳市表层土壤中铅的基线值为14.8mg·kg-1,样品中铅元素含量大于70.1mg·kg-1的样品可能遭受人为污染的影响。地质累积指数分析结果显示贵阳市18%的表层土壤未受铅的污染,47%的表层土壤在无污染到中度污染之间,28%的中度污染,6%的表层土壤介于中度污染到强污染之间,1%的强污染。污染程度指数分析则显示贵阳市49.9%的表层土壤未受到铅的污染,铅的污染程度最大为8.11,总污染程度略大于0,即受到轻微污染。     

土壤环境标准值及制订研究:服务于管理需求的土壤环境标准值框架体系

环境标准是实施环境管理的重要依据。我国现行土壤环境质量标准(GB 15618—1995)已不能满足土壤环境管理的实际需求,研究提出我国适宜的土壤环境标准值体系显得十分迫切和必要。结合国家关于"严格控制新增土壤污染"、"确定土壤环境保护优先区域"、"强化被污染土壤的环境风险控制"和"开展土壤污染治理与修复"的土壤环境政策,分析了我国土壤环境保护和综合治理重点任务及对土壤环境标准值的迫切需求,调研综述了发达国家和地区土壤环境法规及标准值体系现状和经验,初步提出了包括土壤环境质量标准、土壤环境风险管控标准和针对特定污染土壤的治理修复标准的标准值体系,提出了针对"老污染"和"新污染"土壤分别建立不同的土壤环境监管制度,该研究可望为完善和建立我国土壤环境标准值框架体系提供参考。     

大气挥发性有机化合物环境基准研究进展与展望

挥发性有机化合物(VOCs)中的许多物种对人体具有危害性,同时,VOCs对大气环境产生着重要的影响。目前我国部分区域大气VOCs污染已经十分严重,控制大气VOCs污染对于改善环境空气质量,保护人体健康具有重要意义。国际上许多国家或国际组织制定了大气VOCs环境基准或者发布了大气VOCs环境基准指导值,这对于加强VOCs污染控制及环境管理可以起到重要作用。我国尚未制定大气VOCs环境基准,亟待开展系统的研究工作。在综述国际大气VOCs环境基准研究进展,介绍当前我国大气VOCs环境基准研究情况的基础上,分析了我国大气VOCs环境基准的研究需求,并对今后的系统研究提出了建议。     

《海水水质标准(GB3097—1997)》定值的合理性浅析——以铅和甲基对硫磷为例

基于物种敏感度分布曲线法,推导了铅和甲基对硫磷的海水水质基准低值和高值,并与《海水水质标准(GB 3097—1997)》中铅和甲基对硫磷的相关标准限值进行了比较,结果表明目前尚缺乏充分的科学证据说明我国现行的海水水质标准可以为我国海洋环境中大多数水生生物提供适当的保护,不同污染物的标准定值存在着一定程度的"欠保护"和"过保护"的问题。此外,结合我国近岸海水水质监测资料,在剖析了海水水质标准定值的合理性的基础上,对我国今后的海水水质基准和标准的研究进行了展望,给出了相应的对策和建议。     

无机阴离子对镉、铅解吸特性的影响

土壤中重金属的解吸直接影响重金属在环境中的形态转化和植物有效性.而地表水环境及土壤中的无机阴离子能与重金属离子络合,影响重金属在环境中的迁移和作物的吸收.因此,有关无机阴离子对重金属解吸特性影响的研究,将有利于了解重金属的吸附-解吸机制及其控制措施.文章以我国东北地区草甸棕壤作为研究对象,采用静态解吸实验研究无机阴离子(C1-、SO42-、F-)对土壤中镉、铅的解吸行为的影响.结果表明,土壤中镉、铅的解吸率与无机阴离子类型、浓度密切相关;随着解吸液中无机阴离子(C1-、SO42-、F-)浓度的增大,土壤镉、铅的解吸率随之提高.C1-、SO42-、F-这3种无机阴离子对解吸土壤中镉的影响力顺序是:C1- > SO42- > F-;对解吸土壤中铅的影响力顺序是:SO42- >C1- > F-.     

不同环境下土壤作物系统中重金属元素迁移分配特点

不同环境中重金属的积累特点及其向食物的迁移可能导致对人类健康的不同影响。文章对苏南某市典型乡镇工业环境中的农田表层土壤重金属污染积累进行了分析,并参照国家土壤环境质量二级标准进行重金属污染的单因子和综合因子评价。结果表明,工业环境中农田土壤表层重金属元素的富集系数和重金属DTPA有效态含量显著高于非工业环境,说明工业化发展是土壤重金属积累的主要因素,同时土壤的基本理化性质对土壤重金属的富集有一定的影响。不同种类农产品对重金属的富集能力表现为叶菜类>籽实类>根菜类>水稻籽粒,重金属元素中Cd、Zn、Cu较易在农产品中积累。应该注意工业发展对农田土壤的重金属污染以及对人类食物安全的可能影响。     

典型鼓风炉铅冶炼废渣堆场周边优势植物重金属富集特征研究

随着长期自然选择,一些野生植物能够适应鼓风炉铅冶炼废渣堆场周边特殊的环境条件,在受重金属污染土壤环境下生存繁殖。若能通过周边覆盖率较高的优势野生植物筛选,找到兼有较好的重金属耐受、重金属富集能力的先锋植物,则可为同类型污染场地的治理修复和生态重建提供重要支持。以个旧北部典型鼓风炉铅冶炼废渣堆场为研究对象,通过实地调查分析废渣堆场周边土壤和三叶鬼针草(Bidens pilosa)、车桑子(Dodonaea viscosa)、夹竹桃(Nerium oleander)、红花八角(Illicium dunnianum)、凤尾蕨(Pteris cretica)等5种野生植物的重金属含量,研究优势植物对重金属的富集特征,筛选出适应该地区生态修复的先锋植物。结果表明,该废渣堆场土壤pH呈酸性,Hg、Cd、As、Zn、Pb、Cu、Cr存在不同程度的富集,以Cd、As、Hg等伴生元素污染最为严重,分别超土壤背景值97.09、33.56、76.00倍。所调查的优势植物对重金属具有一定的耐性,均能适应重金属元素较高的土壤环境。5种优势植物对7种重金属的富集特征差异明显,对Pb、Zn、As、Cd等元素富集量虽然未达到超富集植物规定的临界值,但已远远超过一般植物。其中,鬼针草、车桑子和凤尾蕨对多个重金属生物富集系数大于1,且覆盖率较高,具有较好的富集能力和重金属污染土壤修复潜力,特别是车桑子,其综合富集系数达到9.58,可以作为该地区及同类型地区生态恢复的先锋植物。     

海河流域沉积物中典型重金属的生态风险评估及验证

沉积物重金属污染及其生态风险评估日益受到关注,而沉积物质量基准是开展生态风险评估的有力工具。本研究通过物种敏感度分布法(species sensitivity distributions, SSD)和急慢性毒性比(acute to chronic ratios, ACR)推导了镍、铜、锌、镉和铅的沉积物质量基准(sediment quality guideline, SQG)。在获得合理的重金属沉积物慢性毒性数据的基础上,采用S-Logistic模型拟合镍、铜、镉和铅的慢性SSD曲线,采用S-Gompertz模型拟合锌的慢性SSD曲线。得到镍、铜、锌、镉和铅沉积物质量基准低值(sediment quality guideline low value, SQGlow)分别为18.6、69.9、107、1.26和38.4 mg·kg~(-1),应用ACRs,得到相应的沉积物质量基准高值(sediment quality guideline high value, SQGhigh)分别为167、226、556、10.1和384 mg·kg~(-1)。与加拿大和澳大利亚重金属沉积物基准值具有一定的可比性。选择花翅摇蚊(Chironomus kiiensis)、伸展摇蚊(Chironomus tentans)和霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)3种底栖生物作为受试生物,验证基准值对海河流域沉积物重金属毒性的预测能力。结果表明,利用SQGs预测沉积物毒性的总准确率为76.2%,3种底栖生物验证准确率从高至低为:花翅摇蚊>伸展摇蚊>霍甫水丝蚓。     

太湖西山碧螺春茶园重金属含量分布与评价

对太湖西山碧螺春茶园典型坡地土壤重金属Cd、Hg、As、Pb、Cr和Cu含量进行测定,探讨坡度、土地利用等自然地理特征对土壤重金属元素分布的影响,并对照NY 5199-2002有机茶产地环境条件中给出的有机茶园土壤环境质量标准和GB 15618-1995土壤环境质量二级标准对茶园土壤重金属污染状况进行分析与评价.结果表明,除Hg以外,其他重金属元素均达到有机茶园土壤环境质量标准.以有机茶园土壤环境质量标准为评价依据,碧螺春茶园土壤重金属综合污染指数为0.78,表明其重金属污染水平为尚清洁,污染等级为警戒级,主要污染物为Hg.     

组织残留法在水生生物基准中的应用概述

水生生物基准已成为生态风险评价和水环境管理的主要参考依据,在水污染治理、控制和管理以及水生生物保护方面发挥着重要作用。环境和生物学参数对基于水体或沉积物等外暴露浓度的毒性阈值和环境基准存在影响,使其具有变异性和不确定性。而基于组织残留的毒性剂量指标可以减少毒性值的变异性以及不确定性,特别是对于生物累积性物质而言,在毒性效应及环境基准研究中存在显著优势。针对组织残留法在水生生物基准研究中的应用,对组织残留法的概念、优势、应用,以及组织残留基准的推导方法等几个方面进行了综述,并提出了组织残留法在应用中存在的关键问题及建议,旨在推动环境基准、生态风险评价理论和方法的研究,以及为水环境管理和污染防治提供技术支持。     

土壤中微塑料对重金属吸附作用的研究进展

微塑料可以改变土壤的物理性质,影响土壤功能,吸附重金属形成复合污染物。通过研究归纳土壤中微塑料吸附重金属的吸附机制,并分析了微塑料对重金属吸附能力的影响因素。微塑料对重金属的吸附机制主要是微塑料的表面性质、络合作用、官能团和分子作用力等多种机制并存。影响微塑料吸附重金属能力的因素主要有土壤中重金属性质、微塑料本身性质、土壤环境的pH和盐度、温度及滞留时间等。同时,分析土壤环境中微塑料吸附重金属的吸附机制及其相关影响因素,并展望土壤中微塑料—重金属复合污染物的联合效应,及实际环境条件的复杂特性等,从而为探索土壤中微塑料—重金属的复合污染机理提供参考,以及为农田土壤中风险防控和治理提供依据。