长三角典型城郊土壤抗生素空间分布的影响因素研究

阐明土壤抗生素的空间分布特征对于认识抗生素的空间扩散和迁移过程、控制土壤抗生素污染、维护土壤安全具有重要意义.本研究通过空间采样,系统分析了长三角地区典型城郊流域土壤抗生素的空间分布特征,并探讨了人类活动、土壤性质和微生物群落对土壤抗生素分布的影响.结果表明,农田土壤中抗生素含量显著高于园地和林地,其中,检出浓度顺序为:四环素类(TCs)喹诺酮类(QNs)大环内酯类(MLs)磺胺类(SAs),平均含量分别为41.43、11.38、0.15、0.09μg·kg~(-1),农田土壤抗生素含量与有机肥施用密切相关.Spearman相关分析结果表明,TCs、QNs、SAs及抗生素总含量与距城镇距离、距道路距离、海拔及C/N具有显著的负相关性(p0.05),表明这3类抗生素的空间分布受人类活动的强烈影响,而MLs含量与人类活动的关系则较弱.土壤养分、颗粒组成、pH、容重等对抗生素的吸附、迁移、降解等环境行为具有强烈的影响,其空间异质性影响了土壤抗生素空间分布的差异性.土壤微生物群落与土壤抗生素之间具有较为复杂的联系,研究发现,部分变形菌门、酸杆菌门、拟杆菌门、放线菌门及浮霉菌门细菌与土壤抗生素含量呈现负相关.方差分解分析揭示出土壤性质、人类活动及其相互作用是土壤抗生素空间分布的主要影响因素,对土壤抗生素分布空间变化的总解释度接近于58%,达到了较高水平.     

土石山区小流域土壤磷素的空间分布特征与有效性

以汉江余姐河小流域为研究区域,运用经典统计学与地统计学方法,分析流域不同土地利用类型下表层(0~20 cm)土壤全磷和速效磷的空间分布特征及磷素有效性.结果表明:流域农地、林地和草地土壤全磷含量平均值分别为0.368 g·kg~(-1)、0.347 g·kg~(-1)和0.348 g·kg~(-1),土壤速效磷含量均值分别为17.52 mg·kg~(-1)、19.23 mg·kg~(-1)和17.90 mg·kg~(-1).土壤全磷和速效磷空间分布的最优模型均为高斯模型且均具有中等空间相关性.克里格插值表明研究区土壤全磷呈斑块状分布,速效磷含量的高值区沿河流呈网状分布,尤其是速效磷含量为10~20 mg·kg~(-1)和20~30 mg·kg~(-1)的区域从流域上游至下游以河流为主线依次连通.经ANOVA检验,土地利用类型对土壤全磷和速效磷的空间分布影响不显著(p0.05),不同土地利用下每平方米土壤全磷含量表现为草地农地林地,分别为0.092 kg·m~(-2)、0.089 kg·m~(-2)和0.087 kg·m~(-2),速效磷含量表现为草地林地农地,分别为4.67 g·m~(-2)、4.11 g·m~(-2)和3.89 g·m~(-2),流域土壤磷素的有效性呈现出林地草地农地的特征.     

江西梅江流域土壤中四环素类抗生素的含量及空间分布特征

选取养殖业发达的江西梅江流域,利用固相萃取和超高效液相色谱-质谱联用法测定土壤中11种四环素类(Tetracyclines,TCs)抗生素的污染水平,研究流域范围内土壤中TCs的空间分布特征,分析不同土壤类型及土地利用类型对土壤中残留TCs的浓度影响.结果表明,流域土壤中TCs浓度范围为0~59.77μg·kg-1,其中土霉素(Oxytetracycline,OTC)的检出率为100%,且浓度较高,是梅江流域TCs污染的主要组成成分.11种TCs总浓度(∑TCs)的空间分布特征主要表现为流域上游下游,且各子流域土壤中TCs浓度与相应的养殖密度并无显著关系.不同土壤类型中∑TCs浓度顺序为红壤紫色土水稻土,土地利用类型也是影响其浓度的重要因素,∑TCs浓度在耕地中最大,林地次之,草地相对较小,其他(城镇用地等)最小.四环素(TC)在迁移过程中的主要降解产物为4-差向脱水四环素(4-Epianhydrotetracycline,EATC),其环境毒性及浓度均高于母体,具有较高的潜在生态风险.     

三峡库区典型农田小流域土壤汞的空间分布特征

为了解三峡库区农田流域汞污染现状及其生态风险,以三峡库区腹心地带的涪陵王家沟典型农田小流域为调查对象,基于Arc GIS地统计模块研究流域内不同土地利用类型(旱地、田地、林地和居民点)土壤汞(Hg)含量及其分布特征,并对其汞污染程度和生态风险进行评价.结果表明,流域内土壤Hg含量范围为9.47~94.57μg·kg-1,均值为(34.23±16.23)μg·kg-1,不同土地类型表层土壤Hg含量高低顺序为林地、田地、居民点、旱地;表层土壤出现明显汞累积现象,土壤Hg含量变化与土壤深度呈极显著负相关关系.地统计分析结果表明,流域土壤中的汞呈现出较弱的空间相关性,说明流域内土壤汞的空间分布主要受大气干湿沉降、植被覆盖和地形等自然因素影响,人为等外源干扰影响弱.流域土壤总体上虽未表现出明显的汞污染现象(污染指数为-0.08),但具有中度的汞潜在生态风险(生态风险指数为57),其中以林地较为严重.流域土壤汞承载量约为25.39 kg,旱地约占69%.     

水生植物滤床深度处理养殖废水过程中抗生素与抗性基因的响应研究

以水生植物滤床为载体,研究了典型抗生素(四环素类TCs、磺胺类SMs和喹诺酮类QNs)和抗生素抗性基因在不同水生蔬菜种植的水生植物滤床中的去除和累积情况,并考察了季节变化对此过程的作用影响.通过比较不同植物种植系统中抗生素的去除效率发现,在夏季水芹系统对抗生素的去除效率分别为71.83%(TCs)、46.80%(SMs)和21.53%(QNs),明显高于空心菜系统(TCs 33.28%、SMs 19.73%、QNs 6.84%),但在冬季运行情况下两组水生植物滤床对抗生素的去除效率差异不显著.总体而言,这3类抗生素在植物中的累积规律是茎部叶子,其中,在夏季运行情况下,3类抗生素在空心菜茎部具有明显较高的累积含量(22.89~103.7μg·g-1,以干重计,下同),而在冬季3类抗生素在水芹叶片中具有明显较高的累积含量(3.52~7.33μg·g-1).同时,在不同季节,系统出水与底泥中抗性基因水平对植物种类变化的响应趋势一致.     

江西典型钨矿开采对周边环境稀土元素含量的影响

研究了江西省典型钨矿区开采和冶炼对周边农田土壤、水体和白菜中稀土元素含量的影响.结果表明:钨矿区周边农田土壤中稀土元素含量范围在256~459 mg·kg~(-1)之间,平均值为373 mg·kg~(-1),土壤中稀土含量均高于江西省和全国土壤稀土元素含量的背景值,分别是它们的1.77倍和1.99倍.矿区河水中稀土元素浓度达3086μg·L~(-1),为对照区河水稀土元素浓度的497倍.矿区15个样地白菜稀土元素含量范围为773~5992μg·kg~(-1),平均值为3007μg·kg~(-1),为非矿区白菜稀土元素含量的5.22倍,矿区白菜稀土元素含量远超过我国蔬菜卫生标准稀土元素含量的限值(0.70 mg·kg~(-1)),说明钨矿开采冶炼已造成周边环境的污染,并对矿区居民身体健康构成潜在威胁.     

东新开河小流域土壤汞空间分布特征及风险评价研究

研究选择松花江三级支流东新开河小流域,在其干流及支流选定了13个河流断面,测定并讨论了断面两侧岸带土壤总汞的空间分布、污染现状和生态风险。结果表明,小流域内土壤汞含量为14μg·kg~(-1)～499μg·kg~(-1),均值为(78±11.87)μg·kg~(-1),其中超过长春市土壤背景值(40μg·kg~(-1))的采样点占比为63.8%。流域总体表现为无汞污染(污染指数为-0.11),最高处汞污染为强(污染指数为3.06)。流域总体中有中度潜在生态风险(78),潜在生态风险最高处为极强(499)。     

汾河沿岸农田土壤喹诺酮类抗生素残留特征及风险评估

选取山西省汾河沿岸71个代表性农田土壤,采用液相色谱-质谱联用法(LC-MS/MS)分析了4种喹诺酮类抗生素(quinolones,QLs)的残留水平和空间分布特征,探究影响抗生素残留的环境因子,并评估QLs残留的生态风险.结果表明:①汾河沿岸农田土壤中QLs检出情况为:诺氟沙星(norfloxacin,NFC)、环丙沙星(ciprofloxacin,CFC)、恩氟沙星(enrofloxacin,EFC)检出率为100%,氧氟沙星(ofloxacin,OFC)检出率为98.6%,QLs分布广泛.土壤样品中QLs组成以NFC为主,平均检出浓度为2.54μg·kg~(-1),其次为CFC和OFC,平均检出浓度分别为0.54μg·kg~(-1)和0.36μg·kg~(-1).②空间分布特征分析表明,上中游QLs检出情况相似,均表现为EFC OFC CFC NFC,下游表现为EFC CFC OFC NFC.汾河中游沿岸农田土壤抗生素浓度最高,太原市清徐县4种QLs平均残留浓度为沿河县市最高,为19.67μg·kg~(-1),灵石县次之,为15.21μg·kg~(-1),应引起重视.③冗余分析表明,QLs含量与pH呈负相关;NFC、CFC和EFC与有机质含量无明显相关关系,OFC与有机质含量呈正相关,这可能与OFC中氧与有机质中极性官能团发生氢键作用有关;NFC、CFC和EFC与阳离子交换量(CEC)呈正相关,而OFC无明显相关,可能与弱极性环氧醚的弱作用力有关;NFC、OFC含量与土壤砂粒含量呈正相关.④汾河沿岸农田土壤中QLs生态风险较低,其中NFC、OFC和CFC呈中低度风险,EFC全部表现为低风险.本研究旨在为汾河沿岸QLs污染控制与农产品安全监督提供科学依据.     

铅锌冶炼区农田土壤中多环芳烃污染特征、源解析和风险评价

采用快速溶剂萃取(ASE)、凝胶渗透色谱净化(GPC)协同高效液相色谱(HPLC)检测方法,分析贵州省典型铅锌冶炼区赫章县41个表层农田土壤样品中16种优控多环芳烃(PAHs)的含量水平,并对其污染特征、来源和生态风险进行了分析.结果表明:典型铅锌冶炼区妈姑镇农田土壤∑PAHs的含量范围为196~11592μg·kg~(-1),算术均值和中位值分别为1500μg·kg~(-1)和780μg·kg~(-1),妈姑镇高含量的∑PAHs积累可能与当地长时间的铅锌冶炼活动有关.PAHs组分特征表现出以2~3环和4环多环芳烃为主.根据荷兰土壤干预值,妈姑镇农田土壤96.6%受到了不同程度的污染,其中,轻微污染、中度污染和重度污染所占比例分别为31.0%、24.1%和41.5%.研究区域PAHs的主要来源为煤和生物质的不完全燃烧及石油源.妈姑镇的新厂村、何家冲村、平桥组、拱桥村及赫章县的达依乡采样点土壤中PAHs的TEQBap10超过了荷兰土壤干预值规定的TEQBap10限值33.0μg·kg~(-1),说明赫章县、尤其是赫章县典型铅锌冶炼区妈姑镇农田土壤已受到PAHs的污染,存在潜在的生态风险.     

广西西江流域土壤铅空间分布与污染评价

为了解广西西江流域土壤Pb含量分布特征,采集有色金属矿区土壤、农田土壤(水田土壤和旱地土壤)和自然土壤共2 594个样品,采用地统计分析与GIS相结合的方法研究流域内土壤Pb含量空间分布特征与污染状况.结果表明,西江流域土壤Pb背景值为51.84 mg·kg~(-1),单样本T检验结果表明,显著高于前人背景值研究结果(22.08 mg·kg~(-1))和广西土壤背景值(20.50 mg·kg~(-1)).矿区土壤、旱地土壤和水田土壤Pb含量分别为655.9、116.7和40.63 mg·kg~(-1),矿区土壤Pb含量显著高于其他类型土壤.以《土壤环境质量标准》(GB 15618-1995)和土壤基线值为参考值,超标率分别为57.69%、16.40%、8.92%和54.95%、8.09%、2.03%,矿区和农田土壤存在明显的Pb积累.流域土壤Pb有明显的空间自相关性,以结构性变异为主.西江流域上游至中、下游土壤Pb呈现总体递减趋势,流域特征明显,高Pb含量样点在刁江上游的聚集远大于刁江下游都安段.西江流域土壤样本Pb总体介于轻度污染-中度污染之间,金城江区及南丹县土壤Pb污染突出,与当地频繁的矿业活动密切相关.     

国内外体内X射线荧光骨铅检测系统比较研究

血铅生物半衰期较短,只能反应人体短近铅中毒状况,存在一定局限性;骨铅生物半衰期较长,能够反应人体铅负荷的累积效应,有必要进行检测。体内X射线荧光骨铅检测系统从发明至今已有30多年的历史,文章根据激发源的不同将其分为三类系统进行分析讨论,作为国内开展相关研究工作的借鉴。     

五大连池冬季水体中磷的分布特征

在冬季对东北地区五大连池各池采取表层水样,对水体中总磷、溶解性总磷和溶解性磷酸盐进行了分析。结果表明五大连池冬季水体中总磷浓度在0.035 mg/L～0.144 mg/L之间,其中四池含量最高,二池含量最低。溶解性总磷的含量在0.027 mg/L～0.049 mg/L之间,三池含量最高,一池含量最低。溶解性磷酸盐的浓度在0.020 mg/L～0.042 mg/L之间,三池含量最高,二池含量最低。水体中磷以溶解态的形式存在为主,而溶解态中又以溶解性磷酸盐为主,占溶解性总磷的平均百分比为80.92%。总的来说三池、四池和五池磷水平较高,人类污染影响严重。     

水中高锰酸盐指数测定不确定度的评定

合理评定测量结果的不确定度是分析实验室必须重视的问题。通过酸性高锰酸钾氧化法测定水中高锰酸盐指数的实例,确立高锰酸盐指数测量的不确定度数学模型。讨论了高锰酸盐指数测定值不确定度的各种因素,对各不确定度分量进行分析和量化,求得其扩展不确定度。结果表明,影响其测量不确定度的主要因素是测量熏复性。在高锰酸盐指数值为4.17 mg/L的水样测定中,扩展不确定度为0.08 mg/L。     

鞍山市总悬浮颗粒物中多环芳烃分布特征

通过对鞍山市典型区域（6个污染源、4个居住区、一个对照点）大气中总悬浮颗粒物（TSP）的监测,采用GC／MS法分析了总悬浮颗粒物中16种PAHs的含量,探讨了鞍山市总悬浮颗粒物浓度及16种多环芳烃的分布特征及来源。研究结果表明,鞍山市大气中总悬浮颗粒物采暖期普遍比非采暖期高1．1～2．5倍,总悬浮颗粒物中PAHs总量采暖期也远远高于非采暖期;鞍钢6个点位在非采暖期的PAHs总量均远远高于其他五个点位,表明了工业污染导致的环境空气质量下降是不容忽视的。     

部分城市空气中颗粒物的元素组成比较

通过对数浓度图和分歧系数对中国广义、武汉、兰州和重庆4座城市空气中粗细颗粒物的42种元素组成进行了比较。结果表明，与人类活动有关的污染元素主要富集在细颗粒物中，而粗颗粒物中元素相对于细颗粒物来说更多的来自于土壤；同一座城市内城区同郊区相比，元素污染更严重，城郊之间细颗粒物中元素在短距离和有利地形下传输作用十分明显。同时还比较了城市之间的元素污染程度。结果表明，兰州城区相对于其它采校点位颗粒物中元素污染较为     

我国典型城市冬季龙头水中卤代酚类嗅味污染特征

为研究我国典型城市冬季龙头水中卤代酚类嗅味暴露特征,以8种典型卤代酚类嗅味物质为研究对象,采用固相微萃取预处理,结合气相色谱-质谱联用仪对全国22个典型城市龙头水中的卤代酚类嗅味污染物进行定性、定量分析. 结果表明:在我国冬季典型城市龙头水中普遍存在卤代酚类嗅味物质暴露问题. 其中,以4-氯酚的暴露浓度最大,ρ(4-氯酚)最高为3 526.24 ng/L,ρ(2-氯酚)和ρ(2-溴酚)较小,最大暴露值均小于100 ng/L;ρ(2,6-二溴酚)与ρ(2,6-二氯酚)在各典型城市普遍出现超嗅阈值现象;就调查的城市而言,东北地区污染最为严重,其次为华北地区,中南和西部地区嗅味物质污染及超嗅阈值现象相对较轻.      

太湖北部沉积物不同形态磷提取液中有机质的特征

综合应用高效体积排阻色谱、三维荧光光谱、红外光谱及元素分析等方法,研究了太湖北部3个湖区表层(0～10 cm)沉积物不同形态磷提取液中有机质的特征,并探讨了有机质与磷之间的关系.结果发现,沉积物中总磷的含量与其上覆水体的营养水平相一致;有机C/N、C/P比值在8.5～11.9和188.5～256.6之间,表明沉积物中有机质以湖泊内源自生为主,受陆源输入的影响很小.不同磷形态提取液中有机质的相对分子质量分布和三维荧光光谱存在很大差异,但不同沉积物之间的差别并不显著.3种提取液中有机质的相对分子质量顺序依次为：HCl＞NaOH＞NaHCO₃,其重均相对分子质量(M_w)和数均相对分子质量(M_n)分别在4 983～5 873和3 642～5 065、 3 628～4 198和2 334～2 616、 3 282～3 512和2 249～2 380之间,可能反映了不同提取液中有机磷的组成及其生物活性的不同.沉积物提取液中有机质的三维荧光光谱均以类富里酸荧光峰A(E_x/E_m=230～260　nm/360～470　nm)或C(E_x/E_m=290～320　nm/390～460　nm)为主,NaHCO₃和HCl提取液中还分别发现了类蛋白荧光峰B(E_x/E_m=275～280　nm/340～360　nm)和D(E_x/E_m=225　nm/330～350　nm)及类腐殖酸荧光峰E(E_x/E_m=360～375　nm/460～470　nm).这些荧光光谱特征不仅揭示了不同提取液中有机质组成的差异,而且可能表明了太湖沉积物中有机质的降解受到再悬浮作用的强烈影响.此外,沉积物胡敏酸红外光谱中1 059～1 082　cm^-1的吸收谱带也可能反映了磷酸盐的存在.     

土壤中苯酚迁移转化的研究进展

近年来,由于污水灌溉和运输事故等原因造成土壤苯酚污染的事件多有发生,处理土壤苯酚污染已成为目前亟待解决的环境问题.本文根据土壤中苯酚的水运移,土壤颗粒对苯酚的吸附、土壤微生物对苯酚的降解、植物的吸收、苯酚的挥发等特性以及各种治理方法,提出土壤中苯酚污染的净化与修复措施.     

西藏地表水中砷的分布

通过系统地采集森格藏布和雅鲁藏布地表水样,研究了两流域水体中砷的分布.结果表明不同水体中砷的含量不同,其由高至低依次为:热泉水(4 920μg.L-1±1 520μg.L-1,n=2)>盐(咸)水湖水(2 180μg.L-1±3 840μg.L-1,n=7)>井水(194μg.L-1,n=1)>淡水湖水(163μg.L-1±202μg.L-1,n=2)>河水(35.5μg.L-1±57.0μg.L-1,n=74),森格藏布和雅鲁藏布上游存在高砷河水,森格藏布河水砷平均含量(58.4μg.L-1±69.9μg.L-1,n=39)明显高于雅鲁藏布(10.8μg.L-1±16.9μg.L-1,n=30).采集的热泉水、盐咸湖水、井水以及43.2%的河水样品中砷的含量均高于10μg.L-1,森格藏布和雅鲁藏布分别为两流域内居民重要的饮用水源,居民具有患上地方性砷中毒的风险.     

降水中汞及其它元素来源的识别分析

在北京市不同地点采集４６ 个降水样品,测定了其中汞和其它元素的含量,通过主成分因子分析进行来源识别分析． 结果表明,降水中元素主要来源于燃煤、扬尘、燃油和特殊污染源．降水中汞（Ｈｇ）可能主要是土壤中汞挥发到大气中,经氧化后随降水降到地面．