持久性有机污染物在食物链中积累与放大研究进展

研究持久性有机污染物(Persistent organic pollutants,POPs)在食物链中的积累与放大是进行环境风险评估和有效污染控制的生态学基础.本文综述了POPs的基本特征,POPs在食物链中的生物积累与放大的机制、影响因素以及POPs在食物链中积累与放大的模型等的研究进展.国外学者对POPs在水生食物链的积累与放大方面研究较多,并提出了较为完善的预测模型,而有关POPs在陆生食物链中的生物积累与放大的研究报道较少.大部分学者并未对完整食物链进行过系统而完整的研究.与国外相比,国内学者对POPs在水生陆生食物链中的生物积累、生物放大和预测模型探讨较少.目前POPs对环境和人体健康危害越来越严重,开展对POPs在食物链中积累、放大及相关预测模型更深入更完整的研究,已成为当前生态学和环境科学研究的重点课题和前沿领域.     

鸟类对卤系阻燃剂的累积及生物放大研究进展

卤系阻燃剂(Halogenated flame retardants,HFRs)是人工合成的,能阻止聚合物材料引燃或抑制火焰传播的含卤(主要是溴和氯)化合物,由于其具环境持久性、可生物富集性和潜在的生物毒性,近年来,HFRs所引起的环境问题已成为全球环境科学研究的热点。鸟类作为自然生态系统的重要组成部分,常被用作指示性生物来研究区域环境的污染现状。研究HFRs在鸟类体内的积累特性及其在鸟类食物链上产生的生物放大效应,对评价HFRs的环境行为和生态风险具有重要的意义。本文结合近年来国内外有关多溴联苯醚(Polybrominated diphenyl ethers,PBDEs)、六溴环十二烷(Hexabromocyclododecane,HBCDs)、十溴二苯乙烷(Decabromodiphenyl ethane,DBDPE)、1,2双(三溴苯氧基)乙烷(1,2-bis(2,4,6-tribromophenoxy)ethane,BTBPE)和双(六氯环戊二烯)环辛烷(Dechlorane Plus,DPs)等HFRs在鸟类体内的积累特性及在食物链上的生物放大效应进行了综述。已有的研究报道显示:在鸟类的脑、肌肉、肝脏、肾脏和鸟蛋等组织中都检测到了HFRs残留;而相关生物放大因子(Biomagnification factors,BMFs)的计算结果显示,几乎全部的PBDEs、α-HBCD和BTBPE都可以在鸟类食物链上产生生物放大效应,特别是BTBPE这种新型的替代型阻燃剂在鸟类食物链上产生的生物放大效应和已被禁用的五溴PBDEs相当,暗示这种新型溴系阻燃剂可能具有较大的生态风险。今后应对HFRs在陆生和水生鸟类中的生物放大效益及影响因素方面进行深入系统的研究,为认识HFRs的环境归趋,全面评价这些污染物的生态风险提供科学依据。     

砷在海洋食物链中的生物放大潜力及发生机制探讨

砷是世界范围内危害最大的环境污染物之一,也是近海区域一种常见污染物。本文综述了近年来砷在海洋生态系统中累积、转化及传递的最新研究进展。海洋生物普遍具有较高含量的砷,这些砷主要为低毒性的有机砷形态。砷在许多海洋食物链/网中被生物放大,造成高营养级生物中的砷富集,可对生物与人类健康产生潜在危害;这与砷在淡水食物链/网中普遍被生物减小的现象形成鲜明对比。海洋鱼类和贝类等生物可将吸收的无机砷通过生物转化合成砷甜菜碱等有机砷形态,而有机砷比无机砷具有更高的食物链传递能力,可导致海洋鱼类富集更高浓度的砷。因此,砷在海洋生物中的有机形态可能有助于砷沿着海洋食物链/网富集,在某些情况下被生物放大。今后应该加强对不同砷形态在海洋食物链/网中传递及相应影响因素的研究,并通过室内模拟实验与野外调查相结合进行验证,从而加深对砷的生态毒理和生物地球化学作用的科学认识,对准确评估预测砷的生态风险和保障海洋生态安全有重要意义。     

卷首语

持久性有机污染物(POPs)由于在环境中难降解,可沿食物链累积放大,可以长距离迁移至世界各地且具有很高的毒性,是一类对环境和人类生存威胁最大的化学污染物.POPs的甄别、环境过程、健康影响与污染控制是二十一世纪环境科学领域的重大科学问题.为避免环境和人类健康受到POPs危害,国际社会于2001年5月共同通过了《关于持久性有机污     

全氟化合物的生物富集效应研究进展

研究污染物的生物富集效应,对于预测污染物在生物体内的含量、建立环境标准以及评估污染物的生态风险具有重要的意义。结合近年来国内外报道的有关全氟化合物（PFCs）的生物浓缩因子（BCF）、生物富集因子（BAF）、生物放大因子（BMF）和营养级放大因子（TMF）等参数,对PFCs的生物富集效应及其影响因素进行了综述。研究结果表明,氟代碳原子数高于7的PFCs一般在生物体或食物链（网）上具有生物富集效应,而氟代碳原子数低于7的PFCs的生物富集效应较低。PFCs的理化性质（碳链长度、碳链末端基团类型和是否含有支链等）、生物的种类及其生理生化参数（体长、体重和性别等）和环境条件（生态系统的组成、水温和污染物含量等）等都影响PFCs在生物体内或食物链（网）上的富集。综观当前研究成果,PFCs在食物链（网）上生物放大效应研究主要集中于极地地区海洋食物网,应加强其他区域（特别是典型污染区域）、各种类型食物网（如淡水食物网和陆生食物网）上PFCs的生物富集效应及其影响因素研究,为全面评估PFCs的生态风险提供基础数据。     

持久性有机污染物的作物吸收及迁移模型研究进展

持久性有机污染物(Persistent Organic pollutant,POPs)是指通过各种环境介质(大气、水、生物体等)能够长距离迁移并长期存在于环境中的人工合成的有机污染物。本文阐述了全球POPs的主要环境过程和各环境介质中POPs的暴露水平,探讨了作物对POPs的吸收过程、吸收机制和生态效应,并基于现有的环境多介质逸度模型和根区水质模型,分析了持久性有机污染物作物吸收过程模拟模型中存在的问题及未来的发展方向。目前,对POPs作物吸收机制及其模拟的研究较少,但随着我国对粮食安全和农业可持续发展的持续关注,这一领域的模拟研究将对科学解析POPs归趋、合理制定风险管控措施和有效确保粮食质量安全等提供重要科学支撑。     

多溴联苯醚的生物富集效应研究进展

研究污染物的生物富集效应对于预测污染物在生物体内的含量、建立环境标准以及评估污染物的生态风险具有重要的意义.论文结合近年来国内外有关多溴联苯醚(PBDEs)的生物富集及其沿食物链(网)生物放大效应的研究文献,对PBDEs的生物富集效应进行了综述.文献计算的生物富集因子(BAFs)、生物-沉积物/土壤生物富集因子(BSAFs)和生物放大因子(BMFs)表明,生物对大多数PBDEs具有生物富集作用,且生物对PBDEs的富集能力与其生物进化等级及其营养级有关.文献计算的营养级放大因子(TMFs)表明,大多数PBDE单体可以在食物网上产生生物放大效应,但只有较少单体具有统计上的显著性.生物的生理生化参数、化合物本身的特性以及环境条件等因素影响了PBDEs在生物体内及食物链(网)上的富集与放大.     

森林土壤中持久性有机污染物环境行为及其影响研究进展

持久性有机污染物(persistent organic pollutants, POPs)因其高毒、持久、生物积累、远距离迁移的特性而广受关注.森林土壤含有丰富的有机质,是POPs天然的储存库,对POPs的全球迁移与分配产生重要影响.森林土壤中POPs来源途径不仅包括POPs的干湿沉降,还存在着POPs随落叶迁移至森林土壤的特征途径.森林土壤富集大量POPs,有必要对其在土壤中的环境行为及其环境影响进行总结,因此本文从土-气交换、储存和迁移、降解转化等方面对POPs在森林土壤中的典型环境行为进行综述,分析其对森林土壤根际环境、微生物和微型动物以及食物链传递的环境影响,最后对森林土壤中POPs未来研究方向提出几点建议.     

基于AQUATOX模型的白洋淀湖区多溴联苯醚(PB-DEs)的生态效应阈值与生态风险评价研究

为了准确定量生态系统尺度下持久性有机污染物(POPs)的直接毒性效应和通过食物网传递的间接生态效应,建立POPs浓度与生态效应的量化关系,本研究以强人为干扰湖泊白洋淀为研究区,建立了湖泊底栖-浮游耦合食物网,运用AQUATOX模型评价典型POPs——多溴联苯醚(PBDEs)的水生态系统风险,判定关键浓度阈值。模型校正结果表明,该模型能够充分模拟白洋淀中18个优势种群生物量的季节变化过程;敏感性分析结果表明该模型对温度和呼吸速率参数敏感;风险评价的结果表明AQUATOX模型能够有效的评估PBDEs的直接毒性效应和间接生态效应,AQUATOX模型得到的最大无影响效应浓度(NOEC)要比实验室中的NOEC低1~2个数量级。因此,在自然生态系统中PBDEs的生态风险难以根据单一种群的毒性数据进行外推,而AQUATOX模型成为自然生态系统中PBDEs风险评价的可靠方法,能够判定在"可接受风险"水平时污染物的浓度阈值。AQUATOX模型为污染物环境基准的制定提供了较为可行的方法,进而为化学污染物的早期预警和风险管理提供决策依据。     

硝基苯环境效应的研究综述

硝基苯污染威胁着人类和生态系统健康,国外有关硝基苯的环境毒理的研究已经广泛展开,但我国仍处于起步阶段.文章综述了国内外硝基苯环境效应的研究进展,介绍了其基本理化性质、用途、环境基准和标准值、污染的生态毒理效应以及其在生态系统中的迁移转化规律.研究认为环境中的硝基苯属于低毒污染物,但难溶于水,易溶于有机溶剂,难以降解,造成水体和土壤污染的持续时间长,且能够在生物体内积累,产生生物放大效应,因此,高浓度的硝基苯对生态系统和人体健康造成较大的生态风险;不过,阳光中的近紫外线、γ射线、声波振荡以及生物分解等作用可自然环境中硝基苯有降解作用,而生物和物理吸附能降低其浓度,从而降解其毒性.目前,有关自然生态系统中硝基苯迁移转化过程之间协同作用与相互影响的研究还有待于进一步深入.     

硝基苯环境效应的研究综述

硝基苯污染威胁着人类和生态系统健康,国外有关硝基苯的环境毒理的研究已经广泛展开,但我国仍处于起步阶段.文章综述了国内外硝基苯环境效应的研究进展,介绍了其基本理化性质、用途、环境基准和标准值、污染的生态毒理效应以及其在生态系统中的迁移转化规律.研究认为环境中的硝基苯属于低毒污染物,但难溶于水,易溶于有机溶剂,难以降解,造成水体和土壤污染的持续时间长,且能够在生物体内积累,产生生物放大效应,因此,高浓度的硝基苯对生态系统和人体健康造成较大的生态风险;不过,阳光中的近紫外线、γ射线、声波振荡以及生物分解等作用可自然环境中硝基苯有降解作用,而生物和物理吸附能降低其浓度,从而降解其毒性.目前,有关自然生态系统中硝基苯迁移转化过程之间协同作用与相互影响的研究还有待于进一步深入.     

藻类对甲基汞的富集与传递研究进展

甲基汞是一种高毒性的污染物,其易累积在水生生物体内,从而对水生生态系统和人体健康产生危害.作为水生生态系统的初级生产者,藻类控制着进入食物链的甲基汞浓度和总量.藻类对甲基汞的显著富集作用及水生食物链传递过程导致其在高营养级生物中显著累积.因此,厘清藻类在甲基汞的富集与食物链传递过程中的作用对于揭示甲基汞的生物累积和预测甲基汞的环境风险具有重要意义.本文概述了藻类对甲基汞的富集与食物链传递特征与机制,总结了影响富集与食物链传递的生物与环境因素,讨论了全球变暖和富营养化等环境变化对藻类富集与传递甲基汞的影响,并展望了藻类富集甲基汞研究的发展方向.     

辽河水体中多环芳烃的分布特征及风险评估

广泛分布于环境中的多环芳烃（PAHs）是一类持久性有机污染物（POPs）,具有潜在的毒性、致癌、致诱变作用和生物富集性,可通过食物链进入生态系统,进而影响人体健康.辽河位于我国东北地区,地处40°31＇N—45°17＇N,116°54＇E—125°32＇E之间,是东北地区重要的工矿业经济区,在我国国民经济中占有重要的地位.     

全氟化合物污染现状及与有机污染物联合毒性研究进展

全氟化合物(perfluorocarbons,PFASs)作为一种新型污染物已引起广泛关注.PFASs在环境中具有持久性和生物毒性,并可以通过食物链传递,在生物体内富集并产生生物学放大效应.近年来已成为全球性污染物,并已在各类环境介质、生物体及人体内被检出.因此本文主要综述了当前国内外PFASs在不同环境介质中的污染现...     

水生生态系统中微塑料对微藻的生态毒理效应研究进展

作为一种新污染物,微塑料引起的环境问题日益严重,引起的生物效应和健康风险备受关注。微塑料粒径小,比表面积大,易成为各种污染物的载体,影响水生生物的生长繁殖或沿食物链传递,从而威胁到水生生态系统的安全。然而微塑料对水生生物的毒性作用机理尚不明确,因此,微塑料对水生生态系统的影响在很大程度上仍然是未知的。微藻是水生食物链的基础,是水生生态系统的基本组成部分,也是实现多种生态系统功能的关键生物,了解微塑料对微藻的生态毒性效应有助于评估其生态风险。本文基于已有研究,通过个体-种群-群落-生态系统等不同尺度综合论述微塑料对微藻的生态毒理效应,解析微塑料对微藻毒性作用的影响因素,包括浓度、粒径、形状、表面电荷和添加剂等。在此基础上,提出当前领域存在的问题和未来研究的重点方向。期望能为今后的微塑料毒性作用研究提供理论基础和数据参考。     

MicroRNA:POPs诱导动脉粥样硬化的潜在调控者

目前动脉粥样硬化在全世界以惊人的速度增长,成为21世纪公共健康的严重挑战。持久性有机污染物(persistent organic pollutants,POPs)具有生物富集性和持久性,可通过各种环境介质对人体健康产生危害。研究表明POPs能够改变基因表达,加速动脉粥样硬化的发生发展,因而POPs被认为是动脉粥样硬化的致病风险因素之一。MicroRNAs(miRNAs)是生物进化过程中高度保守的一组非编码小分子RNA,在转录后水平调节基因的表达。miRNAs的差异表达涉及一系列疾病的生理和病理过程。有证据显示,POPs能够引起生物体内miRNAs的表达紊乱,从而引起基因的差异表达。大量文献报道也显示miRNAs在动脉粥样硬化中起重要作用。因此,POPs可能通过miRNA的潜在调控从而导致动脉粥样硬化的发生发展。     

气相色谱法分析南极贼鸥粪土层中的多氯联苯和有机氯农药

多氯联苯(PCBs)和有机氯农药(OCPs)这类持久性有机污染物(POPs)的化学性质稳定,难以降解,而且具有亲脂性和高毒性,极易在生物体内积蓄.各大洋中的POPs经由浮游植物细胞吸收再进入生物体内,并能沿着食物链逐级传递,最终富集于顶级生物体内产生毒害作用.Sladen等人在1966年从罗斯岛的阿德雷企鹅的肝和脂肪样品中检测到滴滴涕     

海洋无脊椎动物重金属富集研究进展

污染物通过多途径进入海洋,以多种方式在海水和海洋沉积物中积累,成为海洋生物尤其是底栖生物体内污染物的主要来源.海洋无脊椎动物作为海洋食物链中的低营养级生物,多数种类均为底栖生活,具有较强的污染物富集能力.通过食物链的生物放大作用,其体内富集的污染物会传递到高营养级生物和人类体内,最终对海洋生物和人类产生危害,甚至引发公害事件.重金属(heavy metal)作为主要的污染物之一,具有毒性大、持续性长、耐还原性和耐降解性的特点,长久以来得到广泛的关注和研究.本文以海洋无脊椎动物为代表,从机体暴露途径、机体组织分布情况及过程、污染物在组织间的转移规律和变化因素4个方面入手,全面归纳和总结了重金属污染物在海洋生物体内富集的相关研究进展,并对目前的研究热点、存在的问题进行分析总结,对今后的研究方向进行展望,以期为国内外学者进一步开展海洋无脊椎动物重金属富集相关的研究提供有效参考.     

有机污染物生物有效性的评价方法

环境中有机污染物的生物有效性评价对生物修复、生态毒性和环境风险研究有着重要的意义.本文概括了影响有机污染物生物有效性的因素,综述了近年来有机污染物生物有效性评价方法的发展与应用,并对该领域的研究趋势进行了展望.     

青藏高原纳木错流域持久性有机污染物的多介质迁移与归趋模拟

南亚排放的持久性有机污染物(POPs)可随大气传输到青藏高原,然而POPs在高原多介质间的迁移与分配尚不清晰。本研究利用三级逸度模型对4种POPs(六六六α-HCH,滴滴涕p,p'-DDT,菲Phe和苯并芘Ba P)在纳木错流域的迁移与归趋进行了模拟。结果表明,大气沉降是该区域污染物的主要输入过程,而降解损失则是主要的输出途径。就最终归趋而言,土壤是POPs在纳木错流域的重要储库,其存储了大于50%的POPs。此外,湖水和沉积物分别对α-HCH和PAHs具有较强的存储能力。灵敏度分析的结果表明,环境温度、大气中POPs的浓度及其理化性质是影响POPs在环境中分布的关键参数。本研究明确了纳木错流域不同POPs的迁移方向和归趋特征,这将为青藏高原生态安全评估提供科学依据。