盘龙江水及沉积物中酚类EDCs的污染特征及源解析

研究了云贵高原城市河流盘龙江水及沉积物中酚类内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals,EDCs)的污染特征及源解析,阐明了酚类EDCs的含量水平、分布特征、季节变化及污染来源,并估算了其排放到滇池的量。结果表明,盘龙江水及沉积物中普遍检出了酚类EDCs,其含量沿程变化呈现倒"W"型,枯水期的残留水平高于丰水期。除松华坝水库外,盘龙江水中的∑EDCs质量浓度为70~429 ng/L,沉积物中质量比为16~813 ng/g dw(干重),每年输入滇池的量约为43 kg/a,NP2EO、NP1EO和BPA是主要的酚类EDCs。NP2EO、NP1EO、4-NP、BPA、4-CP和4-tOP在水中的质量浓度分别达到202 ng/L、154 ng/L、17 ng/L、79 ng/L、3.3ng/L和4.7 ng/L,在沉积物中质量比分别达到352 ng/g dw、316 ng/g dw、18 ng/g dw、124 ng/g dw、5.5 ng/g dw和14 ng/g dw。酚类EDCs在水和沉积物中的含量具有较好的相关性,水体自净过程对污染起到了一定的缓解作用。与其他地区河流相比,盘龙江中酚类EDCs的残留处于中等偏下水平。酚类EDCs在市区河段含量明显高于郊区段,对该区域内的水生生物构成了潜在危害。     

水体中磺胺嘧啶对斑马鱼的生态毒性效应

选取在水产养殖过程中广泛使用的磺胺类抗生素磺胺嘧啶对斑马鱼胚胎进行毒性试验,依据水环境磺胺类药物的检出水平,研究了低质量浓度(0.001 mg/L、0.1 mg/L、10 mg/L)磺胺嘧啶对斑马鱼早期发育的毒性效应。在磺胺嘧啶暴露过程中,以孵化的斑马鱼胚胎为试验模型,设置空白对照组和药物组,观察记录孵化率、死亡率、发育畸形、心率和自主运动次数。在标准条件下将斑马鱼胚胎置于培养皿,对其进行96 hpf的磺胺嘧啶暴露处理,分别在第8 h、24 h、48 h、96 h观察所得的毒理学终点。结果表明,低质量浓度的磺胺嘧啶对斑马鱼胚胎的孵化、心率和自主运动产生了不利的影响,且孵化率、致死率、致畸率、心率和自主运动等指标呈现剂量依赖性。低质量浓度的磺胺嘧啶暴露,可显著促进斑马鱼的自主运动(p0.001),增大斑马鱼的心率(p0.001),未见斑马鱼心脏组织异常。斑马鱼胚胎在药物暴露处理过程中,均产生畸形效应,主要表现为出血、凝血、尾部弯曲、心包水肿和鳔缺失。这些现象表明,水体中抗生素残留存在潜在生态风险,抗生素的生态风险问题不容忽视,并证明了利用斑马鱼建立简便、准确、直观、快速的检测模型和检测方法的可行性。     

重庆园博园龙景湖水体中无机硫分布特征及有机质的影响

龙景湖是一个新建的人工深水湖,夏秋季节由于H2S等产生的黑臭问题严重阻碍了园区的发展。对龙景湖沉积物、孔隙水和上覆水的无机硫、有机质进行了研究。结果表明:上覆水和孔隙水中硫酸盐(SO2-4)质量浓度分别为10.20~76.87 mg/L、7.13~20.45 mg/L,总有机碳(TOC)质量浓度分别为89.00~164.08 mg/L、12.81~116.20 mg/L,上覆水中溶解性硫化物质量浓度为16.32~64.21 mg/L;沉积物中酸挥发性硫化物(AVS)质量比为100.90~311.83 mg/kg,铬还原硫化物(CRS)质量比为106.01~471.53 mg/kg,元素硫(ES)质量比为57.87~351.63 mg/kg。上覆水中SO2-4和S2-沿深度方向分别增加和减少,沉积物中3类还原态硫(AVS、CRS、ES)沿深度方向均先增加后减少,且质量比从大到小为CRS、AVS、ES。上覆水中TOC充足,SO2-4(X)与TOC(Y)的质量浓度成反比(Y=-0.637X+147.73),SO2-4是硫酸盐还原过程的控制因素;孔隙水中SO2-4与TOC的质量浓度成正比(Y=3.1385X+14.061),TOC含量和生物有效性为SO2-4还原过程的控制因素。研究表明,原龙景水库、凌云桥等位置SO2-4还原性最强,是湖水夏秋季节产生黑臭问题的潜在位置。     

再生水中微量有毒有害污染物的初步筛查

采用气相色谱质谱联用(GC-MS)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等方法对5个污水处理厂再生水中的162种微量有毒有害污染物进行了评价。在各种污染物中,酚类、酞酸酯、类固醇激素和金属类物质被检出。酚类物质的质量浓度为0.01~148 ng/L,符合地表水环境质量标准,但三氯生、双酚A仍存在一定的生态风险;酞酸酯类物质的质量浓度为0.1~0.45μg/L,符合地表水环境质量标准;类固醇激素的质量浓度为0.5~30 ng/L,具有内分泌干扰效应,需优先控制;金属类物质的质量浓度为1~27μg/L,满足污水排放标准和地表水环境质量标准。     

全氟辛烷磺酸(PFOS)的环境污染及生态毒性研究进展

对持久性有机污染物全氟辛烷磺酸(Perfluorooctane Sulfonate,PFOS)在环境中的污染分布、生物累积性、生态毒性及降解研究进展进行了综述。中国、美国、日本等国家不同地区水环境的监测中普遍检出PFOS,其质量浓度范围在未检出~458 ng/L;沉积物中的PFOS质量比在未检出~11 ng/g dw;甚至在一些国家的饮用水中也有PFOS检出,质量浓度在0~57 ng/L。研究表明,PFOS能够在生物体内累积并沿食物链逐级放大,具有生物累积和生物放大性;通过对生物组织内的PFOS检测发现,肝脏中的PFOS质量比较其他组织高,由此推断,肝脏很有可能是PFOS蓄积的主要靶器官。目前,就PFOS的生态毒性研究已逐步深入,通过对一些水生生物和大鼠的毒性试验表明,一定量的PFOS会对试验生物造成器官损伤,并具有一定的免疫、生殖及胚胎毒性。关于PFOS的降解研究目前还较缺乏,微生物降解、超声波降解、化学还原降解等尚处于研究阶段。今后在PFOS对陆生生物的生态毒性研究、新的降解方法寻求这两方面还需进一步探索。     

上海水体中抗生素抗性基因的分布特征

为研究上海市水体中抗生素抗性基因(Antibiotic Resistance Genes,ARGs)的污染状况和分布特征,采集17个不同地段的水样,进行了耐药菌和ARGs丰度的检测。结果表明,水中磺胺嘧啶类耐药菌、氨苄青霉素类耐药菌、环丙沙星类耐药菌、氯霉素类耐药菌的耐药率分别为14.81%~94.55%、0~46.60%、0~91.07%、0~87.5%。养殖场周围河流总耐药菌量普遍高于非养殖场周围河流。非养殖场周围水体和养殖场周围水体中抗生素抗性基因sul1、amp R、qnr S、cml A均被检出。定量PCR的检测结果表明,非养殖场周围水体和养殖场周围水体中氯霉素类抗性基因含量最高,其次为磺胺类抗性基因,养殖场周围水体抗生素抗性基因含量普遍高于非养殖场周围水体。抗生素抗性基因sul1、amp R、qnr S、cml A的含量与微生物、温度、悬浮物等影响因素显著性相关(p0.05),表明在水环境中这些影响因子对抗生素抗性基因的分布影响较大。     

六叉河农业小流域多水塘沉积物中HCHs的历史分布和残留

采集六叉河流域多水塘沉积物,利用沉积物年代学方法,建立未受扰动水塘沉积物年代序列,分析有机氯农药HCHs在江淮地区典型农业流域多水塘沉积物中的残留特征和降解过程,评估农药残留的生态风险.结果表明,过去几十年的农业集约化中农药的投入,是导致农药残留主要因素.HCH的历史投入量约为18400kg,多水塘沉积物中残留的HCH为0.177 kg,HcH残留量已经不再显著.对于HCHs4种异构体,a-HCH在所有样品中均未检出;β-HCH与γ-HCH的检出率为6.98％,β-HCH最高残留质量比为7.88ng/g,γ-HCH为9.51 ng/g;δ-HCH检出率为3.49％,最高残留质量比为5.07ng/g.表明流域水塘沉积物中累积的HCHs在过去几十年基本已经被降解,流域存在较低的HCHs残留风险.在空间分布上看,不同类型的水塘由于其下垫面土地利用类型差别,其沉积物中HCH残留存在明显差异,γ-HCH(林丹)仅在河塘中被检出(检出率为20.7％),表层沉积物质量比9.51 ng/g.研究表明,六叉河流域的HCH已经基本全都降解,不存在HCH农药残留风险,但流域尺度上可能存在新的HCH输入来源.     

高锰酸钾去除水中甲硫醚的效能及动力学研究

通过烧杯试验研究水处理常用氧化剂KMnO_4氧化水中甲硫醚的效能,探讨了KMnO_4投加量、甲硫醚初始质量浓度、p H值及腐殖酸质量浓度对氧化反应的影响,并对反应动力学及氧化产物进行了分析。结果表明:不同剂量的KMnO_4氧化甲硫醚反应在t=10 min内已基本完成,去除率达99%;随KMnO_4投加量增加,去除率和反应速率增加;KMnO_4过量条件下甲硫醚初始质量浓度对反应速率和去除率无影响;p H值对反应速率常数影响较显著,当p H=6.85时,反应速率常数达到最大;0~30 mg/L的腐殖酸对甲硫醚去除率基本无影响,但对反应速率有一定的抑制作用。腐殖酸质量浓度在0~15 mg/L变化时,反应速率常数基本不变;腐殖酸质量浓度从15 mg/L增大到20mg/L时,反应速率常数迅速变小,反应进程变慢;而当腐殖酸质量浓度大于等于20 mg/L时,反应速率常数又基本不变。KMnO_4氧化甲硫醚的反应符合二级反应动力学模型,二级反应的动力学常数k=0.647 L/(min·mg)。通过GC/MS对反应产物分析发现,KMnO_4可将甲硫醚氧化为二甲基亚砜。因此,KMnO_4是一种高效、快速的去除水中甲硫醚的氧化剂。     

城市化影响因子识别及其对水环境质量的影响分析

城市化的聚集效应引发众多环境问题,尤其会对水环境产生重要影响。城市化对水环境的影响是多种因素的综合结果,通过对城市化主要影响因子的识别分析,探讨城市化对水环境的影响机理。采用因子分析法对合肥城市化影响因子进行识别,结合巢湖西半湖水环境综合污染指数,应用灰色关联分析模型分析合肥城市化主因子对巢湖水环境的影响。结果表明:合肥城市化影响因子主要包括城市规模、产业结构和城市空间;合肥城市化对巢湖西半湖水环境的影响呈增大趋势;1991—2008年巢湖西半湖水环境质量变化的主要驱动因子为产业结构。建议加大区域产业结构调整,改善巢湖水环境质量,促进城市化与水环境质量协调发展。     

3种覆盖材料对底泥磷释放的抑制及影响因素研究

采用试验的方法研究了建筑废料、天然沸石和自制陶粒对底泥磷释放的抑制作用。结果表明,在覆盖厚度为2 cm、温度为18~22℃的条件下,自制陶粒的抑制效果最好,天然沸石次之,建筑废料最差。天然沸石覆盖底泥后,在18~25℃范围内,温度越高,覆盖法抑制磷释放的效果越差。在第57 d,温度为25℃时,上覆水中总磷质量浓度为1.598 mg/L,而在室内水温(18~22℃)条件下,上覆水中总磷质量浓度为0.984 mg/L。覆盖层厚度越大,沸石粒径越小,控制底泥磷释放的效果越好。在温度为室温、粒径为3~5 mm的条件下,在第57 d,覆盖厚度为3 cm时,上覆水中总磷质量浓度为0.565 mg/L,而覆盖厚度为1 cm时,上覆水中总磷质量浓度为0.984 mg/L;粒径由3~5 mm减小到20~40目(0.42~0.83 mm),第32 d的上覆水中总磷质量浓度由2.80 mg/L降低到2.06 mg/L,第57 d的上覆水中总磷质量浓度由3.59 mg/L降低到2.64 mg/L。     

北运河流域典型河流水体耗氧污染特征分析

以COD和NH+4-N为研究对象,阐述了北运河流域典型河流水体中耗氧污染物的时空变化规律,并结合COD组分特征分析,给出了河流水体主要耗氧因子。结果表明,河流水体中COD平均值为47.73 mg/L,接近地表水Ⅴ类标准,而NH+4-N质量浓度为9.08 mg/L,远超Ⅴ类水标准;流域河流水体中COD空间分布差异性不明显(CV=8.79%),而从上游至下游,NH+4-N质量浓度呈现降低趋势;从2005年至2011年,河流水体中COD和NH+4-N质量浓度分别从251.92 mg/L和11.15 mg/L降至44.77 mg/L和4.12 mg/L。河流水体中COD组分分析共检出31种有机化合物,其中上游包括难降解和易降解有机化合物,涉及生活源和农业源;下游多为难降解有机化合物,主要涉及农业源。NH+4-N已取代COD成为北运河流域河流水体主要耗氧因子。     

滇池环湖污水处理厂中酚类EDCs的存在、去除及归趋

研究了滇池环湖8座污水处理厂(Wastewater Treatment Plants,WWTPs)中酚类内分泌干扰物(Endocrine Disrupting Chemicals,EDCs)的存在、去除及归趋,阐明了该类物质的浓度水平、分布特征及环境归趋,明确了处理工艺及运行参数对酚类EDCs去除效果的影响,评估了出水和污泥外排对环境的污染负荷。结果表明:污水处理厂进水、出水和污泥中普遍检出了酚类EDCs,NP2EO、NP1EO和BPA是主要的酚类EDCs;8座污水处理厂进水中∑EDCs的质量浓度为2039~5 066 ng/L,出水中为420~1 536 ng/L,污泥中质量比为1 210~9 465 ng/g dw(dry weight,干重),总去除率为32%~89%;不同污水处理工艺对酚类EDCs的去除效率存在较大差异,3AMBR和A2/O工艺的去除效果较氧化沟和ICEAS工艺有明显的优势;不同的工艺参数对酚类EDCs去除的影响存在一定差异,深度处理、污泥龄和辛醇-水分配系数对酚类EDCs去除效果的影响较大;降解是污水处理厂中酚类EDCs的主要去除方式;三污、五污和六污污泥对酚类EDCs的吸附作用较强;昆明市每天进入污水处理厂的酚类EDCs总量约为3771 g,经处理后,出水外排27%。研究表明,滇池环湖污水处理厂出水及其剩余污泥具有一定的环境风险。     

垂直流-水平潜流组合湿地对磺胺类抗生素的去除

利用垂直流串联水平潜流的组合人工湿地处理污水处理厂尾水,比较有植物和无植物组合湿地对磺胺类抗生素母体及N4乙酰代谢物的去除效果。结果表明:有植物组合湿地的去除效率为72.31%,高于无植物组合湿地的59.71%;不同种类湿地植物对磺胺类抗生素的吸收累积能力存在差异,美人蕉积累量最大,其次为风车草,花叶芦竹最低;植物各部位对磺胺类抗生素的积累为地下组织(根)大于地上组织(叶和茎);基质对磺胺类抗生素的吸附能力表现为有植物基质吸附量大于无植物基质,变化范围为0.34~1.59 ng/g dw,表明湿地植物的存在更有利于磺胺类抗生素的降解。垂直流-潜流组合湿地能较好地降解磺胺类抗生素,但其降解机理及植物在其中的作用有待进一步研究。     

乐清湾海域生物体内多氯联苯的分布特征

以台州(乐清湾)为例,研究了乐清湾海域生物体内多氯联苯(PCBs)的分布,其中以鱼、贝类和虾为主要实验对象,分析了多氯联苯的来源、浓度及各种影响因素。结果表明,鱼肉中∑PCBs 的残留含量为8.61~23.06ng/g,贝类中∑PCBs 的残留含量为11.77~38.04ng/g,对虾中∑PCBs的残留含量为0.38~11.19ng/g。近海生物体内多氯联苯的来源与当地工业排污、航运、PCBs废旧设施非法处置或封存不当等一系列因素有关。     

高级氧化工艺降解水中磺胺甲基嘧啶研究

为有效去除水体污染物磺胺类抗生素(Sulfonamides antibiotics,SAs),采用高级氧化紫外/双氧水(UV/H_2O_2)和紫外/过硫酸盐(UV/PS)工艺降解磺胺甲基嘧啶(sulfamerazine,SM1)。研究表明,紫外与氧化剂(H_2O_2,PS)联用可显著提高去除率,其反应符合拟一级动力学模型。磺胺甲基嘧啶的去除率在一定范围随着氧化剂H_2O_2和PS的浓度升高而升高;磺胺甲基嘧啶初始质量浓度越大,反应速率越小。两种工艺降解磺胺甲基嘧啶最大去除率均发生在pH=3。NaCl会抑制两种工艺对目标污染物的降解,而适当的NaHCO_3可促进其降解反应的进行。腐植酸的存在对两种工艺降解污染物均会产生抑制作用。     

电催化氧化降解水中磺胺嘧啶的研究

为了解并优化电化学方法对水体中磺胺类药物的去除效果,以Ir O2-Ru O2/Ti为阳极,不锈钢为阴极,Na2SO4为电解质,电催化氧化降解模拟废水中的磺胺嘧啶(Sulfadiazine,SD),反应时间为240min。探讨了SD初始质量浓度、电流密度、p H值、电解质浓度及电极板间距对电催化降解SD效率的影响,并利用HPLC-MS分析降解产物。结果表明,电催化氧化可有效去除水中的SD。升高初始质量浓度、电流密度、极板间距可提高SD降解速率,初始质量浓度由15 mg/L升高到50 mg/L时,去除率降低了9.2%;电流密度从5 m A/cm2升高到15 m A/cm2,去除率增加了38.1%,电流密度大于15 m A/cm2时其对去除率的影响不明显;极板间距由2 cm增加到4 cm,去除率增加了12.2%;酸性条件降解效果最好,碱性对SD去除率略有抑制,p H值为1和13相比于p H值为7时去除率分别增加9.9%及降低4%;电解质浓度(≤0.05 mol/L)与SD降解速率呈负相关,电解质浓度大于0.05 mol/L时,对去除率影响不明显。降解主要基于·OH的氧化过程,生成4-(2-氨基嘧啶-l(2H)-基)苯胺中间产物,过程遵循一级反应动力学模型。     

灰色关联分析与内梅罗指数法在克钦湖水体重金属评价中的应用

以扎龙湿地克钦湖水体重金属监测资料为基础,在湖内均匀布设了12个采样点,用电感耦合等离子体质谱仪法测定各点的重金属质量浓度.水体中Mn、Cu、Cd、As、Pb和Se的平均质量浓度分别为2.23 mg/L、0.65 mg/L、0.12 mg/L、5.98 mg/L、0.48 mg/L、0.13 mg/L.应用灰色关联分析方法和内梅罗水污染指数法综合评价克钦湖的水环境质量.结果表明:灰色关联分析方法体现了各评价因子的综合影响,得出克钦湖总体达到V类水质标准,水体受到严重污染;内梅罗指数法反映了各重金属元素的污染程度,由大到小依次为As、Mn、Pb、Se、Cd、Cu.应用两种方法从不同角度分析水体重金属的污染程度,并得出污染原因,最后提出扎龙湿地克钦湖生态环境保护对策.     

尼龙6纳米纤维膜富集/固相表面荧光法快速检测水体痕量多环芳烃研究

以静电纺丝法自制的尼龙6纳米纤维膜为吸附材料,建立了快速测定水体痕量多环芳烃(PAHs)的固相表面荧光光谱法(SSF)。将直径为5 cm的尼龙6纳米纤维膜作为滤膜用于抽滤菲、芘、荧蒽的水溶液,将膜自然晾干后置于可变角粉末样品池上,利用荧光分光光度计测量膜表面PAHs的三维固相表面荧光光谱特征,确定最佳激发发射波长,考察荧光强度随溶液初始质量浓度的线性变化关系。结果表明,菲、芘、荧蒽的最大激发发射荧光中心分别位于Ex/Em=255nm/368 nm、Ex/Em=340 nm/376 nm和Ex/Em=290 nm/437 nm处。当抽滤水样体积为500 m L时,菲、芘、荧蒽荧光强度与初始质量浓度之间的标准曲线分别为y=9432.4x+261.1,线性范围为5~500ng/m L;y=753480x+805.51,线性范围为0.2~10 ng/m L;y=9946.06x+603.48,线性范围为10~400 ng/m L,检出限分别为0.973 ng/m L、0.016 2 ng/m L和0.089 6 ng/m L。当质量浓度分别为100 ng/m L、10ng/m L和50 ng/m L时,7次测量的相对标准偏差(RSD)分别为7.1%、2.6%和5.1%,平均值相对误差分别为1%、2%和-0.2%。自来水低中高3个质量浓度的平均加标回收率分别为87.2%~98.2%、101%~120%、85.8%~92.3%。本方法具有简便、经济、灵敏度高等优点,适合于水体痕量PAHs的快速测定。     

河南省主要城市水源水中微量有毒有害有机污染特性研究

为探查和研究与公众生命健康关系密切的水源水有机污染现状,运用GC/MS等多种有机分析技术对河南省主要城市的23个水源水中的有机物进行分析研究.结果表明,共检出740种有机物,初步筛选出261种有毒污染物;多环芳烃类和酞酸酯的污染非常突出;各点位检出物浓度较低,VOC主要检出物为苯系物,浓度范围为0.01～2.0μg/L.SVOC浓度均小于1.0μg/L,60.5%SVOC的浓度均小于0.1μg/L.绝大部分化合物远低于国标;但检出种类多,20个地表水检出物均超过100余种.各点均受到不同程度的有机污染,而地下水污染相对较轻.     

溴氰菊酯和吡虫啉在甘蓝中的残留及消解行为研究

研究了溴氰菊酯和吡虫啉在甘蓝中残留的仪器检测方法,并在天津、山东和江苏连续开展了2 a溴氰菊酯和吡虫啉在甘蓝中残留状况和消解动态规律研究的田间试验。结果表明,在溴氰菊酯和吡虫啉的添加质量比分别为0.025~0.5 mg/kg和0.025~1 mg/kg的水平下,甘蓝中溴氰菊酯的平均添加回收率为92.19%~102.48%,变异系数为2.98%~9.46%;吡虫啉平均添加回收率为94.58%~100.30%,变异系数为0.85%~4.10%。甘蓝中溴氰菊酯和吡虫啉的最小检出量分别为0.1 ng和0.5 ng,甘蓝中溴氰菊酯和吡虫啉的最低检出质量比均为0.025 mg/kg。田间试验表明,在甘蓝莲座期施用20%溴氰菊酯.吡虫啉悬浮剂1次,溴氰菊酯和吡虫啉在甘蓝中的消解动态符合一级动力学反应模型,溴氰菊酯和吡虫啉在甘蓝中的残留消解半衰期分别为4.4~8.8 d和5.9~8.6 d。按照推荐剂量和1.5倍推荐剂量在甘蓝中施用20%溴氰菊酯.吡虫啉悬浮剂3~4次,2次施药间隔7 d,距最后一次施药10 d时,溴氰菊酯在甘蓝中的最高残留量低于GB2763—2005《食品中农药最大残留限量》规定的溴氰菊酯在甘蓝中的最大残留限量(0.5 mg/kg),以及NY 1500.5.6—2007《农产品中农药最大残留限量》规定的吡虫啉在甘蓝中的最大残留限量(1 mg/kg)。