化学物质的Ah受体效应重组基因酵母检测法的优化

接有芳香烃受体(AhR)基因和芳香烃受体核转位子蛋白(ARNT)基因的酵母Saccharomyces cerevisiae菌株是测定化学物质的Ah受体效应的方法之一.本实验通过优化各个实验条件,发现用0.2%葡萄糖作前培养液培养菌24 h,用2%半乳糖作化学物质暴露时的培养液,暴露在玻璃管时,暴露时间从原来的18 h缩短到8 h.并用已经优化的方法测定了六氯苯和五氯苯的Ah受体效应,得出六氯苯和五氯苯相对于TCDD的毒性等当量值(TEF)分别为0.018629和0.000294.     

模拟生物采样和原位鱼体生物富集水中PAHs的比较

半渗透膜采样技术(SPMD)模拟了生物富集水中疏水性有机污染物的过程,并且可以用来监测生物有效态污染物的长期平均浓度.但是在野外条件下SPMD和鱼体生物富集作用的比较研究相对较少.本工作在太湖梅梁湾选取了5个站点,同时放置SPMD和笼养的鲫鱼暴露32 d,以研究水体中多环芳烃(PAHs)在SPMD和鱼体内的富积规律.结果表明,SPMD和鲫鱼所富集的多环芳烃在组分构成和相对富集量上类似,不同采样点的各种多环芳烃的生物浓缩因子(lg BCF)和器件富集因子(lg DCF)之间存在显著相关性(p<0.000 1).定量的分析数据表明,鱼体和SPMD对PAHs的富集量在脂类归一化后差异不大,两者的比值在0.47和4.12之间变动,有较好的可比性.因此认为,SPMD能够模拟淡水湖泊中鱼类富集多环芳烃的过程,可以用来估算多环芳烃在鱼体中的浓度水平.     

土壤中聚乙烯和聚苯乙烯微塑料对多环芳烃的吸附行为和机理分析

本研究旨在探讨微塑料对土壤基质中16种多环芳烃（PAHs）吸附的影响.通过批实验考察了PAHs在聚乙烯（PE）和聚苯乙烯（PS）微塑料上的吸附过程,系统地评价了pH和腐殖酸（HA）浓度等环境因素对微塑料吸附土壤PAHs的影响.结果表明,微塑料对土壤中PAHs的吸附动力学符合准二级动力学模型,且Freundlich模型对吸附结果的拟合程度（R²=0.9868~0.9931）明显高于Langmuir模型（R²=0.8638~0.8927）, 说明微塑料对PAHs的吸附过程主要为化学吸附.通过吸附热力学计算的ΔH均为正值,ΔG为负值,表明微塑料对土壤PAHs的吸附是自发的吸热过程.pH和HA对PE和PS微塑料吸附PAHs的影响显著,PE和PS微塑料对PAHs的吸附量分别在pH=5.0和pH=7.0时达到峰值;腐殖酸浓度的增加抑制了PAHs在PE微塑料上的吸附,吸附量从9363.95 ng·g^-1降到4877.42 ng·g^-1,但促进了PAHs在PS微塑料上的吸附,吸附量从9422.71 ng·g^-1增加到13259.73 ng·g^-1,这表明PAHs对腐殖酸的亲和力高于对PE微塑料的亲和力.微塑料对土壤PAHs的吸附主要与静电 作用、π-π作用和疏水作用有关.     

基于生物光学模型的二类水体光学活性物质估算：以晋江下游河段为例

水体中各组分对光谱的吸收和散射构成了水体的固有光学特性,是生物光学模型的重要参数,是建立水质遥感半分析模型的基础.目前该方法多应用于湖泊水质监测,很少用于河流.因此, 本研究以福建晋江下游河段为例, 探讨水面下反射率R(0^-)与光学活性物质之间的关系,并建立了光学活性物质的估算模型.结果表明,利用R(0^-)₇₅₃与总悬浮物浓度、R(0^-)₇₀₂/R(0^-)₆₈₀与浮游植物色素浓度、R(0^-)₆₇₀/R(0^-)₄₂₃与CDOM吸收系数分别建立的估算模型能取得理想的效果,其决定系数分别是0.953、 0.820 5和0.621 3,对应的相对误差分别是6.1%、 21.87%和22.18%.三者中以悬浮物浓度的反演精度最高,然后依次为浮游植物色素浓度和CDOM.主要原因在于浮游植物色素的浓度相对较低,光谱信号较弱;CDOM的特征光谱波段很窄,而且该波段内的R(0^-)受到其它２种物质存在的影响.     

利用SPMD技术监测珠江三角洲大气中多环芳烃

利用半渗透膜被动采样装置(SPMD),对珠江三角洲地区大气中多环芳烃进行了分季度为期一年的监测,同时在广州(GZ01站)用大流量采样器进行主动采样分析.结果表明,SPMD主要采集大气气态多环芳烃,其富集速率Rs受温度影响显著,低温更有利于SPMD对有机物的渗透富集.大气气态PAHs浓度季节差异明显,各季度平均值分别为286.0ng/m³(4～6月),322.0ng/m³(7～9月),216.4ng/m³(10～12月)和153.3ng/m³(1～3月),温度是影响气态PAHs含量高低的主因素.该区域内,污染程度呈南北低、中间高.污染源主要来自于机动车尾气的排放.     

化工区土壤中多环芳烃的污染特征及其来源分析

系统采集了天津滨海新区3个化工区28个表层土壤样品,利用GC/MS分析了16种US EPA优控多环芳烃(PAHs)的含量和组分特征,运用环数比值法和主成分因子载荷法揭示了其污染来源.结果表明,化工区土壤中PAHs最高含量达5 991.7　ng·g^-1(塘沽化工区),平均含量1 18５.０　ng·g^-1,与国内外相关研究比较,处于中高等污染水平,工业污染排放已明显影响到周边环境中PAHs的残留,且塘沽化工区＞汉沽化工区＞大港采油区;塘沽和汉沽2个化工区土壤中毒性较高的4环和5环PAHs均高于其他环数PAHs,大港采油区3环所占比例明显占主导;土壤有机碳(TOC)和PAHs之间存在显著相关关系(n=28,R²=0.847,p＜0.01),TOC是影响研究区域PAHs在土壤中分配的一个重要因素;煤燃烧的排放是化工区土壤中PAHs污染的主要来源,石油类挥发或泄漏对大港采油区影响显著.     

手性农药丁氟螨酯对斑马鱼胚胎的选择性发育毒性

近年来丁氟螨酯（CYF）对非靶标生物的发育毒性已成为一个值得关注的问题,但其对水生生物的对映选择性效应尚不清晰.为评估丁氟螨酯对斑马鱼胚胎的对映选择性毒性,通过96 h的暴露试验,研究了梯度浓度的丁氟螨酯消旋体及对映体对斑马鱼胚胎的急性毒性.此外,试验还研究了丁氟螨酯对斑马鱼胚胎孵化率、卵黄囊水肿、心包囊水肿和身体弯曲的影响.根据急性毒性结果可知,毒性大小为S-CYF > Rac-CYF > R-CYF,其中S-CYF的毒性是R-CYF的2.3倍.72 hpf,500 mg·L^-1的S-CYF可显著诱导胚胎产生卵黄囊水肿（YSE）、体轴弯曲（CB）等畸形效应（p<0.05）,而Rac-CYF降低了斑马鱼胚胎的孵化成功率.在本研究中发育毒性效应结果与急性毒性结果一致,均为S-CYF > Rac-CYF > R-CYF,表明丁氟螨酯对斑马鱼胚胎存在显著的对映选择性发育毒性,研究结果为丁氟螨酯的环境风险评估提供了理论依据.     

我国陆域水体系统表层水中微塑料生态风险评估

针对我国陆域水体系统表层水微塑料（MPs）生态风险问题,通过Science Direct和Web of Science等网站查询关键词microplastics、urban和river等获取相关文献及数据,从2017~2021年的研究,覆盖15个省份33个水体,并基于MPs丰度、聚合物占比和化学危害数据构建了生态风险表征比率（RCR）的评价方法.结果表明,我国自然水体的MPs丰度平均值为（3604.2±5926.4） n ·m^-3,城市水体中MPs丰度平均值为（7722.6±9505.7） n ·m^-3;相应的,自然水体的RCR平均值为22.09±45.2,城市水体RCR平均值为15.67±34.8.因此,根据RCR的值将生态风险程度划分为4个等级.其中,无显著风险（≤1）有17个,占42.5%;低生态风险（1~10）有12个,占30%、中生态风险（10~100）有9个,占22.5%;高生态风险（>100）有2个,占5%.数据分析显示,自然水体的MPs丰度与RCR值（R²=0.875,P<0.01）存在显著的相关性,但在城市水体的MPs丰度与RCR值间不存在显著的相关性.这表明MPs的丰度高并不能说明该地区的生态风险程度高.此外,各地的RCR值与流域面积呈正相关（R²=0.864,P<0.01）,同时,MPs丰度与GDP （R²=0.679,P<0.05）、流域常住人口（R²=0.922,P<0.05）呈显著相关性.这项研究为评估MPs的生态风险提供了基线数据,是陆域水体系统表层水MPs生态风险评价的重要方式.     

基于PMF和PCA-APCS-MLR模型的煤矿区地下水多环芳烃分布特征及来源解析

为明确典型矿业活动区浅层地下水多环芳烃(PAHs)污染特征及来源,通过水样采集与测试分析,综合采用多元统计分析方法、正矩阵因子分解(PMF)和绝对主成分得分-多元线性回归(APCS-MLR)模型,研究了某煤矿区地下水中PAHs的分布特征与影响因素、污染来源及贡献率。结果表明:研究区地下水中PAHs的总浓度为12.65～127.08 ng/L,平均值为70.99 ng/L。PAHs总体分布呈现中南部高四周低的特征,主要受矿业生产活动、地下水流向和径流强度影响。利用PMF和APCS-MLR两种模型均识别出4个污染源,每个潜在污染源的主要负荷种类相似。PMF中观测值与模型预测值之间的R²为0.60～0.99,PCA-APCS-MLR中R²为0.51～0.91。研究区地下水中PAHs主要来源为煤炭燃烧源、石油源/生物质燃烧源、炼焦排放源、交通排放源,前两者总贡献率超过60%。研究结果可为研究区地下水资源绿色开发与保护提供一定依据。     

基于地统计模型的上海大气污染物多建模方法的比较

地统计模型被广泛应用于环境空气污染物暴露模拟,但不同建模方法及其模拟结果之间的对比研究较少.基于上海2016~2019年55个环境空气监测点位的NO₂和PM_2.5观测数据,以及交通路网、排放源兴趣点和卫星数据等地统计变量,应用偏最小二乘回归（PLS）、监督学习线性回归（SLR）和机器学习随机森林（RF）这3种建模方法创建年暴露模型,并进一步应用普通克里金插值（OK）法分析模型残差,构建复合模型.应用交叉验证对模型的模拟效果进行检验,选取每一种建模方法的最优模型结构（是否应用OK）作为最终模型.结果表明,NO₂模型中表现最好的是RF-OK （R_mse²为0.70~0.82）和PLS-OK模型（R_mse²为0.78~0.84）;PM_2.5模型中PLS模型（R_mse²为0.62~0.71）优于SLR-OK （R_mse²为0.40~0.79）和RF-OK （R_mse²：0.31~0.56）模型.应用3种建模方法对上海1 km网格开展年暴露模拟和对比,NO₂模型间模拟结果的相关性（r为0.82~0.91）高于PM_2.5模拟结果的相关性（r为0.66~0.96）.基于3种模型2019年的模拟结果,评估了上海NO₂和PM_2.5的人群暴露水平.     

利用化学分析和生物测试方法比较研究污染土壤中芳烃受体效应物质的积累

长期使用污水或再生水灌溉的潜在生态风险已经引起普遍关注,但是少有研究持久性有机有毒物质在土壤中积累所产生的慢性毒性.采用7-乙氧基-异吩唑酮-脱乙基酶(EROD)方法测试了北京郊区某再生水灌溉土壤中的芳烃受体效应物质,并用2,3,7,8-TCDD标定出相应的二英毒性当量(TEQ_bio).同时利用化学分析得到的土壤中16种多环芳烃(PAHs)的含量,根据文献报道毒性当量因子(TEF)换算成二英的毒性当量(TEQ_PAHs).分析生物测试的结果,发现灌溉土壤中芳烃受体     

Simultaneous monitoring of PCB profiles in the urban air of Dalian, China with active and passive samplings

The concentration of polychlorinated biphenyls (PCBs) in the urban air of Dalian, China was monitored from November 2009 to October 2010 with active high-volume sampler and semipermeable membrane device (SPMD) passive sampler. The concentration of PCBs (particle + gas) ( ∑ PCBs) ranged from 18.6 to 91.0 pg/m 3 , with an average of 50.9 pg/m 3 , and the most abundant dioxin-like PCB (DL-PCBs) was PCB118. The WHO-TEQ values of DL-PCBs were 3.6-22.1 fg/m3 , with an average of 8.5 fg/m 3 , and PCB126 was the maximum contributor to ∑ TEQ. There was a much larger amount of PCBs in the gas phase than in the particulate phase. The dominant PCB components were lower and middle molecular weight PCBs. With increasing chlorination level, the concentration of the PCB congeners in the air decreased. The gas-particulate partitioning of PCBs was different for the four seasons. The gas- particulate partitioning coefficients (logK p ) vs. subcooled liquid vapor pressures (logP L 0 ) of PCBs had reasonable correlations for different sampling sites and seasons. The absorption mechanism contributed more to the gas-particulate partitioning process than adsorption. Correlation analysis of meteorological parameters with the concentration of PCBs was conducted using SPSS packages. The ambient temperature and atmospheric pressure were important factors influencing the concentration of PCBs in the air. The distribution pattern of the congeners of PCBs and the dominant contributors to DL-PCBs and TEQ in active samples and SPMDs passive samples were similar. SPMD mainly sequestrated gas phase PCBs.     

利用主动和被动采样技术和发光菌毒性测试评价水中有机污染物的毒性

提出利用能够模拟生物吸收过程的半渗透膜采样技术(SPMD)富集疏水性有机污染物,然后进行生物毒性测试．这一方法在原理上不同于传统主动富集．生物毒性测试技术体系,能够模拟生物富集和产生毒性的过程．用三油酸脂半渗透膜采样技术对洋河和北京市高碑店污水处理厂水样进行富集,并采用海洋发光菌P．phosphoreum T3和青海弧菌V．qinghainesis Q67发光菌对原水样和经过富集的水中有机污染物进行毒性测试．研究结果表明,洋河水中存在导致急性毒性的有机物,主要来自宣化工业区,以取代苯类化合物(如：硝基芳烃)为主,相比于此类物质,持久性有机污染物对急性毒性的贡献不大．对高碑店污水厂进行的实验表明,用发光菌方法直接测定污水,很难解释急性毒性变化规律．而采用SPMD技术富集水中有机污染物后进行毒性测试,结果和化学分析数据相当吻合．结合SPMD的优点,推荐用该方法作为环境有机有毒污染物毒性监测和生态风险评价的样品前处理手段．     

硝基芳烃对鲤鱼肝EROD活性影响的体外研究

在体外实验条件下,研究了9种硝基芳烃化合物对鲤鱼肝脏7-乙氧基异吩唑酮-脱乙基酶(EROD)的影响.结果表明,9种硝基芳烃化合物对EROD均有激活作用,在实验浓度范围内,EROD活性与浓度之间存在剂量-效应关系.实验发现苯环上同一位置的取代基不同或同一取代基在苯环上的位置不同,对EROD的激活程度的影响也不同.     

电子垃圾处理地土壤中芳烃受体效应物质的分布规律

利用大鼠肝癌细胞H4IIE离体生物测试(EROD测试)评估了位于我国南方的典型电子垃圾处理地(某镇)三个自然村共23个土壤样品有机提取物的芳烃受体效应,并研究了这些地区土壤中芳烃受体效应物质的污染水平和空间分布规律.结果表明,在所研究地区中.塑料回收村芳烃受体效应最高,其次是电路板回收村和电器拆解村.与文献数据相比,该镇土壤有机组分的芳烃受体效应较传统工业城市天津的污染土壤高,且空间分布规律与该镇电子垃圾处理业的区域分工在某种程度上有密切关系.研究结果表明,粗放型的电子垃圾处理手段导致了芳烃受体效应物质在该镇土壤环境中的积累,且离体生物效应标记方法可用来快速筛选和甄别芳烃受体效应物质污染的高风险区.     

接种混合功能细菌降低黑麦草体内菲和芘污染的机理初探

本研究通过批量降解试验,探讨了功能菌株Massilia sp. Pn2和Mycobacterium flavescens 033降解菲和芘的基本动力学过程和规律;重点采用温室盆栽试验,研究了接种混合菌株对黑麦草体内PAHs含量及多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性的影响.结果表明,菌株Pn2和033可以分别利用菲和芘作为碳源和能源进行生长;在30℃、pH=7.0条件下,菌株Pn2和033对100 mg·L~(-1)菲和50 mg·L~(-1)芘的降解率分别高达99.7%和98.3%,降解半衰期分别为0.34 d和0.95 d(R~20.98).与接种灭活混合菌株对比,接种混合菌株Pn2和033显著地降低了黑麦草体内菲和芘的含量和积累量(p0.05),并阻控菲和芘由黑麦草根向茎叶转移.同时,接种混合菌株Pn2和033显著地提高了黑麦草根和茎叶中POD(p0.05)活性,该酶能够促进黑麦草体内超氧自由基的清除,并保护细胞免受PAHs损伤,进而影响PAHs在黑麦草体内的代谢过程.研究结果为阐明接种混合功能菌降低植物体内PAHs污染的作用机理提供了一定的参考价值.     

Variations in traffic-related polycyclic aromatic hydrocarbons in PM2.5 in Kanazawa, Japan, after the implementation of a new vehicle emission regulation

A three-year sampling campaign was conducted at a roadside air pollution monitoring station in the urban area of Kanazawa, Japan. Due to a new emission regulation, PAHs levels decreased over the sampling campaign, exhibiting values of 706 ± 413 pg/m³ in 2017, 559 ± 384 pg/m³ in 2018, and 473 ± 234 pg/m³ in 2019. In each year, similar seasonal variations in PAHs levels were observed, with higher levels observed in winter and lower levels in summer. Among the PAHs isomer ratios, we observed that the ratio of benzo[b]fluoranthene (BbF) and benzo[k]fluoranthene (BkF), [BbF]/([BbF] + [BkF]), and the ratio of indeno[1,2,3-cd]pyrene (IDP) and benzo[ghi]perylene (BgPe), [IDP]/([BgPe] + [IDP]), showed stability over the sampling campaign and were less affected by the new emission regulation, seasonal variations, and regional characteristics. When using the combined ratio ranges of 0.66 - 0.80 ([BbF]/([BbF] + [BkF]) and 0.26-0.49 ([IDP]/([BgPe] + [IDP]), traffic emissions were clearly distinguished from other PAHs emission sources. Principal component analysis (PCA) and positive matrix factorization (PMF) were also performed to further analyse the characteristics of traffic-related PAHs. Overall, this study affirmed the effectiveness of the new emission regulation in the reduction of PAHs emissions and provided a combined range for identifying PAHs traffic emission sources.     

河蚬对太湖梅梁湾沉积物多环芳烃的生物富集

以采自清洁水体的河蚬(Corbicula flumiaea)为实验生物,利用生物富集实验测试了河蚬对太湖梅梁湾水源地沉积物巾多环芳烃的乍物富集.研究结果表明:将河蚬暴露于多环芳烃污染程度不同的太湖梅梁湾沉积物中(PAHs总含量分别为991.4-1210.9 ng·g-1(以干重汁),平均为1 101.0 ng·g-1),暴露7d后各样点中河蚬对PAHs的富集量为233.5-342.6 ng·g-1,其中2、3、4环PAHs分别占总含量的23.5%±4.9%、26.2%±4.4%和46.6%±8.5%;含量最高的4种多环芳烃依次为芘、萘、菲和荧蒽,它们所占的比例分别为29.4%±8.2%、23.5%±4.9%、14.6%±6.1%和12.5%±3.6%.河蚬对多环芳烃的生物-沉积物生物富集因子(BSAF)为0.09-0.44.低分子鼍多环芳烃的BSAF要比高分子最多环芳烃的BSAF值高,其中芘、萘、菲和荧蒽的BSAF值分别为0.09±0.04、0.24±0.04、0.44±0.23和0.19±0.09.