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.     

某炼铁厂遗留场地重金属污染空间分布特征及风险评价

以某炼铁厂遗留污染场地作为研究区域,共采集土壤样品598个、地下水样品7个,在详细调查研究区土壤和地下水重金属污染状况的基础上,运用多元统计分析结合GIS插值方法研究了该炼铁厂遗留场地土壤和地下水中重金属污染的空间分布特征,并通过污染负荷指数法和潜在生态指数法对研究区土壤重金属污染状况和潜在生态风险进行了风险评估。结果表明:研究区土壤中重金属浓度超标率依次为CdAsHgPbNi;土壤重金属污染以局部点状污染为主;受地层岩性变化的影响,土壤重金属污染羽范围随着地层深度的增加呈减小的趋势;地下水中重金属仅As浓度存在局部小范围超标现象,超标率为28.57%,主要原因可能是由于土壤中重金属在下渗过程中发生了一定的氧化还原反应,生成的产物溶解度较低,不易溶解于地下水中,加之局部地下水循环较快不利于地下水中各组分的进一步富集;研究区土壤重金属污染负荷指数P_(zone)=1.05,属轻微污染,土壤重金属潜在生态风险指数RI_(平均值)=714.16,存在极高的潜在生态风险,该炼铁厂3、4号高炉区域生产过程中遗留的重金属废渣是造成该场地土壤重金属污染和极高的潜在生态风险的主要原因。     

湖南长株潭中度污染区土壤镉概率生态风险评价

湖南长株潭地区土壤修复试点工作已经开展,但并未关注重金属镉对生态系统的威胁,尤其是继续进行作物种植的中度污染区。文章选取长株潭地区三个县的中度污染区为研究区域,结合文献调研,利用美国ECO-TOX数据库获取了共计28个本地物种两个层次的毒性数据,利用物种敏感度分布(Species sensitivity distribution,SSD)模型和联合概率曲线(Joint probability curve,JPC)方法开展中度污染区的概率生态风险评价研究。结果表明,在LC/EC/IC水平50下,A县、B县、C县的概率生态风险值依次为1.65%、3.40%、5.80%;在NOEC/LOEC水平下,A县、B县、C县的概率生态风险值依次为7.46%、12.97%、19.50%。该结果说明,长株潭地区中度污染区土壤中重金属镉对生态系统具有一定的风险作用,同时该结果为生态系统保护目标制定提供科学依据。     

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.     

天山北坡经济带土壤重金属来源及污染评价

为定量识别与评价天山北坡经济带中奇台、吉木萨尔、阜康等地区土壤重金属来源与生态风险,对该区域171个表层土壤中Zn、Cu、Cr、Pb、Hg、As和Cd7种常见重金属的含量进行测定.运用统计学方法、主成分分析、正定矩阵因子分解（PMF）与潜在生态风险指数进行重金属污染程度评价以及来源分析.结果表明,研究区土壤Zn、Cu与Cr之外,Pb、Hg、As和Cd分别超过了新疆土壤背景值4.1、2.0、8.0和48.0倍;与国家土壤重金属风险筛选值相比,Zn、Cr和Hg浓度在安全范围内,Cu与Pb有少部分样点污染较严重,超出筛选值,As与Cd平均值分别超出筛选值的3.09倍与19.17倍.污染来源分析结果显示研究区土壤中的重金属元素主要来自于燃煤源、交通运输、大气降尘、农工业排放和自然因素.生态风险评价结果分析表明,Zn、Cu、Cr和Pb处于轻微风险状态;Cd处于极高风险水平;73.68%的Hg处于中等风险,18.71%处于高风险;43.86%的As生态风险处于中等风险,51.46%处于高风险.综合潜在生态指数介于472~2575.69,Cd对综合潜在生态指数贡献率达到了89.24%,其次是As与Hg,表明研究区Cd对土壤生态环境危害很大,As与Hg也需要特别引起重视.     

天津地区土壤中萘的生态风险分析

以天津地区表土188个样点的实测萘浓度以及萘对10种代表性土壤生物的半致死浓度为基础资料,尝试用3种方式评价了该地区土壤中萘的生态风险.并进行了方法学比较.研究结果发现,暴露浓度和毒性效应概率密度函数的重叠面积与联合概率曲线一致地反映出很低的生态风险,准确计算的暴露浓度超过LC50的概率仅为1.67%.结果说明该地区土壤萘的生态风险极低,仅严重污染的局部地区可能发生最敏感生物种受害.用于进行风险评价的3种方法各有利弊.     

济源市平原区农田重金属污染特征及综合风险评估

铅锌冶炼区农田重金属污染问题受到广泛关注.本研究通过区域调查和空间分析明确济源市东部平原区农田土壤-小麦重金属污染特征,应用富集因子、潜在生态风险指数法和Monte Carlo模拟方法评估区域土壤重金属生态风险以及小麦Cd和Pb健康风险.结果表明：土壤Cd、Pb、Cu和Zn平均含量分别为1.51、97.1、29.0和79.5 mg·kg^-1,均高于河南省土壤元素背景值.其中74.2%和10.8%的样点Cd、Pb含量分别超过农田土壤风险筛选值,61.3%和40.9%的样点小麦Cd、Pb含量分别超过国家食品安全限量标准.富集因子研究结果表明土壤Cd污染程度最高.高风险区主要分布在西南部、西北部和中东部以铅锌冶炼为主的工业区.健康风险评估结果显示研究区小麦Cd非致癌风险和致癌风险高于国际推荐安全值的概率分别高达27.5%和100%.济源市小麦田Cd、Pb累积显著,需引起当地有关部门足够关注.空间分析与风险评价结果相结合,可以有效辨识高风险区域,进而为研究区污染防治和管控提供理论依据.     

中国典型抗生素在环境介质中的污染特征与生态风险评价

通过收集国内各地区水体、沉积物和土壤中抗生素的最新污染数据,试图从全国尺度范围进行分析,以反映我国环境中抗生素的污染状况,并利用风险商值（RQs）评估抗生素的生态风险.结果表明,我国各地水体、沉积物和土壤均受到不同程度的抗生素污染,南方地区水体污染较为严重,而西部地区则较轻.生态风险评价结果表明,我国水体中红霉素、罗红霉素、四环素、金霉素、磺胺甲唑和诺氟沙星是高风险污染物,占比为20.9%,主要分布在山东、湖北、浙江、四川、广东、海南、江苏和江西等地;江河沉积物中,诺氟沙星是高风险污染物,占比为11.1%,主要分布在黄河、海河、辽河和珠江等地;养殖场沉积物中,四环素、土霉素、金霉素和诺氟沙星是高风险污染物,占比高达72.5%;土壤中,四环素和金霉素是高风险污染物,占比为28.6%,主要分布在辽宁、四川、天津和山东等地,以上高风险区域应引起相关部门的重视.研究结果可为我国抗生素的污染防治提供科学依据和数据支撑.     

贵州罗甸北部喀斯特地区耕地土壤镉含量特征与风险评价

贵州碳酸盐岩区镉(Cd)呈较高地球化学背景分布.为了解喀斯特地区耕地土壤Cd的含量特征,特选取小尺度区域——罗甸北部喀斯特地区土壤作为研究对象,以非喀斯特地区土壤作为对照组,运用地统计分析和GIS相结合的方法研究土壤Cd含量的空间分布特征,并采用潜在生态风险指数法和健康风险评价法对土壤Cd污染的潜在生态风险程度以及对成人和儿童的健康风险进行评价.结果表明,喀斯特区土壤Cd含量显著高于非喀斯特区(P 0. 05),其中耕地土壤Cd几何平均值分别为1. 33 mg·kg-1和0. 27 mg·kg-1,林地土壤Cd几何平均值分别为1. 57 mg·kg-1和0. 22 mg·kg-1.以GB 15618-2018中Cd的风险筛选值和风险管控值为限定值,喀斯特区耕地土壤Cd样点超标率分别为90%和22%,非喀斯特区耕地土壤Cd样点超标率分别为30%和12%,表现出不同程度的Cd富集.从空间分布来看,耕地土壤Cd含量中值风险区和高值风险区主要分布在喀斯特地区,分别呈现中-强程度的潜在生态风险和极强潜在生态风险;低值风险区分布在交砚乡等部分非喀斯特地区,呈低潜在生态风险;健康风险评价表明耕地土壤Cd虽尚未对人体产生非致癌健康风险和致癌健康风险,但喀斯特区成人和儿童3种暴露途径的非致癌风险值和致癌风险值均高于非喀斯特区.综上,贵州罗甸北部喀斯特地区耕地土壤Cd污染风险问题突出,应进一步加强土壤-植物-人体体系Cd风险评估研究,并针对不同耕地土壤Cd污染风险区采取合理的方案措施加以防控和治理.     

钼矿区污灌菜地土壤重金属污染的生态风险预警评价

通过对钼矿区地下水进行重金属含量分析,发现地下水已受重金属污染。该受污染地下水为矿区菜地唯一灌溉用水。本文研究钼矿区污灌菜地土壤的重金属污染现状及生态风险。选取矿区、尾矿区、选矿区周边菜地的土壤样本60个,用HNO3-HF-HClO4处理后,采用等离子体发射光谱仪（ICP-AKS）测定土壤样品中Pb、As、Hg、Cr、Cd、Zn、Cu、Ni的全量,采用生态风险指数进行生态风险预警评价。结果表明：矿区、尾矿区、选矿区周边受污染菜地尾矿区农田土壤的生态风险指数（IER）分别为59．42、80．60、154．83,其预警类型均为重警;污染程度为矿区菜地〈尾矿区菜地〈选矿区菜地。     

利用umu/SOS实验评价污灌土壤的遗传毒性

利用umu/SOS显色实验评价北京市郊污水灌溉土壤中遗传毒性物质的积累,得到表征样品遗传毒性大小的β-半乳糖苷酶诱导活性(IU值).以达到阳性时诱导比率R=2(试验管IU值/对照管IU值)需要的土壤重量来反映土壤样品的相对遗传毒性.R值起初随着96孔板每孔土壤样品量的增大而增大,但在达到某一定值后呈现稳定,此时各土壤样品投加量均为每孔约含10mg土壤.用剂量效应曲线中线性段的斜率作为标准,判断出遗传毒性物质为性质相同的一类污染物,根据相关资料推测主要是由于多环芳烃类污染物积累.     

太湖梅梁湾水体和沉积物中有机污染物的遗传毒性

采用SOS/umu方法测试了太湖梅梁湾表层水和沉积物有机提取物的直接和间接遗传毒性,并与同期进行的化学分析数据进行了相关分析.结果表明,当暴露体积为40mL水样/孔时,绝大多数样点没有检出遗传毒性;而各样点的沉积物有机提取物表现出间接遗传毒性和显著剂量-效应关系.化学分析结果表明,梅梁湾沉积物中多环芳烃含量与间接遗传毒性之间存在相关性.因此,推测沉积物中存在间接致突变物质的积累,而多环芳烃可能是导致梅梁湾沉积物遗传毒性的主要风险因子之一.     

天津表土PAHs区域环境风险评价研究

在参照国外相关标准基础上,应用指示克立格方法对天津地区表层土壤PAHs进行区域环境风险评价,并对评价结果进行比分析.结果表明,按照美国风险评价标准,只有组分Bap的含量超标,风险区域仅为8.12%和2.34%;按照荷兰风险评价标准,除了Ant和Baa的风险区域所占天津地区总面积的比重比较小之外(分别为5.26%和68.42%),其余所占比重都非常大,全部超过90%以上;按照加拿大风险评价标准,除了Nap的风险区域所占比重比较大(为97.89%)、Phe和Pyr所占比重中等(分别为56.84%和47.65%)之外,其余参与风险评价组分的风险区域所占比重都比较小,全部都在5%以下;按照丹麦(西兰岛)风险评价标准,只有组分Nap超标,且风险区域仅为9.26%.通过不同国家评价标准结果的比较,能充分了解天津地区目前土壤PAHs风险特征,对于制定符合天津地区特征以及符合中国特征的土壤PAHs风险评价标准具有重要的意义.     

Comparative toxicity study of a novel non-ionic surfactant, vanillin ethoxylates, and nonylphenol ethoxylates in Chinese hamster ovary cells in vitro

Surfactants such as alkylphenol polyethoxylates (APEOs) and nonylphenol ethoxylates (NPEOs) are commonly used worldwide, but the majority of these compounds, together with their metabolites, have been reported to induce severe biological toxicity. Here, we evaluated for the first time the cytotoxicity, genotoxicity and mitochondrial damage in Chinese hamster ovary (CHO-K1) cells caused by a novel non-ionic surfactant, vanillin ethoxylates (VAEOs), an alternative to APEOs. In parallel, the same in vitro bioassays were conducted on NPEOs along with their metabolic byproducts 4-nonylphenol (4-NP) and vanillin. The results showed that the cytotoxic potency order was NPEOs?>?4-NP?>?VAEOs > vanillin using CCK-8 assays. Also, 4-NP showed potential direct DNA damage in SOS/umu tests, whereas NPEOs, VAEOs and vanillin showed no positive result with and without S9 addition. In addition, none of the test compounds showed obvious genotoxic effects with low olive tail moment value using comet assays. However, all test compounds were shown to cause mitochondrial impairment by increasing mitochondrial mass and decreasing mitochondrial membrane potential in a concentration-dependent manner. And further analysis of reactive oxygen species (ROS) and mitochondrial superoxide (MNSOD) measurement showed that mitochondrial impairment was induced by oxidative stress with intracellular ROS and MNSOD overproduction. It's worth noting that VAEOs and vanillin cause relative lower cytotoxic, genotoxic and mitochondrial damage effects than NPEOs and 4-NP, indicating that VAEOs have the potential to substitute NPEOs as suitable surfactants. Take together, this study elucidates the toxicity profiles of VAEOs and NPEOs relatively comprehensively, and further toxicity analyses are suggested in the population, community and ecosystem.     

太湖周边典型区域水体污染的遗传毒性研究

 应用SOS/umu法对太湖周边12个典型区域水体的遗传毒性进行研究,结果表明:各采样点水样的遗传毒性诱导率IR与提取物的水样体积呈较明显的剂量-效应关系,其中,T1、T2、T3、T7、T8、T9、T10水样提取物有遗传毒性效应;各区域水体遗传毒性随水情期大小排序为:汛前期>汛期,对于污染源较稳定的区域,水体遗传毒性在各水期变化较小.     

碱渣堆场废弃地的生态恢复与景观重建途径探索

利用天津市塘沽区三号路碱渣堆场废弃地改造和生态恢复为紫云公园的生态恢复工程实践,对科学治理碱渣堆场废弃地的生态恢复进行了研究. 采用生态恢复工程的方法,针对碱渣复杂的化学成分和特殊的物理性质,通过制造碱渣工程土填垫低洼地,在堆造山体过程中采取工程措施确保山体的稳定,采取覆盖一定厚度外源种植土的方式以适合植物生长,最后种植以乡土先锋植物为主的人工植被,对天津塘沽碱渣堆场废弃地进行了生态恢复. 实现了治理碱渣堆场的目标,并解决了易软化碱渣土堆造山体的工程难题.      

天津地区土壤多环芳烃的克里格插值与污染评价

应用克里格法研究了天津地区表层土壤中多环芳烃的含量水平及其空间分布规律.在此基础上,参照国外环境标准,对区域表层土壤中10种多环芳烃的污染现状进行了评价.结果显示,区域土壤已经受到一定程度的多环芳烃污染.萘超标倍数最大,强致癌物苯并(a)芘的超标情况也较为严重,需引起进一步的关注.西青区和市区是土壤多环芳烃含量超标最严重的区域.     

二氧化氯消毒前后污水毒性的变化及消毒条件的影响

采用发光细菌试验和umu试验,分别考察了二氧化氯投加量和反应时间对污水二氧化氯消毒后急性毒性和遗传毒性变化的影响.结果表明,随着二氧化氯消毒剂投加量的增加,消毒后水样的急性毒性不断增大,但遗传毒性逐渐减小后趋于稳定.随着反应时间的延长,二氧化氯的消耗量不断增大,消毒后水样的急性毒性先增大后减小,遗传毒性逐渐减小后趋于稳定.由于消毒条件对污水急性毒性和遗传毒性有着不同的影响,说明污水中产生急性毒性和产生遗传毒性的物质不同,对于某一种污水,通过控制消毒条件可以使消毒后污水的急性毒性和遗传毒性都较低.     

天津汉沽海域表层沉积物中P的赋存特征分析

利用连续分级提取方法,对天津汉沽海域表层沉积物中P的含量水平、赋存形态、及其生物有效性进行了分析。结果表明:表层沉积物中TP的含量在525.68×10-6～688.39×10-6之间,平均含量约为618.18×10-6,其中86.98%以IP的形式存在;而在IP中,FA-P是其主要的赋存形态,平均约占TP的59.54%;IP含量范围为48.52×10-6～146.72×10-6,平均约占TP的13.02%。P的生物有效性分析结果显示,潜在的生物有效P主要包括Ads-P、Fe-P和OP等3种赋存形态,而天津汉沽海域表层沉积物中潜在的生物有效P含量约为465.87×10-6～609.79×10-6,平均约占沉积物TP的89.14%,表明研究区域内沉积物具有很强的释P潜力。     

UV/TiO2光催化过程对二级处理出水多重生物效应的削减特性研究

为了考察复杂体系的二级处理出水在UV光解及UV/TiO_2光催化反应过程中生物效应的变化,本文探究了反应前后发光细菌的荧光抑制毒性、SOS/umu遗传毒性、小球藻光合抑制效应3种生物效应的变化,并分析了物化指标的变化与生物效应之间的关系.结果表明,UV光降解过程并不能高效削减二级处理出水的荧光抑制毒性,但可以高效削减遗传毒性和光合抑制效应,其削减率分别达到61%和81%;在低辐照强度下,UV/TiO_2光催化过程对3种生物效应的削减率分别为38%、84%和80%.增大辐照强度后,3种生物效应的削减率进一步提高,尤其是荧光抑制毒性,其削减率可提高至62%.在UV光降解条件下,二级处理出水的遗传毒性、光合抑制效应与荧光强度、UV_(254)之间存在很好的线性关系;在UV/TiO_2光催化条件下,二级处理出水的3种生物效应都与荧光强度、UV_(254)之间具有很好的线性关系.这为二级处理出水生物效应的控制及生态安全的保障提供了一定的依据.