场地复合污染的生态效应与风险评估研究进展和展望

我国已初步形成基于人体健康风险的污染场地土壤风险评估制度和技术标准体系,但基于保护生态受体的土壤污染风险评估技术方法和标准体系尚未构建. 本文从我国重点行业场地土壤复合污染现状出发,综述了典型行业场地土壤特征污染物复合情形下的生态效应,分析了产生不同联合效应的机理. 对目前常用的生态风险评估方法进行了分类阐述,并评述了复合污染生态效应和风险表征的研究进展,以期为我国构建全面系统的土壤污染风险管控体系提供支撑. 我国冶炼、焦化等重点行业场地通常呈现重金属-重金属复合、重金属-多环芳烃复合等污染特征,当这类污染物共存时,可通过影响彼此的生物吸收转运、降解转化、生物毒性等,产生协同、加和、拮抗等联合效应. 目前常用的生态风险评估方法包括指数法、商值法、概率法等,指数法基于污染源、暴露途径和生物受体的不同指标构建综合评估指数量化污染物的相对风险,商值法基于污染物暴露量和毒性参考值等量化污染物的绝对风险,概率法通过污染物和毒性数据的概率密度函数和累积分布概率函数等获得考虑污染分布和毒性效应变异性的绝对风险,复合污染情形下,可通过浓度加和、效应加和以及二者相结合的多层次方法进行综合表征. 本文针对目前生态风险评估方法体系构建存在的重点难点问题,建议从合理构建多维度多要素综合风险指数、分区分类构建本土化生物有效性和毒性参数、基于复合污染毒性效应机理科学构建概率风险表征方法等方面开展深入研究,推动生态风险评估规范化和精准化.      

毒代-毒效动力学模型及其在金属水生态风险评估中的应用研究进展

金属污染呈现出复合性、空间时间可变性、受环境因素等影响的特点。目前金属的水质基准及生态风险评价仍是以室内简化暴露条件(单一金属恒定浓度短期暴露)下的毒性数据为基础,忽视了实际环境中复杂的暴露特征,从而增加了重金属毒性预测与风险评估的不确定性。污染物的环境效应模型是环境基准和风险评估的基础和核心技术,目前常用的浓度(剂量)-效应模型是基于静态的统计关系所建立的,无法揭示污染物的效应过程,也不能有效进行复杂暴露条件下的生态效应评估。概述了近年来在环境与生态毒理学领域逐渐被广泛关注的毒代-毒效动力学(toxicokinetics-toxicodynamics,TK-TD)模型的基本概念及构建理论与方法,介绍了TK-TD模型在水环境重金属毒性预测及风险评估方面的应用研究进展,并对TK-TD模型的发展趋势进行了展望。     

铜与毒死蜱复合污染对淡水绿藻的毒性效应

重金属及农药残留在水环境中被频繁检测出,其复合污染对环境生物的联合毒性有别于单因子的生物效应.以淡水绿藻为受试生物,比较分析了有机磷农药毒死蜱（Chlorpyrifos）和重金属铜的单一及复合暴露对蛋白核小球藻急性毒性、细胞通透性及抗氧化应激的影响.铜、毒死蜱72小时单一暴露对小球藻的EC₅₀分别为0.68和12.71μmol/L,藻细胞叶绿素含量随污染物浓度的增大而降低,细胞通透性随污染物浓度的增大而增强,藻细胞活性氧和抗氧化酶被显著诱导.利用相加指数法（Additive Index,AI）确定铜、毒死蜱联合暴露对小球藻急性毒性的联合作用类型为拮抗作用,这与小球藻ROS产生量及抗氧化酶等指标的显著性水平分析结果一致.     

聚乳酸微塑料及其复合污染的生物毒性效应与机制研究进展

综述了聚乳酸(PLA)微塑料单一暴露以及与其他污染物复合暴露的毒性效应,并探讨了PLA微塑料对生物的毒性作用机制.PLA微塑料的摄入会影响生物体的摄食、生长、存活、繁殖和运动行为;PLA微塑料与有机物和重金属复合污染对生物体存在一定的潜在风险;PLA微塑料主要通过机械损伤、氧化应激、神经损伤及免疫损伤对生物体造成损害.未来仍需对老化或降解的PLA微塑料的毒性效应、对陆地生物的复合暴露毒性效应与机制及其对全球生态系统和生物地球化学循环的影响等方面开展探索和研究,以期为今后PLA微塑料的环境生态风险评估提供思路.     

雌二醇、壬基酚和三丁基锡对草金鱼血浆卵黄蛋白原含量的联合效应

雌二醇(17β-estradiol,E2)是生物合成的天然雌激素,壬基酚(nonylphenol,NP)和三丁基锡(tributyltin,TBT)则是人工合成的环境拟雌激素和环境抗雌激素,这3种污染物在自然水体中均广泛分布,给多种水生生物的健康造成威胁,然而其共同存在下的联合效应尚不明确.本文以草金鱼(Carassius auratus)为受试生物,以鱼体血浆中卵黄蛋白原浓度为观测指标,研究雌二醇和壬基酚的雌激素活性及三丁基锡的抗雌激素活性.在单独暴露实验的基础上,研究3种污染物两两联合及三者联合条件下对雄性草金鱼卵黄蛋白原的联合诱导效应.结果表明,雌二醇和壬基酚均能显著诱导雄性草金鱼合成卵黄蛋白原,三丁基锡对雄性和雌性草金鱼卵黄蛋白原含量均无显著影响.雌二醇和壬基酚共暴露时,壬基酚能促进雌二醇的雌激素效应;雌二醇与三丁基锡共暴露时,后者可抑制雌二醇的雌激素效应;3种污染物共同暴露时,三丁基锡也表现为抗雌激素效应.但壬基酚与三丁基锡共暴露时,后者未能抑制壬基酚的雌激素效应.上述结果表明天然雌激素、拟雌激素和抗雌激素之间存在复杂的联合效应,拟雌激素和抗雌激素的毒性效应并非简单地相互抵消,因此在生态风险评价时需全面评估不同类型环境雌激素之间的复合效应.     

水环境中抗病毒药物的存在、行为与风险

当前,甲型流感病毒与新冠病毒感染流行,抗病毒药物（ATVs）被大量使用,并通过各种污染途径不断排放到水环境中,已成为一类新污染物. ATVs能长期存在于水环境中,并表现出“假持久性”,使易感生物或病毒产生耐药性,对水生生物和人类产生不可忽视的潜在威胁. ATVs在废水和天然水环境中的浓度水平、环境行为以及生态毒理效应备受关注,在梳理文献的基础上,发现在水环境中ATVs的分析方法、迁移转化和风险评估研究方面取得了突破.通过收集全球不同区域水体中ATVs的数据,对其污染途径、分析方法、环境存在、行为与风险进行了总结,介绍了水中ATVs常用的前处理和仪器分析方法,重点探讨了其在地表水环境中的污染现状、分布特征与迁移转化行为,评述了其对环境水域生态和人类健康的潜在风险,最后对其监测研究、风险识别和污染防治进行了展望.     

风险污染物短期高剂量暴露下的生态风险评估方法

水污染事故的短期高剂量暴露造成的急性生态危害及水生生物安全问题成为人们研究的重点,但我国以往的水污染事故,多采用地表水环境质量标准和生活饮用水卫生标准来判断水体是否安全,缺乏对水生生物保护的安全效应阈值或风险值.国外在水生生物保护方面,虽然限定了一些风险污染物对水生生物的安全效应阈值或称为无效应阈值或风险值,但其无效应阈值的计算是基于长期暴露下的慢性毒性值,其生态风险值也是基于长期暴露下的风险,缺少对水污染事件短期高剂量暴露下化学品的阈值限定及风险评估.本研究结合常规生态风险评价的理念及美国EPA短期暴露情况下保护水生生物基准值的制定方法,探讨了水污染事件的短期高剂量暴露情况下风险污染物的生态风险评价及生态效应阈值的计算方法,并进行了实例应用,同时对建立我国水污染事故生态风险评估方法体系提出了建议.     

虹鳟鱼鳃及肝脏多种CYP1基因表达模式作为生物标志物监测海河水污染状况

以虹鳟鱼为受试生物,以鳃与肝脏多种CYP1基因为生物标志物,在天津境内开展了野外监测实验,分析多种CYP1转录物的表达量变化及它们在不同监测位点的表达模式.实验通过鱼类吊网在特定水域进行野外监测.结果表明,葛沽与海河入海口的6种CYP1基因表达模式很相近,但表达量不同,表明两地的污染成分相近似但水中污染物负荷不同.除了在马厂减河外,CYP1C1/C3在葛沽与入海口受到明显诱导作用,表明马厂减河中存在的污染物种类不同于其它监测位点.因此,利用虹鳟鱼鳃与肝脏中多种CYP1基因表达模式作为生物标志物监测污染物有着很好的前景,不仅可以作为研究环境污染物对水环境和鱼类健康影响的重要手段,还可以为进一步解释化学混合物成分与多种生物反应之间关系提供理论基础.     

流域水质目标管理技术研究(Ⅱ)——水环境基准、标准与总量控制

水环境质量基准与标准是有效实施环境水质目标的主要基础和管理依据. 明确了水环境质量基准与标准的基本概念,系统地介绍了国外水环境质量基准与标准的研究、使用现状以及我国流域水环境污染和环境标准建立的特征,阐述了水环境质量基准与标准在环境毒理学评估、污染物风险识别、水生态污染效应、沉积物质量控制研究等方面的应用与发展趋势. 结合我国水环境质量基准与标准研究的实际,提出了建立我国在新型污染物和复合污染水质基准两方面的研究内容,并对我国水质基准支持条件下的水生态安全以及污染物总量控制研究做进一步探讨.       

流域水生态风险评价及管理对策

流域水生态风险评价是流域水环境管理急需解决的难题和研究热点,与传统风险管理的主要不同点在于流域的异质性和复合污染问题.依靠单一污染物研究不足以提供全面风险信息,无法适应我国流域水环境改善和生态恢复的管理需求.本文通过对复合污染的联合毒性效应及其研究方法的分析,综述和比较了生态风险评价方法的实用性和不足,探讨适合于建立流域不同生态单元质量和复合污染效应间关系的方法,发展和构建反映流域时空尺度变化规律的生态风险评价模型.并就流域水生态毒理机理、水环境的生态响应时空异质性变化规律和流域多目标优化管理提出研究展望及管理对策.     

骆马湖表层水体中32种PPCPs类物质的污染水平、分布特征及风险评估

为评价骆马湖水体中药品和个人护理品(PPCPs)的污染水平、空间分布特征及生态风险,利用高效液相色谱-串联质谱测定了骆马湖水体中22个采样点的32种PPCPs.结果表明,骆马湖表层水体中共检出了23种PPCPs,总浓度范围为892~1 536 ng·L~(-1),其中浓度最高的为诺氟沙星(256~707 ng·L~(-1)),其次是酮洛芬(85~438 ng·L~(-1))、安赛蜜(101~290 ng·L~(-1))及萘普生(1.9~112 ng·L~(-1)).不同采样位点的PPCPs浓度存在一定的空间差异,呈现湖东北部地区较高,西南部地区较低的趋势.房亭河入湖口处PPCPs浓度较高,嶂山闸出湖口处浓度较低.对13种药物类PPCPs生态风险评价结果表明,诺氟沙星RQs为0.26~0.72,对于骆马湖水生生态系统表现为中风险,吉非罗齐在大部分采样点RQs0.01,表现为低风险,其余的化合物RQs0.01未表现出生态环境风险.采用简单叠加模型计算PPCPs的联合毒性风险熵范围为0.29~0.75,整体上看,骆马湖PPCPs对于水生生物表现出中风险.对6种PPCPs的人体健康风险结果表明,RQs均小于1,表明骆马湖PPCPs对人体健康无直接风险.     

环境污染责任保险风险评价指标体系的构建

该研究依据相关理论研究和风险形成机理,识别环境污染责任保险风险特征,采用专家打分法和因子分析法,建立了我国环境污染责任保险风险评价指标体系。结果表明,环境风险源、环境污染途径、环境风险暴露和环境风险表征等一级指标权重的接近,彰显了整个过程环境管理的重要性。环境污染途径的切断对降低环境风险最为重要,且常规管理和应急预案对环境风险的控制具有同效性。由于环境污染责任保险的目标是将工业污染所产生的环境成本内部化,因此强调在环境风险评价系统中引入生态和累积损害。中国的环境管理虽然从污染源控制转向环境质量改善,但应进一步以人类健康和生态完整为导向。     

兰州市黄河风情线地表积尘及周边绿地土壤重金属污染特征及风险评价

为研究城市滨河公园景区地表积尘和周边绿地土壤重金属污染状况及潜在生态风险和健康风险,选择兰州市黄河风情线沿线的游园、广场和主题公园为研究区,分别采集了27个地表积尘和26个周边绿地表土样品.采用地累积指数(I_geo)、单因子污染指数(P_i)、内梅罗综合污染指数(P_N)和改进的潜在生态风险指数(RI)评估Cr、 Ni、 Cu、 Zn、 As、 Cd、 Hg和Pb这8种重金属污染特征和潜在生态风险程度,并利用暴露风险模型进行健康风险评价.结果表明,研究区地表积尘和周边绿地土壤As含量的平均值略低于甘肃省土壤元素背景值,但地表积尘的其余元素均高于甘肃省和兰州市元素背景值,而周边绿地除Cr和Ni元素略低于甘肃省和兰州市的背景值之外,其余Cu、 Zn、 Cd、 Hg和Pb含量的平均值却高于两者的背景值.地累积指数和单因子污染指数显示,研究区地表积尘受到Cr、 Cu、 Zn、 Cd、 Hg和Pb的污染,沿途绿地土壤存在不同程度的Cu、 Zn、 Cd、 Hg和Pb的污染.内梅罗综合污染指数表明,研究区地表积尘和周边绿地土壤的综合污染程...     

典型山核桃产区土壤重金属空间异质性及其风险评价

山核桃(Carya cathayensis)是我国特有的高档干果和木本油料植物,目前关于山核桃林地土壤重金属污染研究鲜有报道.本研究以典型山核桃产区临安为研究区,系统采集了188个山核桃土壤样品,采用地统计学以及Moran's I等空间分析方法研究土壤重金属的空间异质性,并对山核桃林土壤重金属潜在生态风险进行评价.结果表明,重金属Cd、Cu、Zn、Pb、Ni、Cr平均含量分别为0.37、40.76、87.61、30.10、28.33、56.57 mg·kg-1,其中Cd、Cu平均值分别是背景值的1.33和2.87倍.单因子污染指数、内梅罗污染指数及潜在生态风险评价结果显示研究区土壤重金属均有样点超过土壤背景值,且Cd、Cu、Zn、Pb、Ni有部分样点超过土壤环境质量二级标准,表明研究区土壤已具有Cd、Cu、Zn、Pb、Ni、Cr不同程度的累积特征,局部土壤已受到Cd、Cu、Zn、Pb、Ni的污染,其中Cd最为严重,达到了强生态危害程度,Cu次之,总体上重金属呈中等生态危害程度.基于半方差函数分析得出,Cd、Cu、Pb、Ni、Cr具有强烈的空间自相关,而Zn属于中等空间相关性.Moran's I指数以及克里格插值结果揭示重金属Cd、Cu、Zn、Pb、Ni、Cr均存在明显的空间分布格局和局部空间聚集现象,高值主要集中在太阳、岛石、清凉峰、河桥以及湍口几个乡镇,且以重金属Cd、Cu污染风险概率较高.土壤Cd、Cu、Zn、Ni、Cr高值分布主要与矿区开采有关,而Pb与钾肥的施用密切相关.可见,研究区重金属空间分布特征受人为活动影响明显.     

海绵城市生物滞留带重金属污染特征及风险评价

生物滞留带作为海绵城市重要的净水和渗水措施,在全国海绵城市建设中得到了广泛的应用.为了探明生物滞留带重金属累积、污染和可能存在的环境风险,以全国首批海绵城市建设示范区重庆市悦来新城生物滞留带为研究对象,探讨其重金属含量与空间分布特征,利用污染系数、地质累积指数和潜在生态风险指数进行污染水平和生态环境风险评价.结果表明,悦来新城生物滞留带中除Mn外,Cu、Zn、Pb、Ni和Cd的含量平均值均超出重庆市土壤背景值的4.14、1.77、4.98、1.23和6.51倍.空间分布上,不同功能区域道路旁的生物滞留带重金属含量呈现出较大差异性,工业区道路生物滞留带中Cu、Zn、Mn、Pb、Ni和Cd的含量均显著高于其他区域生物滞留带中的同种类重金属含量（P<0.05）.污染系数和地质累积指数显示重金属的污染水平排序为：Mn相似文献   

生物活性物质改善水环境中重金属对生物的不利影响及其机制

重金属具有高毒性和不可降解等特点,对水生生物的生长、繁殖等产生危害,进而影响水生态系统的平衡.最近研究表明,自然环境中存在多种生物活性物质,或通过人工添加的方式改善重金属对生物的不利影响.这些研究对认识水环境中的自然净化、生态修复与水生态健康评估具有重要价值,但目前对生物活性物质改善作用的总结和深入机理研究还较少.因此,本文调查并总结了多种生物活性物质对水生生物重金属胁迫的改善作用,研究其可能的改善机制.对水生植物而言,生物活性物质主要通过调节植物抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环、叶黄素循环以及维持植物光合色素平衡来改善重金属毒性;对于水生动物,生物活性物质主要通过缓解氧化应激、螯合重金属离子和维持肠道健康来减轻重金属毒性.因此,本文能为预防和改善水环境中重金属对生物的不利影响提供支持,并为进一步研究重金属的自然修复技术、污染控制及水质改善等方面提供科学依据,对水产养殖中生物的日常管理、生态系统的风险评估具有重要的指导价值.     

海洋微塑料污染状况及其应对措施建议

海洋塑料垃圾污染是人类面临的最为急迫的全球海洋环境问题之一,已引起各国政府、公众、科学界、媒体及非政府组织等的广泛关注,并成为当前海洋生态与环境研究的热点问题之一,亟待应对和解决.从水体、沉积物及生物体内海洋塑料垃圾及微塑料污染特征、来源及归趋角度,阐述了海洋微塑料垃圾的分布特征、潜在生态风险和应对措施,以及国内外应对海洋塑料及微塑料污染所采取的管控措施,介绍了各国政府和非政府组织所提出的法律法规和公约倡议.鉴于当前鲜见典型区域塑料污染管控和生态风险评估体系研究,从科学研究和管理控制两个方面,进一步指出现阶段在海洋塑料垃圾及微塑料研究和管控方面存在的诸多问题,如方法学（采集、预处理和分析）的差异性,来源、输运与归趋尚不明确,生态风险评估体系未建立及相关管控的法律法规待健全等.在此基础上对我国海洋塑料和微塑料研究提出建议:①深入研究与国际接轨的标准化塑料及微塑料研究方法学（样本采集、预处理和分析）问题、准确估算入海通量、环境归趋及环境浓度下潜在的生态风险等;②支持开展海洋塑料垃圾和微塑料研究专题的大洋航次（太平洋和印度洋等）,系统地开展河流系统-深海海盆-极地等的海洋微塑料综合研究;③研发水环境中塑料和微塑料垃圾的拦截和处理技术,制定和强化塑料及微塑料管控的法律法规和政策措施;④建立完善的海洋塑料垃圾污染公共环境意识教育体系,以唤起公众对海洋污染的关注.