“两控区”城市降水、降尘中重金属元素分布特征及其相关性——以都匀市为例

为了解"两控区"降水、降尘中重金属元素的污染现状及其在大气作用过程中的相互影响,于2015年3月—2016年2月,对"两控区"贵州都匀市降水、降尘样品分别进行逐次和逐月采集,利用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对样品中重金属元素(Zn、Mn、As、Cu、Ni、V、Cr、Cd等)进行测定,分析样品中重金属元素的季节分布特征,并对同一种元素在降水和降尘中的相关性进行探讨。研究结果表明:降水中重金属元素的质量浓度范围为0.08~13.80μg·L-1,其中Zn质量浓度最高,其次依次为Mn、As、Cu、Ni、V、Cr、Cd;与《地表水环境质量标准》中Ⅰ类水体标准相比,降水中的重金属元素均未超标;降尘中Cu、As、Cd、Zn较富集,分别为土壤背景值的381.0、2.6、2.7、1.2倍。从季节变化看,降水中多数重金属元素表现为夏季最低,春季最高,降尘中重金属元素的季节变化不明显。降水、降尘中Zn、Mn、As、Cu、Ni、V、Cr、Cd等的沉降量随季节变化具有相似规律性,相关系数分别为0.70、0.66、0.97、0.78、0.53、0.43、0.94、0.67,主要与降雨强度、元素的赋存形态及其在气溶胶中的粒径分布有关。     

某典型废弃硫酸场地土壤重金属污染特征与评价

硫酸生产场地可能存在严重的土壤重金属污染,调查并分析硫酸场地土壤重金属污染及迁移规律是其安全利用的基础.本研究以某废弃硫酸场地为例,采集0-3 m深度范围的土壤样品,测定其中的Pb、Cd、Cu、Ni、As、Hg含量,分析重金属的空间分布特征、来源及迁移行为,并对其进行内梅罗综合污染指数和潜在生态风险指数评价.结果 表明...     

上海宝山区农业用地土壤重金属空间分异规律及分布特征研究

利用地理信息系统(GIS)和地统计分析方法对宝山区农业用地土壤重金属(As,Cd,Cr,Hg,Pb)空间分异规律和分布特征进行研究.结果表明,区内农业用地土壤中5种重金属均表现为中等空间变异性;在全局趋势上,Cd为一次全局趋势,其余重金属元素都表现为二次趋势;5种元素在空间上均存在明显的方向效应;Cr,Hg和Pb具有强烈的空间相关性,As和Cd具有中等强度的空间相关性;5种重金属的空间变程由大到小分别为Hg,Pb,Cr,As和Cd.土壤重金属As,Cd,Cr,Hg和Pb平均含量分别为7.31mg.kg-1、0.24 mg.kg-1、107.89 mg.kg-1、0.15 mg.kg-1和38.54 mg.kg-1,分别是上海土壤背景值的0.80,1.81,1.44,1.43和1.51倍.宝山区南部农业用地土壤重金属污染程度普遍高于北部.从宝山区各镇农业用地土壤重金属污染看,Cr和Pb普遍污染严重,而基本不存在As污染.同期降尘污染调查表明,降尘重金属是本区土壤重金属污染的最重要来源.     

宿州市煤矿区农田土壤重金属含量特征

通过野外采样及室内分析测试,对宿州市煤矿区周边农田表层土壤及其典型剖面中的Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Hg、As 7种重金属污染特征及其在剖面上的垂向迁移规律进行了研究.结果表明,煤矿区周边500 m内农田表层土壤除Cu、Zn、Pb外,Cr、Cd、Hg、As均超出国家土壤环境质量标准（I级）,其中As、Cd轻度污染,...     

天津市郊农田土壤重金属积累特征及评价

以天津市郊农田土壤为研究对象,采集东丽、西青、津南和北辰4区水浇地、旱地和园地3种土地利用类型的327个土壤表层(0～20 cm)样品,分析测定土壤中As、Pb、Cd、Cr和Ni 5种重金属含量。结果表明,天津市郊农田土壤重金属As、Pb、Cd、Cr和Ni平均含量依次为10.01、33.71、0.32、56.95和33.50 mg·kg~(-1),除Cr含量外其他重金属元素含量均高于天津市土壤环境背景值,呈现一定的积累特征。以GB 15618—2018《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》为评价标准,As、Pb、Cd、Cr和Ni 5种重金属元素中仅Pb、Cd和As超标,超标率分别为3.06%、14.07%和0.31%,表明天津市郊一些农田土壤存在Cd污染,个别农田土壤存在Pb和As污染,其余重金属元素对农田土壤造成污染的风险很低。采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对农田土壤重金属污染程度进行评价,结果表明,天津市郊土壤Cd污染处于警戒限水平,按区域划分,Cd在东丽区存在一定污染,按不同土地利用类型划分,Cd在园地存在一定污染,其余重金属元素均处于安全水平。总体而言,天津市郊农田土壤除了存在一定程度的Cd污染外,其他各重金属污染风险较低。     

济南城市主干道降尘重金属污染特征及生态风险评价

降尘载带的重金属污染已成为国内外城市环境问题研究的热点,目前较多成果集中在对城市尺度的降尘污染研究方面,为实现降尘污染的精准控制和保护人体健康,了解城市降尘污染的重灾区、典型区域和关键污染因子是十分必要的。以济南市东西主干道经十路沿线为研究区域,采集了道路两侧5个点位的降尘,测算得到降尘通量,并采用ICP-MS和原子荧光分光光度计测定了降尘中9种重金属(Zn、Mn、Cr、Pb、Cu、Ni、Hg、Cd和As)元素含量,了解济南市区主干道降尘中重金属的活性组分,探究降尘重金属对环境及生物体的危害。结果表明,经十路两侧降尘中降尘通量在山东建筑大学点位最高,为10.18 t·km~(-2)·30 d~(-1),高于京津冀地区的降尘量标准(9 t·km~(-2)·30 d~(-1)),其余4个点位均低于降尘量标准;而9种重金属元素中各点位Cd均为未检出,其余8种重金属元素总质量分数在泉城广场点位最高,达到1.64 mg·g~(-1),在山东商业职业学院点位最低,仅为1.09 mg·g~(-1);其中Zn和Mn是降尘载带的9种重金属中的主要金属元素,二者质量分数之和占比为70.34%—77.19%。利用地累积指数法和潜在生态危害指数法分别评价了5个点位重金属的污染水平和潜在生态风险,从Igeo看,Hg为极重污染,Zn属于中度污染,Ni、Pb和Cu为轻度-中度污染,Mn和As未达到污染程度;从重金属形态看,Zn主要以乙酸可提取态存在,Pb主要以可还原态存在,Cu、Hg主要以可氧化态存在,Cr、Ni主要以残余态存在。生态风险评价结果表明,污染最严重的点位为泉城广场,主要受交通源影响所致。研究结果反映了城市主干道附近交通污染源和人为活动对降尘通量及其载带的重金属污染水平影响较大;车流量越大,重金属元素总质量分数越大,潜在的生态风险越大,污染越重。济南城市降尘污染控制应重点关注春冬季节人、车流量大的城市主要干道附近区域,从降低生态风险上应侧重降尘中的Zn、Pb和Hg进行精准控制策略。     

中国降尘重金属的污染及空间分布特征

通过收集2000—2017年已经发表的中国部分城市降尘中的重金属研究数据,分别讨论了工业和非工业区降尘重金属的污染特征,探讨其空间分布规律,以期为中国的大气治理工作提供相关依据。结果显示,降尘中As、Hg、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn在工业区的平均质量分数分别为369.39、2.94、22.02、206.97、332.67、50.06、861.72、2 318.95mg·kg-1,远高于非工业区中的38.16、0.34、3.31、132.82、116.12、42.51、170.97和603.61mg·kg-1。无论工业区还是非工业区,降尘中8种重金属的含量均高于中国土壤背景值,最低超标仍达到2倍以上;全国大部分地区降尘中Cd污染较为严重,非工业区也超出中国土壤背景值32倍,工业区中甚至达到了220倍;降尘中As、Hg、Cu、Pb和Zn等元素在工业区的含量分别是中国土壤背景值的33倍、42倍、15倍、33倍和31倍。降尘在工业区的污染级别明显高于非工业区;非工业区降尘重金属以中度污染及以下为主,只有Cd达到了"强-极强"污染范围,而工业区降尘重金属除Ni之外,大多以"强-极强"污染为主。非工业区中重金属主要来自是燃煤、交通等人类活动以及大气扩散作用而工业区降尘中的重金属主要是工业活动导致的。重金属空间分布图表明,除Zn外,非工业区和工业区的重金属污染严重区域有相同的分布规律,即人口较多、工业集中、经济发达的中东部地区的降尘中重金属含量高于人口稀少、发展滞后的西部地区;而新疆地区Zn污染高于中东部地区可能是由于其北部化工产业带的金属冶炼活动所导致。     

矿冶区周边水稻对不同来源重金属污染的指示作用

有色金属开采与冶炼可对周边环境造成严重的重金属污染,查明重金属污染来源对于矿冶周边重金属污染管理与控制具有重要意义.为探索利用矿冶周边水稻对As、Cd、Pb、Zn和Cu的富集与水稻体内元素的含量平衡特征指示重金属污染来源的可行性,选择了我国著名的水口山Pb-Zn矿山开采与冶炼周边区,根据重金属污染排放和迁移扩散特征,结合当地气象和地貌条件,确定了3个典型采样区,其中两个采样区分别邻近冶炼厂和尾砂库,另一处为位于两者之间的过渡区.采用蛇形采样法在稻田内采集33个成熟水稻及土壤样品,分析水稻不同部位(包括根、茎叶、籽粒)及土壤中As、Cd、Pb、Zn、Cu5种重金属和其他16种元素的含量.结果表明,3个采样区之间土壤中的As、Cd、Pb、Zn和Cu含量均存在显著性差异;各采样区水稻中除根际和籽粒中Cd含量外,各部位重金属含量也均有显著差异.靠近冶炼厂的水稻茎叶中As、Pb含量高于离冶炼厂较远的采样区水稻茎叶.尽管As、Pb在靠近尾砂库采样区土壤中含量最高,但在该区水稻茎叶中的含量却最低;在除As、Cd、Pb、Zn、Cu5种重金属以外的其他16种元素中,水稻根部仅有5种元素含量在各采样区之间存在差异,指示相同的土地利用类型及土壤母质条件;而在茎叶和籽粒中则分别有多达11和10种元素含量出现采样区差异,指示重金属污染来源影响水稻茎叶及籽粒中元素的含量平衡.多元统计分析结果显示,3个采样区水稻茎叶中元素含量平衡存在显著的分异,显示出明显的采样区属性.结合采样区域空间位置、污染物来源、水稻对重金属的富集与转运特征分析,3个采样区重金属主要污染特征可分别确定为水-气混合来源型、大气来源型和尾砂来源型.论文结果证明利用水稻茎叶指示矿冶周边重金属污染来源是可行的.     

典型医药企业聚集区土壤重金属污染特征及成因分析

为探究湖北省某地典型医药化工企业腾退地块土壤污染状况及对周边环境介质的影响并量化土壤重金属的来源贡献,系统采集地块内及其农田影响区的土壤样品592个、水稻样品23个、河流沉积物样品11个,测定了As、Cd、Cu、Pb、Hg、Ni等重金属含量,分别运用地累积指数法、生态风险评估法、土壤污染风险评价法分析了地块内及其周边农田土壤重金属的污染特征,并探究了土壤重金属来源.结果表明,医药企业地块内土壤中重金属含量均值显著高于周边农田土壤,土壤重金属As地累计指数最高,是地块内土壤生态风险的主要污染元素,最大污染深度达4.5m.地块周边农田土壤重金属As、Cd、Pb、Hg超过标准筛选值,水稻重金属含量未超食品安全标准限值.地块内重金属主要来源于历史生产企业生产活动,地块内地表径流对其周边河流水质造成了影响,河流作为周边农田的灌溉水,长期的灌溉活动和可能的淤泥回填已经对农田土壤环境安全产生了威胁.医药企业聚集区及其影响区的重金属源汇关系应得到重视,相关部门应针对不同介质和区域的污染现状加强重金属的污染防治和风险管理,并对企业聚集区腾退地块土壤污染进行源头管控.     

贵阳中心区土壤重金属污染及其环境影响

利用1∶25万贵州省多目标区域地球化学调查(贵阳中心区)成果,采用单因子和尼梅罗综合指数法对贵阳中心区表层土壤(0—20 cm)重金属污染及其环境影响进行评价和研究.结果表明,重金属污染程度依次为CdAsHgZnNiCuCrPb.As、Cd、Hg、Zn等元素出现污染,其中Cd最重,污染区占总面积的6.15%,且72%的土壤为警戒区,其次是As,污染区占5.31%,Hg、Zn主要为轻微点状污染,Cr、Cu、Ni、Pb等元素土壤环境质量以清洁和安全区为主,未对土壤造成污染.尼梅罗综合污染指数为0.58—26.72,平均值2.27,表明研究区土壤整体污染已达警戒级别,且区域内污染程度变化范围较大;贵阳中心区表层土壤重金属污染比较严重,清洁区仅占总面积的3.5%,安全区占48.6%,警戒区占32.9%,污染区占15%,近50%土壤不适宜种植农作物.生态环境影响调查结果表明,土壤重金属元素异常区农作物已遭到一定程度的重金属污染,地下水也存在Pb2+超标现象.     

Induction of metamorphosis of two species of sea urchin from Sea of Japan

The induction of metamorphosis in mature larvae by selected chemical compounds and natural substrata was investigated in two species of sea urchins from the Sea of Japan, Strongylocentrotus intermedius and Scaphechinus mirabilis. Glutamine in crystalline form was added directly to water containing mature larvae, and this compound, at a final concentration of 10 g ml^-1, was an inducer of metamorphosis in S. intermedius (100% activity) and S. mirabilis (50% activity). Gutamine, or its natural mimetic molecules, may be an active component of the exogenous cue that induces metamorphosis of S. intermedius larvae. This exogenous cue was produced by the epiphytic calcareous algae, Melobesia spp. that colonized the older sea grass Zostera marina. Glutamic acid was also used as an inducer of metamorphosis for S. intermedius and S. mirabilis larvae (50 to 60% activity), but it was toxic to the larvae.     

1株微小杆菌对4种蓝藻的生长影响

利用过滤的天然珍珠养殖水参照BG11配制加富培养液,将1株能促进鱼害微囊藻生长的微小杆菌属菌株(Exiguobacterium sp.013,简写为E.sp.013)进行纯化扩大培养后与铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、水华微囊藻(Microcystis flosaquae)、平裂藻(Merismopedia sp.)和惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)按一定菌、藻密度比例同时接种后进行为期24 d的培养试验,利用特定生长率和细胞密度等指标观察并检验E.sp.013菌株对4种蓝藻生长的影响,同时检测培养液中优势菌群的数量变化趋势.结果表明:E.sp.013菌对铜绿微囊藻、水华微囊藻和惠氏微囊藻具有显著促生长和延长稳定生长期作用,对平裂藻不具有显著促生长作用,但对延长其稳定生长期具有显著效果;试验培养过程中E.sp.013菌落数量占所有菌落总数的比例始终高于46％,处于绝对优势地位,表明E.sp.013菌具有调控其他菌群的能力.     

南京城市西部遗产廊道规划

南京城市西部历史时期是城市的重要边界,现在逐渐演变成老城与新区之间的核心地带,成为公共活动的重要地区,保护其自然、文化遗产和生态环境具有非常重要的意义。在对其现状调查分析的基础上,梳理遗产点的历史概况、现状及其分布情况,提出规划遗产廊道的意义,探讨规划的具体思路,为南京遗产保护提供了新的视角。     

Evaluation of adsorption potential of adsorbents: a case of uptake of cationic dyes

Adsorption potential of a commercial activated carbon (FS300) has been evaluated for the uptake of cationic dyes namely methylene blue (MB) and rhodamine B (RB). Though, there are numerous studies in literature which report the sorption of MB (more than 40 studies) and RB (more than 10), however none of these use a common parameter to report the capacity of the sorbent. A protocol, based on the equilibrium dye concentration has been proposed to measure the sorption potential of a sorbent. The Langmuir model can very well describe the experimental equilibrium data for both dyes (coefficient of correlation > 0.999). MB (Qm = 312.5 mg g(-1)) is more adsorbable than the RB (Qm = 144.9 mg g(-1)). Molecular weight and chemical structure of dye molecules seem to affect the dye uptake. The effect of pH on dye uptake has also been evaluated by varyingpH from 3 to 11. Uptake of MB increases with pH, wherein RB removal decreases with pH. Dyes could not be desorbed either by distilled water (0.06 and 0.11% for MB and RB respectively), or by 0.1 NHCl (0.136 and 3.0% for MB and RB respectively) indicating, chemical adsorption type of adsorbent-adsorbate interactions.     

《生态毒理学报》主编简介

<正>王子健,男,1953年10月出生,博士,研究员,博士生导师．1976年中国科技大学毕业后到中科院生态环境研究中心工作．1983-1985年在瑞士留学,从事水质污染化学规律研究;1987年在日本从事生物样品生理活性物质分析方法研究． 1992-2000年担任中科院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室副主任、主任,兼环境模拟与污染控制国家重点联合实验室学术委员会委员,国家863计划污染控制技术主题专家组副组长,国家自然科学基金委员会地球科学部第二届咨询专家委员会委员,国际环境地球化学与健康学会亚太分会理事,全球环境基金专家库成员等．同时担任环境科学学报(副主编)、过程工程学报、环境化学、湿地研究、地球与环境、美国Environmental Science and Health(A)等杂志的编委．王子健领导的研究小组主要研究天然水体和水处理过程中的水质转化、相关毒性和毒理变化以及健康和生态风险．内容包括发展新的环境监测技术,离体和活体生物毒性测试方法,污染物水体多介质过程,水质安全性评价以及水污染的健康和生态风险的指标和方法．在开发新型生物模拟采样技术和生物毒性测试方法体系、生活饮用水和再生水的安全性评价、持久性有毒污染物污染及其生态与健康影响等方面取得了丰硕的成果,相当一部分成果得到推广应用．     

利用回归分析确定降水入渗补给量

目前常用降水量乘以降水入渗补给系数的方法计算降水入渗补给量,此法不能表现降水特征、蒸发等因素对降水入渗补给的影响．为解决不同时间尺度、不同降水特征和蒸发情况下的降水入渗补给量,在分析郑州地下水均衡试验场地中渗透仪实测入渗量、降水和蒸发资料的基础上,利用均匀设计法选取最优的与降水入渗补给量关系密切的前期降水量和蒸发量的期次,然后利用回归分析建立各岩性和埋深的年、月和日尺度上的降水入渗函数,可以比较准确的计算降水入渗补给量．表3,参9．     

洞庭湖生态环境承载力分析

洞庭湖湖内冬枯水季节，有芦苇面积530km^2，草地面积800余km^2，泥滩地面积367km^2，天然水域面积约993km^2。湖洲之间隔水相望，河沟水系纵横交错，具“水浸皆湖，水落为洲”的地貌特征，呈现出支离破碎的形态面貌和典型的自然湿地景观。文章在大量调查的基础上，从自然和人文两个方面对洞庭湖的生态环境承载力或环境压力进行分析。     

接种污泥源对厌氧氨氧化启动效能的影响

厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation,ANAMMOX)菌生长缓慢是影响其实际应用的主要问题之一,选取合适的接种污泥十分重要.本研究采用好氧污泥、厌氧颗粒污泥和厌氧消化污泥3种接种污泥,分别经过61、70和85 d的运行均实现了厌氧氨氧化过程,氨氮去除率分别为82%、92%和91%,总氮去除率达76%、82%和80%.分别接种3种污泥源的厌氧序批式反应器(ASBR)R1、R2、1t3出水pH值最终稳定在8.4、8.5、8.5.好氧污泥呈絮状,但沉降性比接种前好,厌氧颗粒污泥解体后最终形成粒径集中在0.5～1.0 mm的污泥,厌氧消化污泥则呈沙化状态,有细小颗粒出现.根据厌氧氨氧化细胞产率系数及NH4+-N、NO2--N去除量和NO3--N生成量之间的计量学关系,估算出厌氧氨氧化菌产率系数(以1 mol NH4+产生的CH2O0.5N0.15量计)分别为0.080、0.105和0.114 mol·mol-1,说明反应器内厌氧氨氧化菌有不同程度的衰减.总体而言,厌氧颗粒污泥是富集厌氧氨氧化菌的最适污泥源.     

Effects of contrasting modes of larval development on the genetic structures of populations of three species of prosobranch gastropods

 In south-eastern Australia, the prosobranch gastropods Morula marginalba (Blainville), Cominella lineolata (Lamarck) and Bedeva hanleyi (Angas) have similar fine-scale distributions, but appear to possess very different dispersal capabilities due to contrasting modes of larval development. M.marginalba produce planktonic larvae, whereas C. lineolata and B. hanleyi undergo direct development in benthic egg capsules and emerge as crawling juveniles. To test for possible effects of contrasting life histories on levels of genetic variation within and among populations, a survey was conducted of allozyme variation at six polymorphic loci in 8 to 9 local populations of each species. Collections of snails were made between June 1992 and November 1993. Sampling ranges spanned between 162 and 180 km of coast. Regardless of larval type, proportions of single-locus genotypes in each collection were consistent with the recruitment of offspring which had been generated through random mating. However, genotypic diversity was lower in those species that undergo direct development. Loci surveyed in C. lineolata and B. hanleyi were polymorphic (i.e. frequency of most common allele <95%) in fewer populations than those examined for M.␣marginalba (P <0.001) and, where polymorphisms occurred, also possessed significantly fewer alleles (P <0.001). Consequently, average levels of expected heterozygosity were greater in populations of M. marginalba than in those of either of the other species (P <0.001). Genetic variation among populations, expressed as the standardised variance in allele frequencies (F _ST ), was inversely related to expected larval dispersal capability. The nine collections of M. marginalba showed little overall differentiation (F _ST  = 0.017; P <0.001), reflecting the ability of planktonic larvae to interconnect local populations, and so limit divergence due to drift and natural selection. In contrast, there were high levels of allelic heterogeneity among the nine collections of C. lineolata (F _ST  = 0.523; P <0.001) and eight collections of B. hanleyi (F _ST  = 0.140; P <0.001). These data imply that for species which undergo direct development, local populations are effectively closed and evolve largely independent of one another. Received: 3 May 1996 / Accepted: 12 July 1996     

Comparative study of the effects of temperature,salinity and oxygen tension on the rates of oxygen consumption of nauplii of different strains of Artemia

The effects of temperature, salinity and oxygen tension on the rates of oxygen consumption of three different strains of Artemia nauplii have been studied. When acclimated to a salinity of 30, nauplii from each of the three strains were able to maintain approximately constant rates of oxygen consumption over a wide range of oxygen tension. The ability to maintain respiratory independence during hypoxia was reduced, however, with an increase in either temperature or salinity. Nauplii of two of the strains (parthenogenetic diploid and tetraploid) showed a progressive increase in the rate of oxygen consumption with increasing temperature up to 35°C. Nauplii of the bisexual strain appeared to be less tolerant of exposure to temperatures >30°C, since at higher temperatures their oxygen consumption declined slightly. The differences between the nauplii of the different strains in their physiological responses to changing environmental conditions appear to correlate well with their seasonal occurrence in the field.