3种典型兽药抗生素的环境暴露评估

建立了兽药在不同环境介质中的暴露浓度预测方法,选择我国养殖业常用的3种典型兽药抗生素磺胺二甲嘧啶(SDM)、土霉素(OTC)和恩诺沙星(ENF),对其环境暴露评估进行研究。结果显示,粪便中SDM的土壤预测暴露水平(PEC)为53.07~735.07 mg·kg-1,OTC的PEC为13.30~160.51 mg·kg-1,ENF的PEC为1.60~40.35 mg·kg-1;土壤中SDM的最大PEC为534.84~13 820.24μg·kg-1,OTC的最大PEC为172.66~3 054.71μg·kg-1,ENF的最大PEC为67.61~2 484.71μg·kg-1;地表水中SDM的PEC为134.27~3 469.62μg·L-1,OTC的PEC为0.12~2.18μg·L-1,ENF的PEC为0.02~0.87μg·L-1。通过比较PEC与相关文献的实际检测结果,初步探索了兽药环境暴露预测模型在我国兽药环境暴露评估中的适用性。     

应用物种敏感分布法建立铅的生态安全土壤环境基准研究

由于日益严重的人类活动干扰,土壤重金属铅(Pb)污染严重.开展Pb生态安全的土壤环境基准研究,合理制定铅的生态基准值,对更好地预防与控制土壤Pb生态风险,加强土壤Pb污染的环境管理具有重要意义.本研究通过调研国内外Pb的陆生生态毒性研究,筛选并构建重金属Pb的有效毒性数据库(10%效应浓度(EC10 )或无观察效应浓度(NOEC)).将土壤pH作为毒性数据划分依据,采用5种物种敏感性分布模型(Burr TypeⅢ、Log-Normal、Log-Logistic、Gamma和Weibull)成功拟合毒性数据,建立不同土壤pH范围内的重金属Pb物种敏感分布曲线,推导不同土地利用方式下(自然保护地/农业用地、公园用地、住宅用地、工/商业用地)土壤Pb的生态基准值.结果表明,自然保护地和农业用地土壤Pb的生态基准范围为51.1～153 mg·kg-1 ,公园用地Pb的生态基准范围为172～342 mg·kg-1 ,住宅用地与工/商业用地的Pb基准值相对较大,分别为342～537 mg·kg-1和440～634 mg·kg-1 .本研究可为我国污染土壤的生态风险评估框架及土壤风险管控标准的制定提供科学依据.     

3种兽药及饲料添加剂对鱼类的毒理效应

采用斑马鱼、鲤鱼作为生物材料,通过斑马鱼急性毒性试验、胚胎发育试验和鲤鱼肾细胞单细胞凝胶电泳试验,分别从生物个体水平、细胞水平和分子水平,对兽药及饲料添加剂喹乙醇、阿散酸和土霉素进行了生态毒理学效应研究。急性毒性试验结果表明,3种兽药及饲料添加剂在有生态学意义的浓度范围内对斑马鱼的急性毒性均不大;胚胎发育试验结果表明,喹乙醇和阿散酸对斑马鱼胚胎发育72 h的EC50值分别为221.20和239.54 mg.L-1,具有明显的致畸效应;单细胞凝胶电泳试验结果表明,喹乙醇和土霉素均具有一定的遗传毒性,能引起鲤鱼肾细胞DNA的明显损伤,并呈现出一定的剂量-效应关系。     

我国环境中全氟辛酸(PFOA)的预测无效应浓度推导

利用欧盟化学物质风险评价技术指导文件(TGD)中计算预测无效应浓度(PNEC)的方法,筛选出我国环境介质(水体、土壤和沉积物)中各生物物种的毒性数据,得到水体、土壤和沉积物中的PNEC分别为0.57 mg.L-1、0.19 mg.kg-1ww和2.06 mg.kg-1ww,该值可为我国PFOA的环境风险评价提供科学基础.     

典型四环素类抗生素的预测无效应浓度和风险评估

四环素类抗生素是一类广谱抗生素,对生态环境存在潜在风险.本研究以四环素和土霉素为研究对象,根据欧盟现有化学物质风险评价技术指导文件(TGD),推导不同环境介质中四环素和土霉素的预测无效应浓度(PNEC),并采用风险商值(RQ)法对我国部分地区水质、淡水沉积物和土壤的暴露风险进行评估.结果 表明,我国水质、淡水沉积物及土壤中四环素的PNEC值分别为0.115 μg·L-1、423 μg·kg-1(湿质量)和57 μg· kg-1(湿质量);土霉素的PNEC值分别为4.93μg·L-1、1.78x104 μg·kg1(湿质量)和3.16×103μg·kg-1(湿质量).淡水沉积物风险区域主要集中在海河,土壤风险区域主要集中在山东省、四川省彭州市、辽宁省沈阳市等,部分区域点位存在潜在的生态风险.研究结论可为四环素类抗生素的生态环境风险评价提供科学依据.     

场地土壤重金属镉和铅复合污染毒性阈值的推导及其应用

镉(Cd)和铅(Pb)是生物体非必要元素,具有毒性大、迁移性强等特点,二者在场地土壤中通常存在复合污染的现象.土壤污染物预测无效应浓度(predicted no effect concentration,PNEC)是污染物自身毒性与不确定性系数共同决定的参数,其中土壤污染物的生物有效性是PNEC值不确定性的重要来源.本研究选择湖南常宁某铜矿冶炼厂和江苏靖江某电镀厂2个不同类型的污染场地及周边土壤,基于土壤理化性质及重金属的有效性浓度,采用经验模型估算出Cd和Pb单一污染对植物根系生长的半效应浓度(median effect concentration,EC50)及其土壤中的PNEC,通过浓度加和(concentration addition,CA)模型,结合外推因子法,估算获得场地土壤实际Cd和Pb复合污染的预测无效应浓度(PNEC面x).结果 表明,2个场地土壤中Cd的平均含量分别为背景值的102倍和37.6倍,Pb平均含量分别为背景值的15.1倍和3.86倍,Cd和Pb复合污染现象明显.由于2个场地土壤性质差异较大,Cd和Pb的EC50存在较大差异,EC50(Cd)分别为19.1 ～36.2 mg·kg-1和20.1 ～ 35.4 mg· kg-1,而EC50(Pb)分别为366～1891 mg·kg-1和682～1575 mg·kg-1.同时由于场地实际污染土壤的理化性质及Pb/Cd含量比不同,所推导的PNECmix也存在明显差异,Cd含量及其在Cd和Pb总量中的占比较高的土壤样点的PNECmix较低,2个场地的PNECmix分别为0.933～37.9 mg·kg-1和32.9 ～ 744 mg· kg-1.2个场地调查样点中Cd和Pb含量的实测值均在一定程度上高于相应的PNECmix,对植物生长存在一定的生态风险.因此,进行复合污染生态风险基准值制定和生态风险评价时,需要考虑影响污染物的生物有效性和关键场地特异性(site-specific)因素,如土壤理化性质及不同污染物浓度比等.     

洞庭湖湘江入湖口至出湖口水域表层沉积物中重金属时空分布特征与生态风险

基于2007—2012年连续对洞庭湖湘江入湖口至出湖口水域5个采样点的表层沉积物中Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr和Zn等7种重金属含量分析,对该水域表层沉积物中重金属的时空分布特征进行了探讨,并采用沉积物质量基准法对其生态风险进行了评价.结果表明,Cd、Hg、As、Cu、Pb、Cr和Zn的含量分别为0.54—79.90 mg·kg-1、0.046—0.712 mg·kg-1、15.2—289.0 mg·kg-1、29.0—217.0 mg·kg-1、6.0—246.0 mg·kg-1、65.4—269.0 mg·kg-1和41.4—632.0 mg·kg-1,其大小顺序为ZnCrPbCuAsCdHg;Cd、Hg、As、Cu、Pb和Zn含量沿程总体呈"V"形变化趋势,Cr含量沿程变化较小,重金属含量年际变化较为稳定;As具有较高生态风险,其余污染物具有较低生态风险,不同污染物生态风险的大小顺序为AsCdCrCuPbZnHg,S1和S3具有较高生态风险,其余点位具有较低生态风险,不同点位生态风险的大小顺序为S1S3S5S2S4.     

聚乙烯醇精馏残渣组分分析及其环境风险评价

为评估聚乙烯醇生产中精馏残渣组分及其环境污染风险,为此类危险废物的环境管理提供技术支持,采集华东某聚乙烯醇生产企业的精馏残渣,分析其重金属以及有机污染物含量,并评估其环境风险。研究结果表明聚乙烯醇精馏残渣主要来自生产环节中的醋酸乙烯精制工段,残渣中的有机物组分主要为醋酸及其他有机酸类,其中醋酸的相对含量达到63.47%;残渣中的重金属主要包括Zn、Ni和Cr,其含量分别为404 537 mg·kg-1,8 654 mg·kg-1和5 084 mg·kg-1。环境风险评价的结果表明残渣中有机物污染物引起的环境风险在可接受范围内,而重金属污染严重,同时有很高潜在生态风险。精馏残渣中的主要环境污染风险因子为醋酸、Zn和Ni。     

中国沿海水生生物污染数据集及食用水产品的健康危害评估

沿海区域是污染物的汇集区域,污染物的生态风险和健康危害广受关注.亟需开展污染物的监测,评估污染的生态风险.已有研究提供了不同水域不同水生生物中各类污染物的含量数据,但尚缺乏系统的沿海区域生物体污染物含量的数据集,无法为沿海区域生态风险及其人体健康危害评估提供数据支撑.本研究通过CNKI、Web of Science和PubMed数据库,搜集了2000—2019年间沿海区域物种-污染物含量相关文献的数据,建立了中国沿海水生生物污染数据集.进一步提取了常见软体动物和鱼类的重金属含量数据,运用靶标危害系数(target hazard quotients,THQ)模型进行了食用危害评估.结果显示,中国沿海区域软体动物中的8种重金属平均浓度从高到低依次为锌(317.939 mg·kg-1)、铜(87.792 mg·kg-1)、铅(14.428 mg·kg-1)、铬(11.459 mg·kg-1)、锰(5.384 mg·kg-1)、砷(1.332 mg·kg-1)、镍(1.011 mg·kg-1)和汞(0.384 mg·kg-1).而鱼类中这8种重金属的平均浓度梯度为锌(172.025 mg·kg-1)、铜(11.637 mg·kg-1)、铅(9.604 mg·kg-1)、锰(1.808 mg·kg-1)、镍(1.573 mg·kg-1)、砷(0.802 mg·kg-1)、铬(0.546 mg·kg-1)和汞(0.023 mg·kg-1).THQ模型预测结果表明,重金属并不会对成人产生健康影响,唯一例外的是,砷元素污染可能会对儿童产生潜在的健康危害.综上,本数据集提供了中国沿海区域物种的污染物含量数据,为污染物引起的人体健康危害评价提供了数据支撑.     

东海近海沉积物自然粒度中镉和铅的赋存特性及潜在生态风险

根据2011年8月对长江口和杭州湾附近东海海域的调查,采用沉积物分级萃取及风险评价的方法,研究沉积物中镉和铅的地球化学特征、赋存形态、影响因素和潜在生态风险,揭示镉和铅各赋存形态的环境学特征和影响其存在形态的主要环境因子,以及不同形态特征条件下生态风险的差异,为今后进一步的生态风险评估与调控提供重要依据。结果表明,海水中不同站位间,Pb质量浓度差异较大,高值区出现在杭州湾和长江口,平均质量浓度为1.42μg·L-1;Cd质量浓度则变化不大,南部海域略高于北部,平均质量浓度为0.085μg·L-1。沉积物中Pb高质量分数区在外海泥质区G2(44.64 mg·kg-1),平均质量分数为32.29 mg·kg-1,与黏土、粉砂等细粒度呈显著正相关;Cd的高质量分数区在北部近岸镇海甬江河口附近E1(0.83mg·kg-1),平均质量分数为0.29 mg·kg-1,与粒度无明显的相关性。说明以大气沉降为重要来源的Pb易在细粒度的泥质区富集,Cd较易受人为输入的影响。形态分析表明,Cd和Pb的活性形态明显大于残渣态,且优势形态都是碳酸盐结合态。风险评价表明,富集因子的平均值EFPbEFCd2,Cd在各站位的富集因子差异较大,在长江口近岸A1(EF=3.59)和杭州湾近岸E1(EF=6.11)出现极大值。从形态角度评价,Cd在长江口和杭州湾的个别近岸站位有重污染,外海无污染;Pb在南部外海属中度污染,其他基本上属轻度污染。综合评价得出,Pb以大气沉降为主要输入途径,平均污染较为严重,整体上Pb污染的潜在风险程度较高;而个别近岸站位达到重度污染的Cd,受人为污染的影响较大。