纳米银的植物毒性研究进展

纳米银因其具备良好的催化、超导性能及杀菌消毒活性,广泛应用于食品加工业及医药等领域,是目前市场上最为常见的金属纳米材料。纳米银的大量生产和应用大大增加了其向环境释放的机会,同时也增加了其对环境及人类健康的潜在风险。植物是生态系统中重要组成部分,纳米银可通过植物积累进入食物链,因此对纳米银的植物毒理学研究尤为重要。纳米银的植物毒性与其被植物体吸收、迁移及转化有关。它可影响植物种子的萌发、苗期的生理生化过程和细胞结构等营养生长,也影响植物的开花、结实等生殖过程,并影响DNA的稳定性。但目前纳米银的毒性是否由银离子引起尚未确定。     

纳米Ag粒子在我国主要类型土壤中的迁移转化过程与环境效应

随着纳米技术的快速发展,纳米材料进入环境并不断累积,因此开展纳米材料的环境安全性研究具有重要意义.纳米银(Ag NP)是目前应用最广泛的人工纳米材料之一.本课题组拟以Ag NP为研究对象,系统研究其在我国主要类型土壤中的迁移、转化过程及其生态环境效应;基于同步辐射技术、同位素技术和量子化学计算等方法,揭示Ag NP与土壤中主要矿物或有机质之间的相互作用规律;探明Ag NP对土壤中微生物、动物和植物的致毒过程及其作用机制;发展Ag NP在土壤中迁移的数学模型,预测其在土壤中的迁移、滞留通量进而评价其淋溶风险,为Ag NP的安全利用提供重要理论基础和技术支撑.     

有机磷酸酯在植物体内的吸收、积累、迁移与转化研究进展

有机磷酸酯(organophosphate esters,OPEs)在各类环境介质中被频繁检出,且对生态系统和人体健康存在潜在危害,其环境归趋已成为环境科学领域的热点问题.植物作为陆生食物链的重要环节,也是污染物的重要存储体之一,关于植物体吸收、积累OPEs及其在植物体内迁移转化的研究,对明确OPEs的环境行为、评价其生态风险以及科学使用和管理具有重要意义.本文就近年来关于OPEs在植物体内归趋的研究进行汇总,综述了植物吸收OPEs的主要方式、积累以及OPEs在植物体内的迁移与转化行为及其影响因素,并展望了未来研究趋势和发展方向. OPEs主要通过被动扩散被根系吸收;辛醇-水分配系数(octanol-water partition coefficient,K_ow)是影响植物吸收、积累和迁移OPEs的关键因素,植物根系对lg K_ow值为3.5—9.5间的OPEs吸收速率更快;lg K_ow<3的OPEs更易通过植物木质部和韧皮部进行运输. OPEs在植物中的吸收、积累和迁移还受植物根系的蛋白质、脂质含量以及蒸腾能力等生...     

银与植物的相互作用:吸收、转化与毒性

硝酸银做为传统抗菌剂的使用由来已久.近年来纳米银做为广谱杀菌剂的使用亦日益广泛.硝酸银及纳米银可进入污水处理系统转化为硫化银并随污泥堆肥进入环境.由于银的使用与环境释放,银离子、纳米银及硫化银广泛存在于实际环境中.植物是生态系统的基本组成部分.一方面银作为植物非必需元素会对植物的生长造成影响,另一方面植物会影响银在环境中的迁移转化及在食物链中的传递.本文总结了硝酸银、纳米银及纳米硫化银与植物的相互作用,强调了银在植物体内的吸收转化与毒性,指出了未来研究需要注意的方向.     

新型有机污染物氯代多环芳烃分析方法及其污染现状研究进展

氯代多环芳烃(Chlorinated polycyclic aromatic hydrocarbons,Cl-PAHs)作为多环芳烃的氯代衍生物,具有类似二英的致癌、致畸、致突变毒性,并且广泛存在于环境介质中,对生态环境和人类健康具有一定的潜在威胁.本文介绍了Cl-PAHs在不同环境介质中的分析方法、污染现状、迁移转化及其毒性效应,最后对其未来研究方向进行了展望.在今后,应该加强污泥和沉积物等复杂环境基质中Cl-PAHs的分析方法研究;系统研究ClPAHs在环境介质中的污染现状和迁移转化行为,并开展Cl-PAHs的环境风险和人体健康风险研究.     

有机磷酸酯阻燃剂分析方法及其污染现状研究进展

有机磷酸酯(OPEs)阻燃剂作为溴代阻燃剂的主要替代品,由于大量广泛使用并且极易释放到环境中而受到广泛关注.毒理学研究表明,多种OPEs具有明显的神经毒性、致癌性和基因毒性,对生态环境和人体健康造成潜在威胁.本文介绍了OPEs的使用现状、毒性效应、不同环境介质中的分析方法,及其在水环境系统中(水、污泥、沉积物和水生生物)的污染现状和迁移转化行为,最后指出了目前研究中存在的问题,并对未来研究进行了展望.在今后,应该加强污泥和沉积物等复杂环境基质中多种OPEs的分析方法研究;系统研究环境中OPEs的污染现状和迁移转化行为,并开展OPEs的环境风险和人体健康风险研究.     

微囊藻毒素在土壤中的环境行为及污染风险

微囊藻毒素(Microcystins,MCs)是富营养化水体中发生蓝藻水华时所产生的一类肝毒素,在环境中大量出现时将对生态系统带来冲击并可通过食物链进入人体进而危害人类健康.关于微囊藻毒素的环境行为和污染风险近年来已成为研究热点.论文基于地表物质循环原理,分析了水体中微囊藻毒素经土壤进入人体的途径,指出了土壤在微囊藻毒素迁移转化链条中的位置,概述了微囊藻毒素在土壤中的环境化学行为、农作物的吸收特性及其生态毒理效应等方面的研究进展,提出了在微囊藻毒素迁移转化过程中土壤的净化和传递两大功能,并在此基础上展望了今后的研究方向.     

内分泌干扰物壬基酚在环境中迁移转化的研究进展

作为一种内分泌干扰物,壬基酚(Nonylphenol,NP)是壬基酚聚氧乙烯醚(NPnEO)的主要降解产物,具有高亲脂性、难降解性、生物累积性和高毒性.全面了解NP在环境中的迁移转化规律是对其进行科学的风险评价的基础.本文归纳和分析了近几年国内外学者有关NP在环境中的分布情况及其迁移转化的研究动态,从来源、分布及其在环境中主要的迁移转化过程和机理等方面分别论述了内分泌干扰物壬基酚在环境中的行为,重点讨论了NP在沉积物和土壤中的吸附-解吸和生物降解的机理及影响因素,最后指出了今后的主要研究方向.     

土壤-植物系统中多溴联苯醚(PBDEs)的迁移与转化研究进展

多溴联苯醚(PBDEs)是一类重要的新型持久性有机污染物,因其具有亲脂和难降解特性,易在土壤和沉积物等环境介质以及生物体内累积,同时会发生脱溴还原代谢和氧化代谢,生成毒性更大的低溴代PBDEs、羟基PBDEs(OH-PBDEs)和甲氧基PBDEs(MeO-PBDEs).研究PBDEs在土壤-植物系统的迁移转化对于认识PBDEs的陆生生态环境行为,评价其生态风险以及对食物链的潜在暴露风险都具有重要的意义.本文从土壤中PBDEs的代谢与转化行为,PBDEs的植物吸收与传输特征及其关键影响因素,以及植物体内PBDEs的脱溴、羟基化和甲氧基化代谢行为几个方面总结了PBDEs在土壤-植物系统迁移转化的最新研究进展,并就将来的研究方向提出一些思考和展望,有助于深入认识PBDEs及其代谢产物的环境归趋.     

畜禽养殖排放的雌激素对周边水体环境的影响

环境雌激素是一大类化学物质,它们能够干扰生物体内激素的合成、分泌、转运、活性等,或与生物体内激素结构相似而发挥激素作用,对生物体的生长、繁殖及行为产生不利影响。环境雌激素包括天然雌激素及人工合成类雌激素。随着国内畜禽养殖的规模与数量的不断扩大,养殖场成为了一个很大的环境雌激素的产生源,其环境风险应得到相应的重视。目前对畜禽养殖过程中环境雌激素的产生量以及雌激素进入环境后的迁移转化行为已有很多的研究,包括野外的调查与实验室内机理研究。畜禽养殖过程产生的大量雌激素进入环境后能够被土壤吸附及微生物降解。室内的静态平衡吸附实验、土柱迁移试验及降解研究均表明雌激素进入环境后绝大部分迅速被吸附到土壤颗粒或悬浮胶体、沉积物颗粒上,同时发生转化与生物降解,由此推断其对周边环境中的雌激素贡献很小。然而,野外调查结果却表明实际情况下雌激素的迁移性高于理论期望值。因此,畜禽养殖对周边环境中雌激素的贡献量的大小尚未明确。本论文综述了畜禽养殖过程中环境雌激素的排放情况,结合国内外的调查研究,阐述了畜禽养殖产生的环境雌激素在土壤及水体中的迁移与降解行为,探讨了影响准确评估畜禽养殖排泄物对周边水体中雌激素贡献大小的因子,并提出了今后应开展原位吸附与迁移的实验,重点考虑天然有机质及抗生素等共存物质对雌激素环境行为的影响,建立综合模型来估算不同时期养殖场对周围水环境雌激素的贡献量的建议。     

纳米银在水环境中的环境行为和毒性效应研究进展

纳米材料的环境行为和生态效应是目前国内外研究的热点,其中纳米银颗粒(Ag NPs)是使用量最高的纳米材料。本文主要总结了Ag NPs在水环境中的赋存、Ag NPs的环境行为、Ag NPs对不同种类微生物的毒性效应以及影响Ag NPs毒性效应的因素,最后对Ag NPs在河口区的研究进行了展望。     

生物体内环形挥发性甲基硅氧烷的分布、行为及效应研究进展

近年来,环形挥发性甲基硅氧烷(cVMSs)因其优异的物化特性而被广泛应用在工业生产和日常生活的各个方面,特别是经常被添加到个人护理品(PCPs)等各类消费品中。目前,人们对cVMSs在环境介质中的污染水平及其迁移转化行为有了一定的了解。另外,cVMSs兼有疏水性和挥发性,且难以进行生物降解,因此该类物质进入环境后潜在的生态风险,特别是其生物富集、生物累积、生物放大和毒性效应等已成为关注的热点。本文综述了cVMSs在全球生物体内的残留水平,并在此基础上总结了cVMSs生物效应等相关研究成果。总体上,众多研究表明cVMSs在某些水生生物体内呈现中等的生物富集性和累积性。然而,与其相对明确的生物富集/累积性相比,目前文献针对cVMSs生物放大效应的研究结果存在明显差异。建议后续的研究能够深入探索其生物效应,尤其是结合其在生物体内的降解过程以及中间产物的毒性数据,进一步评估其生态环境效应和人类健康风险。     

水环境中的微塑料及其生态效应

塑料在日常生活中无处不在,随意丢弃的塑料会在各种作用下最终进入江河、湖泊、近海、深海、以及大洋甚至极地地区。在外界条件(如高温、风化、紫外线)影响下,大型塑料结构的完整性易遭到破坏而被逐渐分解成微小的塑料碎片,当其粒径小于5 mm时即可被称为微塑料。塑料中的某些添加剂,如壬基苯酚、多溴联苯醚、邻苯二甲酸盐、双酚A等会在塑料降解为微塑料的过程中释放到水环境中,从而威胁到水生生态系统的安全。微塑料粒径小,易被浮游动物误食或沿着食物链传递,在生物体内累积转移,对机体产生不可逆转的毒害作用。此外,微塑料还能作为某些污染物富集的载体,产生较强的复合毒性。因此水环境正面临着微塑料污染的威胁,如何治理已成为全球性的环境问题。本文对水环境中微塑料的来源与分布、微塑料的迁移和转化以及微塑料对水环境的影响进行了综述,并对水环境中的微塑料污染问题提出了一些解决方案,期望能为微塑料及其在水环境中的生态效应研究提供理论基础和数据支持。     

生物扰动对沉积物中重金属迁移转化影响的研究进展

沉积物是重金属在环境中迁移转化的重要媒介。生物扰动能改变沉积物的物理化学组成,从而影响沉积物中重金属的赋存形态和迁移转化特征。文章介绍了生物扰动的定义和种类,生物扰动的影响因素以及扰动过程中影响污染物释放的主要因素,并综述了近年来生物扰动对沉积物中重金属镉、铜、锌、铅和其他重金属的环境行为影响。     

Processes of distribution of pharmaceuticals in surface freshwaters: implications for risk assessment

The global consumption and production of pharmaceuticals is increasing concomitantly with concern regarding their environmental fate and effects. Active pharmaceutical ingredients are mainly released into the aquatic environment through wastewater effluent discharge. Once in the environment, pharmaceuticals can undergo processes of natural attenuation, i.e. dilution, sorption, transformation, depending on physico-chemical properties of the compound, such as water solubility, lipophilicity, vapour pressure, and environmental conditions, such as pH, temperature and ionic strength. A major natural attenuation process is the sorption on dissolved organic matter, colloids, suspended solids and sediments, which in turn control pharmaceuticals distribution, residence time and persistence in aquatic systems. Here we review studies of sorption capacity of natural sorbents to pharmaceuticals. These report on the importance of several environmental and sorbent-specific properties, such as the composition, quality, and amount of the sorbent, and the environmental pH, which determines the speciation of both the sorbent and compound. The importance of accounting for distribution processes on freshwater sorbents for any determination of environmental concentrations of pharmaceuticals is apparent, while the reliability of surrogate standards for measuring dissolved organic matter (DOM) distribution is evaluated in the context of the need for robust environmental risk assessment protocols.     

新烟碱类农药的污染现状及转化行为研究进展

新烟碱类(neonicotinoids)农药自在20世纪80年代中期引入以来,便发展成为世界上使用最广泛的一类杀虫剂。近年来,该类化合物在环境中被不断检出,并通过饮用水和食物等方式进入食物链,给人类健康带来极大的安全隐患。文章综述了新烟碱类杀虫剂在空气、土壤、水相、生物体和人体中的暴露浓度,以及这类农药在环境中的转化行为。目前针对新烟碱类杀虫剂的环境暴露研究仍十分有限,需要更全面调查其在多环境介质中的暴露状况以综合评价其生态风险。关于新烟碱类化合物的毒理学研究主要集中在急性毒性试验,而对于其他形式的毒性效应有待进一步研究。最后对新烟碱农药未来的研究重点和方向提出了展望。     

我国环境化学研究的进展

本文综合介绍了二十年来我国环境化学研究的发展概况。在环境分析化学方面包括了环境分析监测方法、标准参考物质、环境分析方法、形态分析、采样技术与分析测试仪器化等方面。环境污染化学包括了有关大气、水体和土壤环境中化学问题的研究，着重对大气污染物表征、迁移和转化、化学模式和重金属、有机物的水环境化学、水环境中金属烷基化以及土壤中农药等环境化学研究。有关污染生态效应中的化学集中介绍了硒与地方病环境因素关系有     

Adsorption behavior of antibiotic in soil environment: a critical review

Antibiotics are used widely in human and veterinary medicine, and are ubiquitous in environment matrices worldwide. Due to their consumption, excretion, and persistence, antibiotics are disseminated mostly via direct and indirect emissions such as excrements, sewage irrigation, and sludge compost and enter the soil and impact negatively the natural ecosystem of soil. Most antibiotics are amphiphilic or amphoteric and ionize. A non-polar core combined with polar functional moieties makes up numerous antibiotic molecules. Because of various molecule structures, physicochemical properties vary widely among antibiotic compounds. Sorption is an important process for the environment behaviors and fate of antibiotics in soil environment. The adsorption process has decisive role for the environmental behaviors and the ultimate fates of antibiotics in soil. Multiply physicochemical properties of antibiotics induce the large variations of their adsorption behaviors. In addition, factors of soil environment such as the pH, ionic strength, metal ions, and organic matter content also strongly impact the adsorption processes of antibiotics. Review about adsorption of antibiotics on soil can provide a fresh insight into understanding the antibiotic-soil interactions. Therefore, literatures about the adsorption mechanisms of antibiotics in soil environment and the effects of environment factors on adsorption behaviors of antibiotics in soil are reviewed and discussed systematically in this review.     

The role of migration and founder effect for the evolution of cooperation in a multilevel selection context

The idea that natural selection can be meaningfully applied at the group level may be more important than previously thought. This perspective, a modern version of group selection, is called multilevel selection. Multilevel selection theory could incorporate previous explanations for the evolution of cooperation including kin selection. There is general agreement that natural selection favors noncooperators over cooperators in the case of an unstructured population. Therefore, the evolution of cooperation by multilevel selection often requires positive assortment between cooperators and noncooperators. The question is how this positive assortment can arise in the ecological meaning. We constructed an individual-based model of multilevel selection and introduced migration and evolution. The results showed that positive assortment was generated especially when a migration strategy was adopted in which individuals respond specifically to bad environmental conditions. It was also shown that the founder effect in the evolutionary process could further facilitate positive assortment by working with migration. We analyzed assortment by using relatedness defined in group-structured populations. The fact that cooperation was achieved by such migration and by the founder effect highlights the importance of sensitiveness to the ecological environment and of fluctuations in group size, respectively.