废弃农药厂污染场地土壤浸出液的急性毒性和遗传毒性筛查

污染土地再开发是城市土地可持续利用的关键。为进行废弃农药厂的生态风险评价,采集常州市某废弃农药厂污染场地6个不同区域的土壤样品(编号为S1、S2、S3、S4、S5和S6),选取发光细菌、大型溞和蚕豆根尖细胞为试验生物,运用成组生物毒性试验对6个土壤样品的浸出液进行生物毒性检测。结果表明:6个土壤样品的浸出液都具有急性毒性和遗传毒性;发光菌和大型溞急性毒性试验表明,S3和S5的土壤浸出液毒性最高,S6的土壤浸出液毒性最低;蚕豆根尖微核遗传毒性试验表明S3和S5的土壤浸出液毒性最高,S4和S6的土壤浸出液毒性最低。蚕豆根尖微核遗传毒性试验结果与发光菌和大型溞急性毒性效应基本相同,表明成组生物毒性测试法可以用于污染土壤浸出液的毒性评价。污染物质和毒性检测结果的相关性分析结果表明,土壤中所含污染物种类和浓度已经对土壤毒性效应产生影响,结合化学分析与生物毒性检测可为污染场地进行综合评价与风险评估提供依据。     

土壤理化性质对发电厂周边土壤Cd生物有效性的影响

该研究旨在通过对土壤理化性质与Cd有效性之间的关系的研究,甄别影响Cd在土壤-水稻系统迁移转化的主要因素,为稻田Cd的污染控制提供科学依据。采集韶关发电厂周边的土壤样品和相应的水稻样品,分析土壤和水稻样品的Cd含量,以及土壤中Cd的各种形态和土壤理化性质,并分析它们之间的相关性。结果显示,(1)随着土壤中无定形铁氧化物以及游离态铁氧化物含量的增加,土壤中的Cd的生物有效性降低,表明土壤中铁形态深刻地影响着Cd的生物有效性。(2)土壤中硅的形态也是影响Cd在土壤-水稻体系迁移的重要因素,土壤中有效态硅和无定型硅具有抑制水稻吸收Cd的作用。(3)土壤pH降低会促进结合在土壤固相中的Cd(如碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态)发生溶解,因而随着土壤pH值的降低,土壤中生物可利用性的Cd含量会逐渐加大,表明土壤pH是影响Cd在土壤-水稻体系迁移的重要因素。综上,土壤理化性质对土壤中Cd的生物可利用性有重要影响,进而影响了水稻对Cd的吸收和积累。     

土壤中铜的生物可给性及其对人体的健康风险评价

为了研究土壤中铜的生物可给性与土壤理化性质之间的相互关系以及人体无意摄入土壤铜的风险,采集我国一些地区的15个土壤样品,利用in vitro方法研究了这些土壤中铜的生物可给性及其对人体的健康风险。结果表明,有2个土壤样品中铜的含量高过我国土壤环境质量标准的三级标准,有8个土壤样品中铜的含量高过二级标准;土壤中铜的溶解态浓度及其生物可给性变化很大,胃肠阶段铜的溶解态含量分别为5.2~308.8 mg·kg~(-1)和5.9~348.5 mg·kg~(-1),平均值分别为74.8 mg·kg~(-1)和82.0 mg·kg~(-1);而铜的生物可给性分别为183%~66.6%和213%~77.4%,平均值分别为442%和51.1%。胃阶段铜的生物可给性与土壤有机质和pH呈显著正相关,而与粘粒呈显著负相关,与铁铝氧化物有显著相关性;小肠阶段铜的生物可给性与土壤有机质和pH呈显著正相关,与土壤中总铜和锰氧化物含量呈显著负相关。如以胃阶段为判断,无意摄人土壤中铜对儿童的TDI(tolerable daily intake)贡献率除浙江富阳为2.51%外,有12个土壤样品低于1.00%,最低为0.11%。如以小肠阶段为判断,无意摄入土壤中铜对儿童的TDI贡献率除浙江富阳和浙江台州的土壤分别为2.83%和2.01%,另有12个土壤样品低于1.00%。可见,对于本研究中大多数土壤,通过口部无意摄入土壤中铜的对人体并没有很高的风险。     

黔西北土壤-植被系统元素地球化学特征及其生态关系

在黔西北不同地区采集地带性和非地带性植物样品和对应的土壤样品,分析了元素在土壤和植物中的含量。结果表明:黔西北自然状态下土壤N、P、K含量低,Ca、Mg元素空间变异较大,微量元素含量大多小于贵州土壤背景值,Co具有明显富集特征,As为区内高背景值元素,Cd污染较严重;盐肤木、鸢尾和马尾松等具有较强的Cd吸收能力,且鸢尾能同时较好地吸收Cd和As;同种植物在不同成土母岩区的元素生物吸收系数差异较大,同种植物在碳酸盐岩区的生物吸收系数要大于碎屑岩区,吸收系数主要受土壤p H和共吸附作用的共同影响。此外,Co和Cd、Cu和Zn的生物吸收系数存在显著相关性,土壤P可能会抑制植物对Cu和Pb的吸收。     

有机氧生物指示剂的选择

有机氯在土壤和水体中的残留浓度大约为ppt—ppb范围。在样品的痕量分析中,不仅工作量大,而且由于采样方法、分析技术等方面的原因,往往给分析结果造成很大的误差。为了避免上述缺点,人们利用有机氯化合物在生物体内积累因数高的特点,选择适宜的生物做为监测环境中有机氯残留量的生物指示剂。不同种类的生物对有机氯的积累因数有很大的差别。做为生物指示剂应具备的条件是:(1)对有机氯的积累因数高。(2)样品容易得到。(3)处于食物链的上部份,更能说明对人类的潜在危害。     

白银市土壤多环芳烃污染特征

多环芳烃(PAHs)广泛存在于自然界,具有生物富集率高、致癌性强、环境风险高的特点.土壤是多环芳烃积累和迁移的重要介质,土壤中PAHs的浓度水平能反映研究区域内多环芳烃污染状况和污染来源等信息.本研究采集甘肃省白银市不同功能区土壤样品,分析土壤样品中PAHs的分布特征、污染状况和它们的主要来源,对有效控制PAHs污染,保护人类健康,具有非常重要的理论及现实意义.     

芜湖市三山区菜地土壤重金属污染特征分析

从芜湖市三山区蔬菜基地采集82个农田土壤样品,测试其中的As、Zn、Pb、Cr、Ni、Co、Mn和Fe 8种金属总量和生物有效态含量,对蔬菜基地农田土壤含量特征及来源进行了分析.结果表明:蔬菜基地土壤中8种元素的含量均高于其土壤背景值,其中As(30.01 mg/kg)含量是其土壤背景值的2.83倍.与我国《土壤环境质...     

中国典型土壤中铅的生物可给性的影响因素分析与健康风险评估

土壤铅污染及其危害备受关注。作为评估其对人体健康风险的科学指标之一,土壤铅的生物可给性的影响因素仍不甚明确。采集中国5种典型土壤(红壤、褐土、黑土、棕壤和黄壤),根据国标中一类建设用地的管制值制备成800 mg·kg^-1的铅污染土壤样品,利用先进的基于生理学的体外试验方法(改进的PBET模型)研究经口部摄入的土壤铅的生物可给性及其对人体的健康风险,进而从土壤理化性质和铅的赋存形态角度,全面综合地探讨土壤铅的生物可给性的影响因素,并分析不同土壤间差异的原因。结果表明,土壤铅在胃阶段的生物可给性为72.7%—82.6%,各类型土壤间差异极显著,其中红壤较高而黑土较低;进入小肠阶段后,土壤铅的生物可给性极显著降低至22.8%—27.7%,各类型土壤间无显著差异。土壤铅对人体的健康风险评估结果与之相同。对儿童而言,土壤铅在胃阶段的非致癌风险达到可接受限值的2.1倍;且整体而言,土壤铅对儿童的非致癌风险平均达到成人的7.6倍,必须加以重视。此外,土壤铅的生物可给性与土壤pH、有机质质量分数和迁移系数均存在高度显著相关性,其中,土壤pH是影响土壤铅在胃肠道的生物可给性的主导因子。通过体外试验可直接、简便而准确地获取土壤铅的生物可给性信息,建议在今后实地的污染土壤健康风险评估工作中引入该方法。该研究成果将为铅污染土壤健康风险评估工作提供准确的科学依据与有价值的参考。     

平顶山、长白山、赛罕乌拉森林土壤微生物群落结构分析

土壤微生物是整个生态系统养分和能源循环的关键和动力。土壤的生物多样性比陆地上其他任何生态系统都要丰富,这种丰富的生物多样性导致了对其群落结构和生态功能难以预测。在一系列基于分子微生物学、生物地球化学和生理学的土壤微生物群落结构研究方法中,磷脂脂肪酸技术(PLFA)以磷脂作为分析成分,因其组成和含量在同一种微生物中通常相对稳定、可遗传,且具有仅在活体微生物中存在的特性,所以,PLFA技术可指示特定生物或生物种群的存在和状况,现已被广泛运用于土壤微生物群落结构分析中,监测微生物群落的动态变化。本研究选取了中国东北地区海拔高度达1000 m以上的典型森林生态系统:小兴安岭平顶山、吉林长白山、内蒙赛罕乌拉森林土壤为研究对象,采用PLFA方法,分析了土壤中微生物的生物量和细菌Bacteria、真菌Fungus、革兰氏阳性菌Gram+Bacteria和革兰氏阴性菌Gram-Bacteria 4种微生物群落结构。在此基础上使用相关分析、主成分分析等统计方法,揭示了土壤微生物群落结构与海拔高度、森林类型及其土壤理化因子的相互关系,为开展森林生态系统生物多样性与元素循环和气候变化的相关研究提供基础资料。研究得出以下结论:(1)对我国平顶山、长白山和赛罕乌拉背景森林中不同植被类型12个土壤样品的现场测定与采样分析,结果表明,土壤总有机碳(TOC)范围为3.15%~16.3%,pH值范围为3.5~4.8,碳氮比(C/N)为12.1~18.4,土壤含水率范围为13.3%~74.5%,采样时土壤温度为8.0~18.8°C。(2)样品的PLFAs总含量代表了土壤微生物总生物量,范围为27.39~237.63μg·g-1。赛罕乌拉土壤中微生物的生物量(PLFAs总量)最高;而平顶山土壤中的细菌含量、真菌含量和革兰氏阳性菌显著高于其余两座山。革兰氏阳性菌与阴性菌的比值在平顶山土壤中最大(4.19),明显高于长白山(3.14)和赛罕乌拉(2.39);而真菌与细菌比值却与之相反(平顶山0.55、长白山0.69、赛罕乌拉1.05)。(3)利用SPSS软件,对不同微生物群落与环境因子进行相关分析,结果表明:细菌的含量与纬度呈显著正相关,而和土壤C/N呈显著负相关(P0.01);真菌群落总体上与土壤C/N呈现负相关性(P0.05)。进一步对细菌群落和代表真菌群落的两个主要PLFAs成分(C18:1ω9、C18:2ω6,9)与土壤碳氮比做相关分析发现:C18:1与土壤碳氮比呈现显著负相关(P0.01),而C18:2ω6,9与土壤碳氮比的相关关系并不明显。因此,我们认为单一种类PLFA作为生物标记物随土壤碳氮比变化的灵敏度更高。(4)主成分分析表明:土壤微生物多样性主要受纬度所导致植被类型差异的影响(P0.01),且与土壤碳氮比呈负相关、土壤含水率呈正相关(P0.05)。     

环境介质中喹诺酮类抗生素的前处理与检测方法研究进展

由于在人类医疗保健与集约化禽畜和水产养殖中的大量使用,痕量水平的喹诺酮类抗生素在水体、土壤及沉积物中广泛出现.因此,使用灵敏度高、选择性强的分析方法来检测环境中的痕量喹诺酮类抗生素,对了解其潜在的环境风险极为重要.本文综述了水体、土壤及沉积物样品中喹诺酮类抗生素萃取、富集与检测方法的最新进展.固相萃取(solid phase extraction,SPE)和超声/微波辅助萃取联合SPE分别是萃取和富集液相和固相(土壤和沉积物)样品中喹诺酮类抗生素最成熟可靠的方法.液相色谱-荧光检测联用和液相色谱-串联质谱联用技术是使用最为广泛的常规分析方法.此外,近年发展的免疫测定、生物传感器与电化学方法有望在筛检方面替代昂贵的仪器分析,尤其在现场实时监测领域具有较好的应用前景.     

吹扫捕集/气相色谱-原子荧光光度法测定土壤和沉积物中烷基汞

本文将原子荧光光谱检测技术与吹扫捕集/气相色谱检测技术联用,结合优化的碱性法消解前处理技术,建立了碱性法消解-吹扫捕集/气相色谱-原子荧光光谱(PT-GC-AFS)联用技术测定土壤和沉积物中烷基汞含量的方法,能够在一次分析中同时获得样品中甲基汞和乙基汞的含量.本文分别用酸性法和碱性法处理了沉积物标准样品ERM-CC580、沉积物实际样品和土壤实际样品,重点比较了本方法提出的碱性法消解和使用率较高的酸性法消解两种前处理方式.采用本方法处理实际样品进行了色谱分离研究,对低浓度的实际土壤样品进行了检出限实验,用3种不同浓度的沉积物和3种不同浓度的土壤样品验证了精密度,对沉积物标准参考物质ERM-CC580进行了测定,并用两种实际土壤样品和两种实际沉积物样品进行了加标回收率试验.实验表明,碱性法消解精密度和准确度优于酸性法消解,且步骤少、耗时短,使用的试剂种类少、毒性小,方法稳定性高、可操作性强,适用于分析测试实验室大量土壤/沉积物样品的烷基汞测定.采用碱性法消解土壤/沉积物样品,目标物实现完全分离,甲基汞、乙基汞的线性相关系数分别为0.9999、1.0000,最低检出限分别为0.02μg·kg~(-1)、0.10μg·kg~(-1)(取样量为0.50 g),样品分析甲基汞、乙基汞的RSD范围分别为1.0%—4.7%、2.5%—6.0%,加标回收率范围分别为85.1%—109%、90.3%—96.3%.     

采用安捷伦5977B GC-MS测定土壤中有机氯农药含量

本文采用安捷伦7890B_5977B GC-MS测定土壤样品中的有机氯农药含量.本文中所涉及的样品前处理方法以及仪器分析方法完全参考环境标准《土壤和沉积物有机氯农药的测定气相色谱-质谱法》环境报批稿以及土壤样品前处理标准HJ783-2016规定的样品前处理要求和仪器分析条件.采用加压快速溶剂萃取的提取方法,结合弗罗里硅土净化法,对土壤样品进行提取与净化,建立了详细的前处理标准操作步骤和方法分析流程.此方法成功应用于土壤中26种有机氯农药的分析测定,样品加标回收率达到了73.0%—116.2%(标准要求40%—150%),仪器最低检出限为0.07—0.39μg·kg~(-1)(标准0.02—0.09 mg·kg~(-1)),方法检出限为0.01—0.08μg·kg~(-1)(标准0.08—0.36 mg·kg~(-1)).     

采用安捷伦5977B GC-MS测定土壤中硝基苯类化合物含量

本文采用安捷伦7890B_5977B GC-MS测定土壤样品中的硝基苯类化合物含量.样品前处理方法以及仪器分析方法参考《GC-MS测定半挥发性有机物》(EPA method 8270D)和土壤样品前处理标准HJ 783—2016规定的样品前处理要求和仪器分析条件.分别采用两种加压快速溶剂萃取的提取方法,结合弗罗里硅土净化法,对土壤样品进行提取与净化,建立了详细的前处理步骤并对处理过程中的要点进行描述.此方法成功应用于土壤中14种硝基苯类化合物的分析测定,样品加标回收率达到了73%—104%(标准要求40%—150%),仪器最低检出限为1.3—2.3μg·kg~(-1),方法检出限为1.4—2.4μg·kg~(-1).     

ICAP法同时测定动、植物样品中痕量元素

本文介绍对生物样品进行同时多元素分析的ICAP方法。讨论了样品分解方法、元素间干扰校正、定量分析下限和线性动态范围。方法回收率在95—110％动物样品分析结果与AAS结果无显著偏差,桃叶标样测定结果与标准值相符。     

生物炭添加对土壤中抗生素和抗性基因的环境行为影响研究进展

近年来,土壤抗生素和抗性基因污染已成为我国新兴的环境问题,生物炭作为土壤改良剂施用到土壤后会影响抗生素和抗性基因的环境行为.本文从我国土壤中抗生素和抗性基因污染现状和潜在风险出发,概述了生物炭添加土壤对抗生素的吸附、解吸及老化的影响,分析了生物炭特性、土壤类型、抗生素种类,和温度、pH值、共存物质等吸附条件对生物炭添加土壤吸附抗生素的影响,阐述了生物炭添加对土壤中抗生素和抗性基因迁移、消散、生物有效性,以及酶和微生物的影响,并对生物炭控制土壤中抗生素和抗性基因的研究前景进行了展望,拟为土壤中生物炭调控技术的发展提供参考.     

黑碳对土壤和沉积物中菲的吸附解吸行为及生物可利用性的影响

利用淡水单孔蚓Monopylephorus limosus的生物富集实验,研究了黑碳对土壤和沉积物中多环芳烃类有机化合物菲生物可利用性的影响,同时研究了黑碳对菲吸附和解吸行为的影响,并用"双元平衡解吸(DED)模型"对解吸行为进行了预测.结果表明,土壤和沉积物中黑碳的存在直接导致了菲在颤蚓体内的生物累积因子(BSAF)的降低,其原因在于菲在黑碳沉积物样品中的不可逆吸附程度的显著增强.研究发现,土壤和沉积物中菲的生物可利用性与土壤和沉积物中菲的吸附相浓度无关而与孔隙水浓度密切相关.     

气相色谱-离子阱-多级质谱法测定土壤中14种有机氯农药

有机氯农药（Organochlorine Pesticides,OCPs）是一类重要的难降解有机污染物,对土壤中这类农药的监测和研究非常必要,但土壤中有机氯农药残留前处理方法大多步骤繁琐,耗时耗溶剂,土壤样品的前处理远比液体和蔬菜等样品复杂,且在很大程度上样品的前处理决定着分析结果的准确性和可靠性.     

应用四种体外消化方法比较研究场地土壤中重金属的生物可给性及其人体健康风险

本研究采用PBET(physiologically based extraction test)、DIN(Deutsches Institut für Normung)、IVG(Invitro Gastrointestinal)和UBM(Unified BARGE Method)等4种体外消化方法,比较8个工矿废弃场地土壤中6种典型重金属的生物可给性并进行健康风险评估分析.结果显示,在4种方法的胃阶段,土壤Co、Ni、Cu、Zn、As和Cd的生物可给性范围分别为1.57%—88.07%、6.69%—129.78%、8.68%—122.62%、18.55%—128.75%、4.17%—61. 14%和32. 22%—118. 44%;小肠阶段分别为0—43. 49%、3. 12%—61. 94%、4. 75%—123. 91%、1.48%—99.02%、5.93%—39.70%和8.48%—67.83%.总体而言,采集的场地土壤中多数重金属生物可给性在各方法的胃阶段均显著高于小肠阶段.土壤重金属在胃阶段的生物可给性分析显示,Co、Ni、Cu和As在UBM和IVG方法中较高,Zn在DIN方法中最高,Cd在UBM和DIN方法中高于其他方法.土壤重金属在小肠阶段的生物可给性分析显示,Co和Ni在UBM方法中最高,Cu在DIN和UBM方法中高于PBET和IVG方法; Zn生物可给性的顺序为DINPBETIVGUBM; As和Cd在IVG方法中均较高.与基于总量的重金属健康风险评估相比,采用生物可给性为评估参数,对8个场地土壤进行的评估分析显示风险水平显著降低,本研究中的场地土壤若采用基于总量的评估方法可能会高估重金属污染的风险.     

秸秆生物炭施用对玉米根际和非根际土壤微生物群落结构的影响

为探究生物炭施用对土壤微生物群落结构与功能的影响,以广东博罗某生态农业实验基地玉米地为试验对象,设置3个处理,分别按0(C)、5(B1)、10(B2)t·hm~(-2)施加秸秆生物炭,分别于第7天、14天、21天后采集根际土壤及非根际土壤样品,通过对玉米根际及非根际土壤细菌16S rDNA进行高通量测序分析,结合16S rDNA PICRUSt功能预测技术,探究生物炭施用对玉米根际土壤及非根际土壤微生物群落结构与功能的影响。结果表明,与空白对照组相比,施加生物炭可明显增加玉米非根际土壤微生物群落多样性,施加21 d后C组、B1组和B2组chao1指数分别为1 261、2 707和2 472;对根际土壤微生物多样性影响不显著(P=0.406)。施加5t·hm~(-2)生物炭后,玉米根际土壤酸杆菌门(Acidobacteria)相对丰度升高,但施加10 t·hm~(-2)生物炭处理酸杆菌门(Acidobacteria)相对丰度降低。在科水平上,施加生物炭后,玉米非根际土壤黄色单胞菌科(Xanthomonadaceae)受到明显抑制,而施加生物炭与否及施加量多少对根际土壤黄色单胞菌科(Xanthomonadaceae)丰度高低影响不显著(P=0.857)。PICRUSt预测结果表明,生物炭施加对玉米土壤微生物群落代谢、遗传、信息传递等过程产生影响,从而改变微生物的群落结构及生态功能。综上,施用生物炭会影响玉米土壤微生物群落结构与功能,相对于施加10 t·hm~(-2)处理,施加5 t·hm~(-2)处理对土壤微生物群落结构的影响效果更为显著。该研究结果可为生物炭农业化利用机制研究及施加量选择提供参考。     

气相色谱串联三重四极杆质谱在持久性有机污染物分析中的应用

三重四极杆质谱的多重反应监测模式适合痕量有机化合物的分析,应用气相色谱串联三重四极杆质谱(GC-MS/MS)检测多环境介质中持久性有机污染物有逐年增多的趋势.本文综合评述了GC-MS/MS在水体、大气、土壤、沉积物和生物样品中持久性有机污染物分析方面的应用.