微耗损固相微萃取技术及其在有机污染物自由溶解态浓度测定中的应用

自由溶解态浓度可用于评价污染物的生物有效性,评估污染物的环境风险.本文介绍了微耗损固相微萃取(nd-SPME)技术测定自由溶解态浓度的原理、测定条件和基质干扰等影响因素,并着重总结归纳了nd-SPME技术在在环境基质和生物基质中有机污染物自由溶解态浓度测定中的应用.     

微塑料吸附有机污染物的研究进展

微塑料作为一种新型环境污染物在全球环境介质中普遍存在,其存在可能会影响传统有机污染物的分布、迁移和环境归趋.微塑料本身具有强疏水特性和较大的比表面积,使其能够有效地吸附有机污染物并将其输送到生物体内,从而改变微塑料潜在的环境风险.微塑料与有机污染物之间的相互作用机制主要受二者自身的理化性质,及溶液pH、温度、盐度、溶解性有机质和老化作用等环境因素的影响.本文从微塑料的基本特性、与有机污染物的作用机制、环境影响因素,以及二者复合对有机污染物生物有效性的影响等方面进行了综述,并提出微塑料与有机污染物相互作用研究中亟需解决的问题和未来的研究方向.     

(可降解)微塑料颗粒吸附有机污染物及对其生物有效性的影响

微塑料是环境中一类不断增加的新兴污染物,工业生产活动以及日常生活是环境中微塑料的主要来源,同时农用塑料薄膜的残留对其也有贡献.鉴于不可降解塑料在环境中的持久性,作为传统塑料的替代品,可降解塑料的应用越来越多.然而,当前针对陆地系统微塑料的研究主要集中于不可降解材质的微塑料,针对可降解塑料作为微塑料来源的研究则十分匮乏.由于微塑料的憎水性和较大比表面积,进入环境中的微塑料能够通过分配作用和表面吸附作用大量吸附环境中的有机污染物从而改变被吸附物质的生物有效性;同时随着塑料的风化,生产过程中添加的大量助剂也会逐渐进入环境中.与不可降解微塑料相比,可降解微塑料的性质有很大不同,可降解微塑料与污染物的相互作用及对其生物有效性的影响也与不可降解微塑料不同.另外,可降解微塑料进入环境后,粒径及表面性质可在较短时间内产生变化,这些变化对可降解微塑料与有机污染物的相互作用及对所吸附有机污染物的生物有效性的影响有待研究.     

生物炭吸附有机污染物的研究进展

生物炭(biochar)是指生物质在缺氧条件下热裂解产生的一种产物.由于其精致的孔隙结构和独特的表面化学性质,对环境介质中的有机污染物有超强的吸附能力,进而影响污染物的迁移与归宿.近年来生物炭对有机污染物的吸附特性及机理研究已成为环境科学领域的研究热点之一.本文从生物炭的典型性状、吸附有机污染物的机理、影响因素以及对土壤中有机污染物生物可给性的影响等方面进行了综述,并提出生物炭吸附有机污染物未来的研究方向.     

基于有机污染物生物有效性的土壤环境质量基准的探讨

我国的土壤污染日益严重,由于污染物对土壤生物产生的毒性效应与其生物有效态含量相关,以污染物总量为指标的土壤环境质量标准已无法满足当前土壤管理的需求,亟需开展以生物有效性为基础的土壤环境质量基准的研究工作。目前对土壤中重金属的生物有效性的研究较为深入,但是针对有机污染物的土壤生物有效性研究相对匮乏。本研究综述了有机污染物在土壤中的结构形态、吸附吸收和迁移转化,以及影响土壤中有机污染物生物有效性的关键因素。从我国有机污染物的污染现状、土壤类型分布情况,以及物种选择3个方面对基于生物有效性的土壤环境质量标准/基准的制定进行探讨,以期为我国根据国情制定适合本土特征的生态安全土壤质量标准提供借鉴。     

有机质官能团及微孔特性对疏水性有机污染物吸附的影响机制

作为重要的地质吸附剂,土壤/沉积物中的有机质是环境中疏水性有机污染物主要的汇.由于有机质的结构异质性,疏水性有机污染物一旦进入其中,会被吸附在不同的位点上,反应活性和生态风险进而会发生变化.对疏水性有机污染物在有机质上的吸附进行研究有助于了解其在环境中的分布,传输及生物有效性.本文就疏水性有机污染物在土壤/沉积物中的有机质上吸附的国内外研究进展进行了综述,讨论了重要有机质组分(腐殖质和碳黑)的结构和吸附作用差异性,重点分析了有机质的微孔特性和官能团对吸附的影响机制.     

天然有机质疏水性定量方法及吸附预测模型

天然有机质是有机污染物在土壤和水环境中的重要赋存相，显著影响有机污染物的传输、归趋和生物有效性.有机污染物的有机碳-水分配系数是污染物迁移积累模型的核心参数.如何准确、快速地评估有机污染物在天然有机质上的吸附行为是环境科学研究的一个重要科学问题.该方向的研究内容主要包括有机污染物和天然有机质性质定量描述、有机污染物-天然有机质作用机制解析和吸附预测模型构建三个环节.学界在有机污染物-天然有机质作用机制解析方向取得了丰硕的成果，在天然有机质性质定量描述和吸附预测模型构建方向仍有广阔的发展空间.本文系统评估了现有的天然有机质疏水性定量方法和天然有机质吸附预测模型.通过对方法和模型优缺点和适用范围的系统分析，揭示了现有研究的不足，展望了未来研究的主要方向.     

全氟化合物污染现状及与有机污染物联合毒性研究进展

全氟化合物(perfluorocarbons,PFASs)作为一种新型污染物已引起广泛关注.PFASs在环境中具有持久性和生物毒性,并可以通过食物链传递,在生物体内富集并产生生物学放大效应.近年来已成为全球性污染物,并已在各类环境介质、生物体及人体内被检出.因此本文主要综述了当前国内外PFASs在不同环境介质中的污染现状,比较分析了 PFASs及与其他有机污染物对生物的单一、联合毒性并对PFASs污染治理和防控提出了展望,为今后PFASs的研究及毒理学评价提供参考依据.     

几类有机污染物的微塑料/水分配系数的线性溶解能关系模型

水体中的微塑料会吸附其中的有机污染物,影响有机污染物和微塑料的环境归趋和生态毒性。研究微塑料对有机污染物的吸附行为,对于评价有机污染物和微塑料的环境赋存、迁移及生物有效性有重要意义。污染物在微塑料与水之间的平衡分配系数(Kd),是表征微塑料对有机污染物吸附能力的重要参数。实验方法难以逐个测定众多有机污染物的Kd值,有必要发展其预测模型。本研究搜集了有机污染物的线性溶解能关系(LSER)参数及Kd值,构建了可预测有机污染物在聚丙烯微塑料与海水、聚乙烯微塑料与海水、聚乙烯微塑料与淡水之间Kd值的LSER模型。模型具有良好的拟合优度(R2adj介于0.794~0.903)、稳健性(Q2LOO和Q2BOOT分别介于0.763~0.863和0.720~0.804)和预测能力(R2ext和Q2ext分别介于0.886~0.971和0.825~0.954),能够用于预测多氯联苯、多环芳烃、六氯环已烷和氯苯类有机污染物的Kd值。     

黑碳对污染物环境地球化学过程的影响

黑碳是生物体和化石燃料不完全燃烧形成的一种富含芳香族基团的产物,普遍存在环境中.由于其具有超强的吸附能力,影响污染物在环境中的存在形态,进而影响其生物有效性,并最终改变污染物的归宿.因此,有必要考察黑碳对环境中的污染物的环境行为的影响进行研究,才能更加准确地预测污染物在环境中的归趋.文章在黑碳对污染物的吸附及其影响因素、黑碳对污染物的生物毒性和污染物的生物降解影响方而进行了综述,并提出黑碳对污染物环境地球化学过程影响的末来研究方向.     

生物修复中有机污染物的生物可利用性

论述了土壤和地下水生物修复中有机污染物的生物可利用性。污染物的可利用性对生物修复速率和生物强化效率有重要影响。生物可利用性是指土壤和地下水中的微生物或其胞外酶对有机污染物的可接近性，它受土壤理化性质、污染物和微生物性质、污染接触时问等许多因素的综合影响。污染物的介质吸附、多相分配、老化和形成非水相基质，以及土壤微生物的吸附、过滤和沉降作用降低了污染物的可利用性。促进土壤中污染物和微生物的解吸附，增强非水相基质的溶解，加速土壤污染物与微生物之间的质量传递，可以增强污染物的可利用性和生物降解的速率。施用表面活性剂和电动力学方法可有效地增强污染物的生物可利用性。     

生物扰动对沉积物中污染物环境行为与生物可利用性的影响

疏水性有机污染物进入环境水体后易于与沉积物结合,对沉积物中的底栖动物造成危害。底栖动物引起的生物扰动作用可以通过改变沉积物的地球化学性质,对其中污染物的赋存形态、迁移转化和生物可利用性产生重要影响。在综述了国内外生物扰动影响沉积物中污染物环境行为和生物可利用性的最新研究进展基础上,重点讨论了沉积物颗粒交换、水体环境条件改变、疏水有机污染物解吸释放过程以及对生物扰动影响的定量化表征。最后对该研究方向进行了展望,指出应重点研究多种污染物及不同生物共存条件下的生态效应,以及造成沉积物扰动的影响因素的定量化表征等。     

Ecotoxicological testing of soil by four bacterial biotests

The objective of this work was threefold. Firstly, this paper intends to introduce four microbial toxicity screening methods (Bacillus subtilis agar diffusion method, Azotobacter agile and Pseudomonas fluorescens dehydrogenase enzyme inhibition tube test, and Photobacterium phosphoreum contact toxicity test) for the investigation of contaminated solid samples such as soil and sediment. Secondly, this work was carried out to prove that both soil characteristics and chemical form of contaminants influence the bioavailability of contaminants and alter the toxicity of soil sample considerably. Thirdly, the sensitivity of the above mentioned four biotests to different contaminants of the soil (heavy metals, organic compounds) was determined and compared. The data evaluation was processed by computer aided statistical methods such as cluster, correlation and principal components analysis by the use of Statgraphics^R.

According to cluster analysis carried out separately for chemical data and biological data, we observed that those samples that have similar chemical composition do not show similar toxicity, which is probably due to different bioavailability of contaminants, the impacts of soil characteristics as well as interaction of contaminants. According to the investigation of sensitivity of the examined four biotests the following conclusion could be drawn: P. phosphoreum and A. agile tests are similar in the sense that they are sensitive to Cu to a large extent and also to PAHs and hydrocarbons (CH) to a lesser extent. B. subtilis test corresponds well with P. fluorescens test method since both tests give good correlation with heavy metals. Neither B. subtilis nor P.fluorescens biotests are sensitive to organic soil contaminants such as PAH and CH.     

Thermodynamische Modelle für die Bioverfügbarkeit organischer Chemikalien

In aquatic systems, the bioavailability of chemical contaminants is determined via the physicochemical properties of the compounds and the organic matrices as well as through the milieu parameters of the water. The amount of substance freely dissolved in water yields an approximate characterization of the bioavailable fraction, which can be reduced substantially through the sorption of particulate or dissolved organic matter. For ionogenic compounds, a distinction must be made between the initial substance and dissociated or protonated species which, according to recent results, may also contribute to the bioconcentration found in organisms. The lipophilicity model to estimate bioconcentration factors initially refers only to an estimation of the freely dissolved compound concentration. Analysis of the bioaccumulation of sediment-borne contaminants shows that the uptake mainly occurs via the interstitial water and can be adequately described with the lipophilicity model.     

微塑料与污染物相互作用的研究进展

微塑料广泛存在于环境中,其比表面积大、吸附性强,可吸附环境中的重金属、有机物、微生物等污染物,并改变它们在环境中的归趋;同时,这些污染物也会影响微塑料的性质及其在环境中的吸附、迁移、降解等行为,进而对生态环境产生潜在风险.开展微塑料与污染物的相互作用研究是进行微塑料环境风险评价的基础.当前相关研究多集中于微塑料的分布及其对不同污染物的吸附作用等方面,而污染物对微塑料性质的影响研究及吸附后它们性质变化的研究相对较少.据此本文总结了微塑料在环境中的分布情况;以吸附为例,梳理了相互作用过程的影响因素和机理;综述了微塑料与污染物相互作用的研究现状;最后基于此展望日后的研究方向,以期对未来微塑料的相关研究提供参考和帮助.     

Surfactants in sludge-amended agricultural soils: a review

Surfactants are included in different detergent formulations and are one of the most ubiquitous and important families of organic compounds. Although the generic term applies to a great number of products, 80% of their demand is covered by only ten types of compounds. The global surfactant market volume size is more than 18 million tons per year. Large quantities of surfactants are continuously released into the environment, where they can or cannot be degraded depending on their structure. The alkylbenzenesulphonate (LAS) is the most widely used surfactant. LAS can be degraded under aerobic conditions but is persistent in the environment under anaerobic conditions. Surfactants may enter the terrestrial environment through several routes, with the use of sewage sludge as fertiliser on agricultural land being by far the most important. High concentrations of surfactants and their degradation products may affect the biota. On the other hand, due to their amphiphilic nature, surfactants may interact both with inorganic as well as organic contaminants affecting their bioavailability.     

有机紫外防晒剂内分泌干扰效应研究进展

有机紫外防晒剂是一类新兴环境污染物,大量研究表明,部分有机紫外防晒剂能模拟生物体内多种激素的作用,干扰动物和人体正常的内分泌功能,造成严重的健康威胁.本文在大量文献调研的基础上,从个体水平、器官水平、细胞水平和分子水平4个层次,就有机紫外防晒剂对生殖系统、青春期发育、成活率、pS2蛋白、卵黄蛋白原及激素受体等多方面的影响进行了综述,以加深对紫外防晒剂的认识,也为紫外防晒剂的正确使用及相关部门对其进行科学管理提供参考.     

前哨动物在环境污染物人体健康风险评价中的应用

前哨动物能够在污染物对生态系统或人体健康产生明显影响之前做出反应,所以利用前哨动物能够对环境污染的健康风险做早期预报,同时可提供环境中污染物种类、污染水平、生物可利用性、富集代谢等多方面的信息.虽然来自前哨动物的信息不能直接外推于人,但由于动物和人体结构和功能的相似性,这些信息可作为污染物对人体作用的早期警报.论文对作为前哨动物的某些鱼类、两栖动物和哺乳动物在环境污染物人体健康风险评价中的应用进行了简要概述,讨论了它们作为前哨动物各自的优缺点和适用范围,最后建议在国内大力开展前哨动物生态毒理学调查,以促进人体健康风险评价工作.     

巢湖生态系统中微量有机污染物的研究进展

本文综述了目前巢湖生态系统中微量有机污染物研究的主要进展。巢湖微量有机污染物研究起步较晚,但发展较快。目前已研究的微量有机污染物包括有机氯农药、多氯联苯、多环芳烃、多溴联苯醚、邻苯二甲酸酯、全氟烷基酸类物质、四溴双酚A、抗生素和有机磷农药。研究内容主要包括水、大气、降尘、沉积物、悬浮物、水生生物等多介质分布、来源解析、跨界面迁移、归趋模拟与风险评估等方面。期望本文的综述,可以为巢湖微量有机污染物风险管理和水质改善提供重要决策支撑,对于在其他湖泊开展此类研究有所裨益。