生物和非生物因素对蚯蚓驱动土壤中微塑料垂向迁移的影响研究

微塑料作为一种新污染物,其污染已成为全球广泛关注的热点环境问题。农田土壤中微塑料污染对食物链和陆生生态系统构成了潜在威胁。本文通过中宇宙试验装置,模拟了农田土壤中不同生物因素(跳虫、蚯蚓密度、植物根系)和非生物因素(微塑料的类型和老化、暴露时间、淹水)的变化,探索了上述变化对蚯蚓驱动土壤中微塑料垂向迁移的影响。结果表明,微塑料的垂向迁移量随土壤深度的增加而减少;跳虫的存在和蚯蚓密度的增大对土壤中微塑料垂向迁移产生积极影响;植物根系的生长则倾向于将微塑料保留在表层土壤,从而减少蚯蚓对微塑料的垂向迁移;不同微塑料类型对其在土壤中的垂向迁移影响由大到小依次为聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET);短期老化未影响蚯蚓垂向迁移土壤中微塑料;随着暴露时间的增加,更多的微塑料垂向迁移到深层土壤中;淹水可促进土壤中微塑料的垂向迁移。该研究揭示了蚯蚓驱动土壤中微塑料的垂向迁移规律与影响因素,为认识农田土壤中微塑料的迁移规律提供了科学依据。     

不同品种烟草对轻度污染耕地土壤中镉的累积特征与减量修复潜力

烟草(Nicotiana tabacum L.)具有生物量大、适应性强、栽培面积广、栽种技术成熟等特点,对镉污染土壤可能具有较大的植物修复潜力。为了比较轻度镉(Cd)污染土壤上不同品种烟草对镉的积累能力和减量修复潜力,以烟草品种云烟87和K326为研究对象,采用盆栽试验比较了两种烟草在台州(铁聚水耕人为土,Cd 0.83 mg·kg^-1)和徐州(砂姜钙积潮湿变性土,Cd 0.76 mg·kg^-1)两种不同类型镉轻度污染土壤上的生长状况和镉累积特征,以及烟草收获后土壤中有效态Cd(CaCl2和NH4OAc提取态)和总Cd的质量分数变化,评估了2种烟草对轻度Cd染土壤的减量修复潜力。结果表明,种植50 d后,同一品种在台州土壤中的株高、根和茎干质量显著高于徐州土壤,但同一土壤上生长的两种烟草之间在株高、地上部鲜质量和干质量等指标方面均无显著性差异。在2种土壤上,烟草K326的叶片中Cd质量分数(15.1-25.3 mg·kg^-1)均显著高于云烟87(11.7-20.7 mg·kg^-1),但2种烟草的根和...     

柠檬酸对污染棕壤中镉的去除优化及结合形态影响

针对农田土壤重金属污染,研究了有机酸对土壤中镉的去除条件优化及结合形态的影响,旨在发展一种环境友好、可原位且永久去除土壤中镉（Cd）的淋溶暗排联合净化方法.采用环境友好型淋溶剂柠檬酸,通过批试验确定淋溶最佳参数（柠檬酸浓度、固液比、淋溶次数、淋溶时间和淋溶方式）.同时,将自行设计的淋溶瓶和淋溶暗排箱用于批试验最优化参数验证和原位土壤中Cd清除模拟,用CaO絮凝法除去收集暗排废液中的Cd,并通过BCR连续提取法评估土壤中Cd的迁移性和有效性.结果表明,通过柠檬酸的连续分批浸提,使用0.30 mol·L^-1柠檬酸以1 g∶1.5 mL的固液比连续3次、6 h振荡浸提对土壤中总Cd的淋溶去除率可达81.3%.通过淋溶暗排箱试验,经柠檬酸-水梯度淋溶可有效去除78.0%的Cd,暗排液经CaO絮凝可去除95.6%的Cd;柠檬酸对弱酸提取态、可还原态、可氧化态及残渣态Cd的淋溶去除率分别为83.0%、70.3%、43.9%和25.0%.研究表明,采用淋溶暗排和CaO絮凝的联合方法可快速去除污染农田土壤中的Cd并避免暗排液二次污染.后续研究需进一步扩大试验规模并开展野外验证试验.     

黄海桑沟湾水体及沉积物中微塑料污染特征研究

近年来,有关海洋环境中微塑料污染的研究不断增多,但对高强度人类活动影响下的海湾水体和沉积物中微塑料的研究仍少见报道。为了研究人类养殖活动和水动力对海湾微塑料污染特征和空间分布的影响,本文于2017年12月调查了规模化养殖活动结束后桑沟湾水体及沉积物中的微塑料污染特征。结果表明,桑沟湾水体和沉积物中微塑料类型主要为纤维类、碎片类、薄膜类、发泡类和颗粒类;水体和沉积物中微塑料的丰度范围分别为1.8~31.2 N/L和31.2~1246.8 N/kg;微塑料的平均颗粒大小分别为0.51±0.2 mm和1.54±1.02 mm。从桑沟湾微塑料污染的空间分布特征来看,其丰度高值区主要出现在近岸海域,并且微塑料的丰度由湾内向外海递减的趋势。桑沟湾微塑料丰度和空间分布的异质性主要受海水养殖、生活和航运等人类活动排放和水动力的影响。未来需要进行更加精细化的取样分析,以充分认识海湾生态系统中微塑料污染的时空分布特征。     

腐殖酸作用下酸性多孔介质中纳米TiO2的迁移与滞留机制

探讨了富里酸（FA）和胡敏酸（HA）存在条件下饱和石英砂填充柱中纳米二氧化钛（nTiO₂）的迁移和滞留机制.结果表明,pH 4.0条件下,不存在FA和HA时,nTiO₂不发生迁移;FA和HA吸附到nTiO₂表面,改变nTiO₂电动性质,促进其在饱和多孔介质柱中迁移.随着FA和HA浓度由1mg/L升高至10mg/L,nTiO₂的流出率（填充柱流出液与进液中nTiO₂总量的比值）分别由0.01和0.88升高至0.91和0.94;相同条件下,HA在nTiO₂表面的吸附量比FA大,对nTiO₂迁移性的促进作用也更大.离子抑制nTiO₂的迁移,且CaCl₂影响大于NaCl.相同NaCl浓度,与FA相比,HA作用下nTiO₂的迁移性更强,并且7%~56%的nTiO₂沉降在第二极小势能区,高于FA作用下的4%~17%,更易被重新释放.nTiO₂与石英砂之间的高势垒促进nTiO₂的迁移,而低势垒、第二最小势能、阻塞作用、扩散和重力沉降是nTiO₂滞留的主要原因.     

2种脂类物质对多氯联苯的吸附特性研究

研究了2种脂类物质卵磷脂(PC)和甘油三酯(TG)对PCB28的吸附特性.结果表明,2种脂类物质均可以在8h内达到对PCB28的吸附平衡,吸附量大,且PC高于TG.在PCB28初始浓度为50～250μg·L-1,随着PCB28初始浓度的增加,PC和TG对PCB28的绝对吸附量和相对吸附量均不断增加,其对PCB28的等温吸附均可以用Linear吸附方程较好表征,计算得到PC和TG对PCB28吸附的Kd值分别为38.84L·g-1和20.14L·g-1,PC对PCB28具有更强的吸附能力,脂肪酸碳链长度可能是影响脂类物质吸附机制的主要原因.     

土壤中微/纳塑料的生物健康效应和食物链传递风险

微/纳塑料污染已成为亟待解决的全球性环境问题。微/纳塑料进入土壤后会长期累积在土壤中,并对土壤生态系统健康产生不良影响。该文从土壤生物健康效应和食物链传递风险角度综述了近年来国内外土壤微/纳塑料调查研究进展,分类介绍了土壤中微/纳塑料对植物、动物和微生物的影响及在陆地生物和食物链中的传递,并展望了土壤中微/纳塑料的未来研究方向。该文指出,微/纳塑料广泛存在于不同功能的土壤中,可以被植物吸收和动物摄食,通过食物链传递进入人体。未来需要加强土壤中微/纳塑料污染过程与生物健康效应研究,加强对微/纳塑料在土壤生态系统和食物链中传递的风险评估,为土壤中微/纳塑料的监测、管控和治理提供科学指导和技术方法参考。     

黄海桑沟湾潮滩塑料垃圾与微塑料组成和来源研究

海岸带潮滩中微塑料来源复杂,大块塑料在物理、化学、生物等作用下的破碎是潮滩微塑料的主要来源之一。本研究调查了黄海桑沟湾7个潮滩中不同尺寸塑料垃圾的组成、丰度以及微塑料的形状、颜色、成分等,并通过定性和定量的方式研究塑料垃圾破碎与微塑料的关系以识别微塑料来源。结果表明,聚苯乙烯泡沫在5 mm～2.5 cm、1～5 mm与<1 mm尺寸范围的样品中分别占85%、97%和82%;在>2.5 cm的塑料样品中,与养殖相关的塑料占76%;塑料垃圾和微塑料的总体丰度随着尺寸的减小而增加2～4个数量级。1～5 mm的微塑料丰度与5 mm～2.5 cm的塑料垃圾丰度具有显著相关性。通过对比不同尺寸塑料垃圾与微塑料的形态和成分特征,识别出潮滩中的微塑料主要是由聚苯乙烯泡沫、聚乙烯浮子、黄色海绵、纤维渔绳以及聚丙烯绳等破碎形成,表明养殖活动是桑沟湾潮滩塑料垃圾及微塑料的重要来源。未来需进一步探索微塑料来源的鉴别方法,寻找识别微塑料来源的新证据。     

pH、离子强度及电解质种类对纳米氧化锌聚集和溶解的影响

本文初步探讨了不同pH、离子强度及电解质种类对纳米氧化锌(ZnO NPs)稳定性(聚集沉降和溶解)的影响.沉降实验表明,pH越靠近零电荷点(~pH9.2),ZnO NPs聚集体尺寸越大,沉降速度越快,稳定性越低;中性pH条件下,随着离子强度的增加,ZnO NPs ζ电位绝对值减小,聚集体尺寸相应变大,沉降速度加快,稳定性降低.中性pH时ZnO NPs ζ电位为正值,阴离子较阳离子更易使ZnO NPs聚集沉降,且SO2-4的影响远大于Cl-.溶解实验显示,pH2—11,Zn2+都会释放到溶液中,pH>7.5,ZnO NPs溶解量<5%;pH<6,超过60%的Zn2+释放到溶液中.中性条件下,离子强度越高,ZnONPs越易溶解,且Ca2+对纳米氧化锌溶解的促进作用强于Na+.这表明离子对纳米氧化锌溶解的促进可能源于阳离子与颗粒表面的离子交换机制.     

大连海岸带夏、秋季大气沉降(微)塑料的赋存特征及其表面生物膜特性

微塑料作为一种新污染物,在水体、土壤和大气环境介质中均有分布.相比于海洋和陆地环境中微塑料研究的广度和深度,大气微塑料的研究还处于起步阶段.目前,有关大气环境中微塑料研究较少,对其污染特征和潜在风险的认识还不足.因此,调查了大连海岸带夏、秋季大气沉降样品中微塑料的赋存特征,探索了大气沉降塑料碎片表面生物膜的群落结构与功能特征.结果表明,大连海岸带夏、秋季大气沉降微塑料类型以纤维类为主,颜色以透明、蓝色和黑色为主,粒径以小于1 mm为主,成分主要为聚对苯二甲酸乙二醇酯、赛璐玢和乙烯-丙烯-二烯三元共聚物等(>90%).大连海岸带夏、秋季大气微塑料表面风化特征明显,且有微生物的定殖和生物膜的形成.变形菌门(Proteobacteria)、蓝藻门(Cyanobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)是构成大连海岸带夏、秋季大气沉降塑料碎片表面生物膜的优势菌群.基因功能预测结果表明,大连海岸带夏、秋季大气沉降塑料碎片附生生物膜中存在与人类疾病密切相关的功能基因.本研究结果可为大气微塑料及其附生生物膜的环境与健康风险评估提供科学依据.