滑坡一体化全维度监测预警技术进展与展望

为应对我国复杂多变地质环境下工程活动与自然地质作用的叠加效应,突破单一化监测手段在表征滑坡灾变演化过程中的局限性,以实现滑坡隐患早期识别和灾害精准预警,首先概括性描述当前用于滑坡监测的天基、空基、地基与体基的天-空-地-体一体化全维度监测预警技术的研究现状;然后从隐患早期识别与应急监测、多源多维一体化智能监测、新材料、新工艺交叉监测及基于分布式声学感测(DAS)技术的海底滑坡监测等方面,总结近年来滑坡监测预警领域中理论、技术与应用方面取得的成果;最后基于多种监测技术的局限性,展望滑坡监测面临的挑战与发展趋势。研究表明：通过综述性对比滑坡一体化全维度监测预警技术,得出多种技术的适用条件和优缺点,然而由于这些技术的指标差异,往往会导致数据漏判与误判,未来应将研究重点聚焦于预警判据标准和系统建模方面。     

三清山天门丛峰

江西三清山属典型的岩石峰林地貌景观,由燕山末期(87.4Ma)侵位的黑云母花岗岩经地壳抬升并受地表水切割而成,尚处于峰林地貌发育的壮年期。天门丛峰是景区最具代表的连座式峰丛群,峰林高达数十米至百米。     

水体中黑碳对斑马鱼胚胎的生长发育危害识别

黑碳(BC)是含碳物质不完全燃烧后产生的残留物,广泛分布于水体、土壤和大气中,目前对于BC对水生生物的生态效应研究还十分有限。通过燃烧煤油获得BC,以斑马鱼胚胎为模式生物,研究了质量浓度分别为0,0.05,0.5和5 mg/L的BC悬浮溶液对斑马鱼早期生命阶段的生长发育毒性。结果表明,煤油源BC对斑马鱼具有明显的毒性作用,与对照组相比,BC暴露明显增加了斑马鱼的死亡率和心率,显著降低了孵化率和体长,导致斑马鱼形态畸形并且畸形率呈浓度依赖性。5mg/L的BC对斑马鱼的各项生长发育指标影响并非是最大的,可能与BC颗粒在水溶液中的聚集有关。该研究为BC在水生环境中的危害识别提供实验依据。     

空气负离子暴露对秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的生物学效应

利用模式生物秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)研究了电晕法空气负离子(Electrically generated negative air ions,ENIs)暴露的生物学效应.将成年野生型和mev-1突变型线虫及新鲜虫卵持续暴露于空气负离子中(空气负离子剂量1×105～1.5×105ions·cm-3),观察空气负离子暴露对线虫发育周期、寿命、繁殖性能和性腺细胞凋亡的影响.结果表明:空气负离子暴露可显著加速野生型和mev-1突变型线虫发育(p<0.05),缩短寿命(p<0.05),与野生型相比,空气负离子暴露对mev-1突变线虫寿命影响更大(p<0.05);空气负离子暴露可显著降低线虫后代数量(p<0.05),原因可能在于空气负离子暴露显著诱导性腺细胞凋亡的增加(p<0.05).以上结果表明,持续空气负离子暴露对线虫具有损伤作用,mev-1基因突变导致线虫对空气负离子暴露更加敏感.     

稀有鮈鲫神经发育相关基因的克隆、同源性分析及组织分布

作为重要的本土模式鱼类,稀有鮈鲫神经发育相关的生物学背景几乎空白,导致其在神经毒性评价方面的应用受到限制。本文从稀有鮈鲫脑部克隆得到了神经发育相关的神经生长因子(nerve growth factor;ngf)、脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor;bdnf)、胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein;gfap)、髓鞘相关糖蛋白(myelin-associated glycoprotein;mag)、P0蛋白(myelin protein zero;mpz)、微管蛋白α1(α1-tubulin)和Y染色体性别决定基因10(SRY-box containing gene 10;sox10)等基因的片段,并对其进化树及表达谱进行了分析。序列分析表明,bdnf的核苷酸序列与鲫鱼、鲤鱼的同源性最高,均为98%;gfap、ngf、mag和α1-tubulin与斑马鱼的同源性最高,分别为95%、92%、92%和96%;mpz与黑头软口鲦的同源性最高,为94%;sox10与鳙鱼同源性最高,达97%。表达谱分析结果表明,ngf、bdnf、mag、mpz、α1-tubulin和sox10基因均在脑组织中表达量最高,gfap在脊髓中表达量最高,上述结果为这一模式鱼类在神经发育学和神经毒性效应评价方面的应用奠定了基础。     

三氯乙基磷酸酯阻燃剂对日本鹌鹑胚胎的发育毒性

三氯乙基磷酸酯(tris(2-chloroethyl)phosphate,TCEP)是有机磷阻燃剂的一种。文献报道TCEP在多种环境介质中均有检出,且检出浓度较高,同时被报道能够产生神经毒性与致癌性,然而其对生态生物在敏感生命阶段的发育毒性还不清楚。为研究TCEP对鸟类的发育毒性,本次试验采用胚胎注射的方法,用TCEP对日本鹌鹑胚胎进行21 d暴露,研究TCEP对鹌鹑胚胎的致死效应和对体重以及脏器系数的影响。实验结果显示TCEP对鹌鹑胚胎的LD50为118μg·g~(-1)egg,95%置信区间为73.3~163μg·g~(-1)egg,最低效应浓度(LOEL)是83.1μg·g~(-1)egg,最高无效应浓度(NOEL)是8.31μg·g~(-1)egg。脏器系数的方差分析结果显示TCEP对幼鸟的肝脏、脑、心脏的发育产生显著的影响,166μg·g~(-1)egg浓度下,鹌鹑胚胎的肝脏(P=0.0005),脑(P=0.0024)和心脏(P=0.0005)的脏器系数受到了明显的影响。本次试验的结果为开展TCEP对鸟类的生态风险评估提供了数据支撑。     

生物炭早期植物毒性评估培养方法研究

为更加科学地评估生物炭潜在植物毒性,采用生物炭(B)、生物炭+土壤(B+S)、生物炭水浸提液+土壤(AE+S)、生物炭+石英砂(B+Q)、生物炭水浸提液+石英砂(AE+Q)5种不同的培养方法进行早期植物毒性效应实验。比较分析不同培养方法中西红柿种子发芽率、根长、芽长对生物炭的响应。结果表明:在5种培养方法中,随生物炭剂量增加,西红柿种子发芽率、根长、芽长呈现先增后降的变化趋势。虽在低剂量生物炭处理下(10.0 g·kg~(-1)),种子萌发表现出促进作用。但随剂量增加,除B+S和AE+S外,均表现出一定的抑制作用,且当剂量为160.0 g·kg~(-1)时,抑制作用达到最大。对比有土和无土培养方法中种子萌发情况发现,在高剂量下,无土培养方法中种子发芽率,根、芽生长所受抑制作用显著高于有土培养方法。无土方法中,尤其AE+Q方法中,高剂量生物炭对种子发芽率、根长、芽长表现出最大的抑制作用,其中发芽率抑制率为91.1%,根长抑制率为77.7%,芽长抑制率为93.7%。综合比较分析,生物炭水浸提液+石英砂(AE+Q)的培养方法干扰因子少,可提高毒性响应灵敏度。因此,在生物炭早期植物毒性效应评估中,该法可作为推荐的培养方法。     

应用黑斑蛙胚胎测试化学品发育毒性的方法

选择合适的尤其是本土生物种进行化学品生态毒性评估,对于各国化学品的环境管理十分重要.本文选择我国本土两栖种黑斑蛙的胚胎为试验生物,以半数致死浓度LC50、半数致畸浓度TC50、致畸指数TI及最小抑制生长浓度MCIG为终点指标,建立了黑斑蛙胚胎发育毒性试验方法.以五氯酚、视磺酸、氯化镉、重铬酸钾为测试物研究了方法的敏感性,并以五氯酚为测试物研究了方法的可重复性.结果显示:五氯酚、视磺酸、氯化镉和重铬酸钾对黑斑蛙胚胎的LC50分别为572.3 μg·L-1、54.8 μg·L-1、6.8 mg·L-1和97.5 mg· L-1.五氯酚、视磺酸和氯化镉对黑斑蛙胚胎的TC50分别为246.5 μg·L-1、18.7 μg· L-1和3.4 mg·L-1,TI分别为2.3、2.9和2.0,MCIG分别为160.0 μg· L-1、10.1 μg·L-1和2.4 mg·L-1.重复性试验发现,五氯酚的LC50、TC50、TI及MCIG的变异系数分别为12.6％、18.0％、23.0％和18.6％.与文献中非洲爪蟾胚胎试验的数据比较,这些数据显示黑斑蛙胚胎与非洲爪蟾胚胎对测试物的敏感性存在一定的差异,各个终点指标的变异系数相当.因此,本文建立的黑斑蛙胚胎发育毒性试验可以用于化学品的发育毒性评价,为我国化学品环境管理提供技术支持.     

不同尺度纳米镍对秀丽线虫的发育毒性

应用模式生物-秀丽隐杆线虫研究金属纳米镍的生殖发育毒性.采用20 nm和90 nm镍分别以2.5和5.0 μg·cm2两个剂量对秀丽隐杆线虫进行染毒,并以微米镍和生理盐水作对照,采用后代数目、世代时间、形态和体长、寿命和半数致死率等生殖发育相关评价指标,对纳米镍生殖发育毒性进行评价.结果发现,与生理盐水对照组和微米镍组比较,秀丽线虫暴露于20 nm和90 nm镍的两个剂量组后,均表现出生殖和发育的异常(P)＜0.01),并有剂量依赖性.且90 nm镍暴露对秀丽线虫后代数目、世代时间、形态和体长、寿命和半数致死天数等指标的缺陷作用均显著于20 nm镍.研究表明,纳米镍可影响秀丽线虫的生殖和发育功能,这一效应与纳米粒径和暴露浓度有关.此结论可为制定纳米镍的接触限值标准提供参考.     

城市化对上海河网结构和功能的发育影响

城市化河网水系的演变产生了深刻的影响,也使城市化地区水系的界定变得模糊。基于水利片这一城市集排水的基本单元,借鉴上海水务部门河流等级管理系统,探讨了上海河网的结构特征以及城市化对河网发育的影响。研究表明,上海河网发育基本符合水系发育的一般规律;城市化已经成为改变城市地区河网结构发育趋势的主导因素,其影响集中地表现为河网长度发育能力的弱化、河网结构简单化和河道形态的人工化;河网结构与水网功能之间有着密切的关联;水面率、河面率、平均分枝比、平均长度比、单位面积槽蓄容量和单位面积可调蓄容量是上海城市河网结构和功能的主要表征指标。