Modifications of photochemical efficiency,cellular viability and total phenolic content of Prosopis glandulosa leaves exposed to copper

The effects of copper (Cu²⁺) on photochemical efficiency, cellular viability and total phenolic content in Prosopis glandulosa leaves were evaluated after 4, 8 or 12 h exposure to 0.1, 10 or 100 mM Cu²⁺ using the tissue tolerance test. The results showed that significant reductions (p<0.003) of photochemical efficiency in P. glandulosa leaves were found after 8 h exposure to 100 mM Cu²⁺ compared with controls leaves. The results also showed a significant increase (p<0.05) on electrolyte leakage values in P. glandulosa leaves after 4 h exposure to 100 mM Cu²⁺ compared with control leaves. Total phenolic content in P. glandulosa leaves only differed significantly when exposed 12 h to the highest concentration of Cu²⁺. These results suggest that Cu²⁺ can produce reactive oxygen species that may form hydroxyl radicals that damage proteins and lipids, which in turn causes loss of integrity and reduce photochemical efficiency of leaves. In conclusion, the photochemical efficiency and cellular viability analyses can be used as useful physiological tools to assess early changes in photosynthetic performance of P. glandulosa in response to copper pollution.     

三种菊科入侵植物的生长与化学防御的关系研究

“生活史理论”认为,植物可利用的资源总量是有限的,在植物的不同功能之间存在着此消彼长的权衡关系。入侵植物的生长和化学防御一般优于本地植物,那么其生长与化学防御之间是否存在权衡及其权衡关系怎样,目前尚不清楚。以广东省3种菊科入侵植物[三裂叶蟛蜞菊（Wedelia trilobata （L.） Hitchc.）、飞机草（Eupatorium odoratum）和薇甘菊（Mikania micrantha）]为研究对象,并分别以近缘或伴生的本地植物[蟛蜞菊（Wedelia chinenses）、华泽兰（Eupatorium chinense）和鸡矢藤（Paederia scandens）]为对照,研究入侵植物的生长特性（相对生长率和比叶面积）与化学防御物质（缩合单宁和总酚）含量,并基于这2种光合碳分配的主要形式,探讨入侵植物生长与化学防御之间的权衡关系。结果表明：3种入侵植物的相对生长率均高于本地对照种;薇甘菊的比叶面积大于对照种,而其他2种无明显优势。薇甘菊和三裂叶蟛蜞菊的缩合单宁显著高于对照种,飞机草的总酚含量高于对照种。我们的结果显示,入侵植物的生长和化学防御均优于本地植物,但它们的碳同化能力相近;因此,入侵植物特殊的内在资源分配与利用机制可能是其成功入侵的关键。     

基于土壤酶总体活性评价铅锌尾矿砂坍塌区土壤重金属污染

为探讨利用土壤酶总体活性表征铅锌尾矿砂造成的土壤重金属污染程度,本文对阳朔思的村水稻田、柑橘园和玉米地土壤中铅、锌、铜、镉的有效态质量分数以及参与土壤碳、氮、磷循环的纤维素酶、蔗糖酶、脲酶、蛋白酶和酸性磷酸酶活性进行了测定。结果表明：供试土壤中镉、铅、锌的有效态质量分数（分别为2.39-4.42、173.71-221.66、140.11-244.10 mg＆#183; kg-1）均高于其全量在GB15618-1995《土壤环境质量标准》中的Ⅱ级标准,分别是Ⅱ级标准值的9.56-14.73、2.18-2.77、0.77-1.22倍,并且土壤中有效态镉带来的潜在生态风险最高。为进一步评价铅锌尾矿砂给不同土地利用类型土壤带来的生态环境风险,在对土壤重金属有效态质量分数进行归一化处理后,发现土壤重金属污染程度从高到低依次为水稻田、柑橘园、玉米地。由于土壤中的重金属复合污染物铅、锌、铜、镉对土壤酶活性的影响既有抑制作用,又有激活作用,因此不同土地利用类型下的单一土壤酶活性状态与土壤所遭受的重金属污染程度呈现出不一致的变化规律。而以土壤总体酶活性指数对各样本进行分类,发现水稻田、柑橘园、玉米地的土壤总体酶活性指数分别为4.345、5.153、5.502,其结果与以重金属有效态归一化处理之后获得的综合污染指数划分结果呈反比,从而说明利用土壤总体酶活性指数来表征不同土地利用类型下的土壤重金属综合污染状况是切实有效的。     

ADDRESSING TOTAL PHOSPHORUS IMPAIRMENTS WITH WATER QUALITY TRADING1

ABSTRACT: Water quality trading is a voluntary economic process that provides an opportunity for dischargers to reduce the costs associated with meeting a discharge limitation. Trading can provide a cost effective solution for point sources (i.e., wastewater treatment plants) to meet strict effluent limitations set in response to total maximum daily loads (TMDLs). A successful trading program often depends on first determining the trading suitability of a pollutant for a particular watershed. A simple technical approach has been developed to identify sub‐watersheds within the Raritan River Basin, New Jersey, where water quality trading could provide a cost effective and scientifically feasible method for addressing total phosphorus impairments. The methodology presented will serve as a model to conduct similar analyses in other watersheds. The Raritan River Basin was divided into 12 subwatershed‐based study areas. Point‐nonpoint source trading opportunities were examined for each study area by examining the point and nonpoint source total phosphorus loading to impaired water bodies. Of the 12 subwatersheds examined, four had a high potential for implementing a successful trading program. Since instream phosphorus concentrations are closely related to soil erosion, an additional analysis was performed to examine soil erodibility. Recommendations are presented for conducting an economic analysis following the feasibility study.     

沱江流域水资源的保护与利用

本文研究了沱江流域水资源的开发利用问题。由于流域内水资源贫乏和开发利用程度较高,枯水期中下游区无法保证水资源的需要。随着工业的发展,沱江水质污染将日趋严重致使枯水期有限的水资源变成不能使用的污水。因此,本文较详细地研究了沱江水质保护规划。在水目标、水污染控制最优方案、总量控制标准、流域水质保护区划等方面进行了探讨,文中从水量和水质两方面着手,根据系统工程原理求得解决水资源问题的最佳方案。     

雾霾期北京大气中多环芳烃污染特征及暴露风险评估

雾霾对我国尤其是华北平原地区造成了极大的困扰,其发生常以颗粒物浓度急剧增长为特征,给人群健康带来了极大的风险。为进一步阐释雾霾的形成过程及其健康效应,在冬季雾霾期对北京城区大气颗粒态及气态中18种多环芳烃(PAHs)进行了连续测定,同步监测颗粒物、痕量气体污染物以及气象参数的变化,并对PAHs的浓度、组成、气粒分配等大气行为以及其与气象因素的作用机制进行了探讨。北京城区大气气相和颗粒物相中ΣPAHs浓度分别为585 ng·m~(-3)和705 ng·m~(-3)。雾霾发生时,PM_(2.5)浓度升高了3.6倍,PAHs浓度升高了2.6倍,18种PAHs同系物的浓度均随PM_(2.5)的浓度线性增加,其线性相关性受PAHs来源以及氧化活性的影响;夜间较重质量数的PAHs相对比例增加,主要受日间交通源以及夜间燃烧源贡献强度影响。受颗粒物组成以及湿度的影响,雾霾天气下PAHs颗粒相分配率降低。进一步评估了北京城区人群的PAHs吸入健康效应,冬季雾霾频繁发生下其对人群癌症风险为6.2×10~(-5)。     

广东典型湿地环境沉积物及鱼体中多环芳烃的污染特征及风险评估

为了解广东典型湿地环境表层沉积物及鱼体中多环芳烃(PAHs)的污染特征,分别于2014年10月和2015年4月采集沉积物及鱼类样品,分析其中16种US EPA优控多环芳烃的主要来源和风险。结果表明,广东典型湿地环境表层沉积物中多环芳烃的含量范围为139.4～1 134.3 ng·g~(-1)干重,鱼类肌肉中多环芳烃含量范围为11.1～33.9 ng·g~(-1)湿重。表层沉积物中有机碳与不同环数的多环芳烃含量均呈现显著的正相关关系。来源分析的结果表明,研究区域表层沉积物中多环芳烃的主要来源为石油排放及燃烧来源的混合。风险评估的结果表明,该区域表层沉积物中多环芳烃存在一定的生态风险,需引起重视;通过食用鱼类造成的致癌风险为2.25×10~(-6)～4.23×10~(-6),略高于美国环保局(US EPA)推荐的可接受风险(10~(-6)),存在一定的潜在致癌风险。对于成年人来说,研究区域鱼类肌肉中多环芳烃产生致癌风险允许的最大日食用量(CR_(lim))范围为124.5～234.6 g·d~(-1),尽管食用这几种鱼的致癌风险不大,居民摄入时仍应加以控制。     

典型汞污染地区食物汞含量及人体汞暴露健康风险

系统采集典型汞污染地区(铅锌冶炼、金矿冶炼和燃煤电厂)食物样品(大米、蔬菜和鱼肉) 409个,测定其总汞含量以评估当地居民食物摄入汞暴露的健康风险。结果显示:铅锌冶炼地区大米总汞含量的几何均值为5.99μg·kg~(-1)(3.02～30.7μg·kg~(-1)),仅有1个样品总汞含量超过我国大米汞限量标准(20μg·kg~(-1)),蔬菜和鱼肉总汞含量分别为0.646～5.44μg·kg~(-1)和1.80～26.4μg·kg~(-1),均未超过我国食品汞限量标准;金矿冶炼地区大米总汞含量的几何均值为4.46μg·kg~(-1)(3.13～8.67μg·kg~(-1)),蔬菜和鱼肉总汞含量分别为0.760～7.83μg·kg~(-1)和1.59～21.9μg·kg~(-1),所有食物均未超过我国食品汞限量标准;燃煤电厂地区大米总汞含量的几何均值为3.63μg·kg~(-1)(1.05～11.4μg·kg~(-1)),蔬菜和鱼肉总汞含量分别为1.12～3.78μg·kg~(-1)和2.24～12.3μg·kg~(-1),所有食物均未超过我国食品汞限量标准。铅锌冶炼、金矿冶炼和燃煤电厂3个地区居民通过食用食物(大米、鱼肉和蔬菜途径)总汞摄入量的均值分别为0.068、0.038和0.031μg·d~(-1)·kg~(-1),均未超出联合国粮农组织和世界卫生组织食品添加剂联合专家委员会(JECFA)推荐的人体安全总汞摄入量0.71μg·d~(-1)·kg~(-1);表明3个研究地区居民汞暴露的风险较低。大米汞摄入量占3个地区居民食物总汞摄入量的比例分别为77.2%、70.8%和71.4%,食用大米是当地居民汞暴露的主要途径。     

三亚河沉积物PAHs和PCBs的分布、来源及风险评价

多环芳烃（PAHs）和多氯联苯（PCBs）具有"三致"特性和生物累积效应,作为两类典型持久性有机污染物,是环境领域的研究热点之一.本研究考察了三亚河底泥沉积物中PAHs和PCBs的含量分布和污染状况,在对其进行空间污染分布分析的基础上进行来源解析,并采用沉积物质量基准法和质量标准法进行生态风险评价.结果表明,沉积物中总PAHs和总PCBs含量范围分别为265.00~6735.00 μg·kg^-1和1.75~92.75 μg·kg^-1,含量相对较高河段分别为西河上游和东河上游,与研究区域的工业分布和河流走势有较强的相关性.组成及来源解析表明,PAHs以低环芳烃为主,主要来源于石油燃烧污染;PCBs以七氯联苯和六氯联苯为主,主要来源于电容器中PCBs的迁移.生态风险评价结果表明,整体上三亚河沉积物中PAHs生物毒副作用不明显,生态风险较低,但个别采样点PAHs单体超标严重,对生物体暴露会产生严重威胁,需引起重视;PCBs生物毒性效应概率为10%~50%,偶尔会产生负面生态效应.     

白洋淀底栖藻类与多环芳烃生态风险相关性研究——基于综合生物反应指数法

湖泊富营养化与有机污染物的交互作用是当前国内外研究热点,为了建立富营养化湖泊中多环芳烃(PAHs)生态效应与底栖藻类群落之间的相关关系。本研究以白洋淀为研究区,选取8个国控样点作为采样点,依据人为干扰程度不同将8个采样点划分为3种生境:生境1(S1和S2)主要遭受上游府河废水排放影响;生境2(S3、S6和S8)主要遭受水产养殖和生活污水的影响;生境3(S4、S5和S7)遭受人为干扰较小。分别在2009年4月、8月和11月收集了底栖藻类样品,并测定了白洋淀中15种PAHs。运用RQ_((NC))和RQ_((MPC))等改进风险熵值(RQ)方法计算PAHs生态风险。研究结果表明:(1)底栖藻类群落指标AD、Chl a、Chl b/a、CHL、CYA、APA、GLU、LEU、PSC和AFDW的值在11月最高,其次是8月和4月;就空间分布而言,这些指标值在生境1中最高,其次是生境2和生境3;而Chl c/a和BAC值在8月最高,其次是11月和4月,从空间分布特征而言,这些指标值在生境3最高;(2)相关分析结果表明,Chl a、Chl b/a、CHL、CYA、APA、GLU、LEU、PSC和AFDW的指标与PAHs污染物浓度呈显著正相关,而Chl c/a和BAC指标与污染物PAHs浓度呈显著负相关;(3)就空间分异特征而言,生境1中的ΣPAHs浓度最高,就季节变化而言,PAHs的浓度从4月到8月逐渐增加,而从8月到11月逐渐下降。各类PAHs表现出与ΣPAHs相同的时空变化特征;(4)IBR与RQ_(ΣPAHs(NCs))呈正相关关系(r=0.827,P0.01);除RQAcy(NCs)外,其他种类PAHs生态风险均与IBR呈相正相关关系(r=0.699~0.899),其中RQ_(BaP(NCs))与IBR显著正相关(r=0.899,P0.01)。此外,除沉积物TP外,IBR与TSI、水中TN、水中TP和沉积物TN也呈显著正相关(r=0.722~0.862)。因此,在富营养化湖泊中应考虑运用底栖藻类IBR生态监测PAHs污染水平。