重金属-纳米颗粒联合毒性评价模型研究进展

基于单一污染物的毒性研究无法准确评估真实环境中多污染物共存的生态与健康风险,因此大量研究开始关注混合物联合毒性这一更具挑战性和现实性的课题.本文围绕当前毒理学领域的主要研究对象——重金属、纳米材料,综述了重金属混合物、纳米颗粒混合物、以及两者混合物的联合作用评价方法,包括基于重金属间无相互作用或相互作用可忽略的浓度加和(concentrationaddition,CA)模型、独立作用(independent action,IA)模型及其改进模型,基于生物生理过程的生物配体模型(biotic ligand model,BLM)、毒代-毒效动力学模型(toxicokinetictoxicodynamic,TK-TD)、动态能量平衡(dynamic energy budget,DEB)理论,基于颗粒物结构性质的定量纳米结构-活性关系(quantitative nano structure-activity relationships,QNAR,或nano-QSAR)模型等,介绍了各类模型的基本原理、适用条件和应用情况.最后对重金属-纳米颗粒联合毒性的未来研究方向进行了展望.     

国家公园可持续生计研究框架及关键议题

国家公园作为建设美丽中国及实现人与自然和谐共生现代化的生态根基，是中国生态文明建设的重要内容与实现途径。但中国国家公园大都位于相对偏远且相对贫困的农村地区，面临着严峻的生计发展与生态保护冲突，塑建可持续生计已成为当前急需解决的理论命题与时代任务。借助CiteSpace知识图谱分析方法，在简要分析国内外国家公园可持续生计研究主题变化轨迹的基础上，从国家公园居民与野生动物之间的生计冲突、国家公园居民对自然资源的生计依赖性、国家公园建设对居民生计的影响及国家公园居民的替代生计选择等热点问题出发，系统梳理国家公园可持续生计研究现状；并针对新时期中国国家公园可持续生计研究的新要求，构建了国家公园可持续生计研究框架，提出新时期国家公园可持续生计研究应综合集成多学科理论和技术方法，重点关注国家公园生计可持续性动态监测与评估、国家公园生计与生态的关联关系与关联机理、国家公园可持续生计的实现路径及实现机制等关键议题。     

我国15种典型土壤中菲对白符跳的毒性阈值及其预测模型

为了确定我国土壤中菲(Phe)对白符跳(Folsomia candida)的毒性阈值并建立其预测模型，以外源添加的方式研究了我国15种典型土壤中Phe对白符跳存活率与繁殖率的影响.结果表明：(1)白符跳繁殖率对Phe毒害的敏感性远高于存活率，基于混合有机溶剂(正己烷与丙酮的体积比为1∶1)提取的Phe实测值推导的繁殖率的EC₅₀(半数效应浓度)范围为21.09～99.50 mg/kg，不同土壤中的EC₅₀最大值是最小值的4.72倍；基于HPCD(羟丙基-β-环糊精)提取的Phe实测值推导的繁殖率的EC₅₀范围为18.31～48.26 mg/kg，不同土壤中的EC₅₀最大值是最小值的2.63倍.(2)对白符跳繁殖的EC₅₀与土壤理化性质进行Pearson相关性分析表明，EC₅₀与土壤有机质含量、黏土颗粒占比均呈显著正相关，相关系数分别为0.923、0.656；与土壤pH呈显著负相关，相关系数为-0.590.(3)利用多元逐步回归分析方法对白符跳繁殖的EC     

一种基于蚯蚓学习行为的神经毒性实验方法研究

土壤生物的学习行为是一种综合性的神经高级活动,对土壤中的神经毒性污染物生态风险监测具有重要价值.本研究设计了一套试验装置,基于蚯蚓对白光刺激的厌恶本性,通过振动-白光配对刺激,对蚯蚓进行学习训练,使蚯蚓领会借助加速移动阻止白光刺激的策略,通过蚯蚓到达移动位移阈值的时间测定,对蚯蚓的学习行为进行测试,建立了蚯蚓的学习行为测试方法.采用建立的测试方法,对土壤中东莨菪碱和毒死蜱诱导下蚯蚓的学习行为进行了测试,结果表明,1～3 mg·kg-1东莨菪碱与4～12 mg·kg-1毒死蜱污染处理均对蚯蚓的学习能力造成了损伤,污染浓度越高,蚯蚓的学习能力损伤越严重.该测试方法可以快速有效地检测土壤污染导致的蚯蚓学习行为变化,有望用于低浓度神经毒性农药污染土壤的神经毒性快速诊断.     

汉江下游鱼类早期资源及梯级联合生态调度对鱼类繁殖影响的初步分析

汉江是长江一级支流，鱼类资源较为丰富。目前汉江中下游建有4座水利枢纽工程，对鱼类洄游和繁殖产生较大影响。在鱼类繁殖季节，为促进汉江中下游鱼类繁殖，2018年6月汉江中下游首次实施梯级联合生态调度。该研究在汉江下游汉川段设置监测断面，采集鱼类早期资源，以分析汉江下游鱼类早期资源多样性，及生态调度对促进汉江下游鱼类繁殖的效果。监测结果表明汉江下游卵苗种类共有36种（属），其中22种为产漂流性卵鱼类。监测期间卵苗总径流量为118.78亿尾（粒），其中四大家鱼卵苗为0.87亿尾（粒），占0.73%，其中鱼卵0.69亿粒，推测汉江下游有4处四大家鱼产卵场。梯级联合生态调度期间，汉川江段出现一次鱼类产卵高峰，鱼卵径流量占总径流量的34.1%，其中四大家鱼鱼卵占家鱼卵总径流量的85.5%，表明梯级联合生态调度对汉江下游鱼类，特别是四大家鱼的繁殖具有积极的作用。建议今后继续开展生态调度，并加强监测和分析工作。     

生态约束下的湖滨土地利用研究——以四川省仁寿县黑龙滩镇为例

生态文明体制改革下围绕土地“三位一体”管理理念，强化土地利用生态管理是当今我国土地资源管理的综合思路，研究湖滨生态敏感区土地利用具有重要的生态价值和现实意义。以四川省仁寿县黑龙滩镇为实证研究区，通过构建数理量化模型和经济计量模型分析了2005~2015年间研究区湖滨土地利用状况，并差别化探讨了湖滨土地利用优化模式，提出了相关政策建议。研究表明:(1)黑龙滩镇湖滨土地利用多样化系数和均衡度在时序上变幅较小，在空间上低于全县平均水平，但总体上处于均衡状态。(2)黑龙滩镇湖滨土地利用生态安全总体为波动上升趋势，以2012年为拐点，安全状态由较安全向安全阶段转变，总体呈较安全状态。(3)黑龙滩镇湖滨土地利用生态安全主要受种植结构优化合理度、人口密度、地均牲畜量、水环境污染负荷、水土流失占比、单位耕地农药负荷的影响，其中人口密度与预期方向相反，种植结构优化合理度具有显著的正效应，其余的综合净效应为负。(4)针对黑龙滩镇湖滨土地利用变化状况以及生态安全保护需求与区域发展趋势，差别化地提出退耕还湖与持续利用生态模式、复合农业与生态种植发展模式、休闲农业与教育体验发展模式三类湖滨土地利用模式。综上提出了加强湖滨水土资源保护、优化湖滨农业结构布局和规范湖滨管理的政策建议。     

基于双指标多等级的土壤重金属生态风险评价

采用土壤中重金属的全量和有效态双重指标,建立基于多等级综合评估的土壤中重金属生态风险评价模型,将联合概率曲线法引入土壤评价模型,分析重金属暴露浓度与毒性数据的概率分布,考察重金属对土壤生物的毒害程度,从而确定土壤中重金属对于生态系统的风险。建立从简单到复杂的多等级综合评价方法,表征重金属的污染等级、浓度效应、多种重金属污染物的协同效应、不同重金属的毒性效应和土壤对不同重金属污染物的敏感性。选择典型地区采集有代表性的土壤样品,测定不同重金属的总量和有效态,验证评价模型的实用性和评价分级的合理性。旨在解决土壤重金属风险评价的方法学问题,为土壤环境质量管理提供支持。     

工业废水毒性评估与致毒物质鉴别技术进展

综述了工业废水毒性的化学评估方法、生物毒性评估方法、毒性鉴定评估(TIE)程序以及效应引导的毒物鉴别分析(EDA)中污染物提取、分离、毒性测试、致毒物质识别等技术。指出,工业废水毒害风险评估方法正逐渐向化学分析与生物毒性测试相结合的关键致毒物质鉴别方法转变,便捷、高通量是致毒物质鉴别技术的发展方向,质谱技术及替代定性监测技术的发展将提供更为准确、便捷的致毒物质鉴别方法,为工业废水潜在风险防控提供依据。     

天津市地表水体与沉积物中7种高关注酚类化合物的污染特征与生态风险分析

为探究地表水体与沉积物中酚类化合物的污染分布特征和生态风险,选择天津市3个水源地与6条主要河流,采集了26个地表水样与6个沉积物样品,利用固相萃取与超声萃取、高效液相色谱-串联质谱法(HPLC-MS/MS)测定了水样及沉积物中1-萘酚(1-naphthol)、壬基酚(nonylphenol, NP)、双酚A(bisphenol A, BPA)、2-苯基苯酚(biphenyl-2-ol)、3,4-二氯酚(3,4-dichlorophenol)、四溴双酚A(tetrabromobisphenol A, TBBPA)和对叔丁基苯酚(p-tert-butylphenol, PTBP)等7种高关注酚类化合物的浓度水平,并应用物种敏感性分布(species sensitivity distribution, SSD)法和熵值法(ecological risk quotient, RQ)评估7种酚类化合物水环境和沉积物的生态风险。结果表明,地表水样中7种酚类化合物均全部检出;其中壬基酚的检出浓度最高,其次为四溴双酚A、对叔丁基苯酚、1-萘酚、2-苯基苯酚、3,4-二氯酚和双酚A。沉积物中酚类化合物的污染分布规律与水样相似,除双酚A外的目标物全部检出。其中,壬基酚浓度比其他物质浓度高2个数量级。风险评估结果显示,壬基酚对水环境与沉积物存在不可接受的风险;而四溴双酚A、对叔丁基苯酚、1-萘酚、2-苯基苯酚、3,4-二氯酚和双酚A则对环境具有较低风险或者存在一定的风险。     

基于生态系统服务价值的城市增长边界划定研究:以衡阳市中心城区为例

科学评估土地生态价值,并将其纳入城市规划实践,是落实国家生态文明战略要求的重要手段。城市增长边界是统筹城市开发建设与区域生态保护的重要政策工具,针对以往划定方法对生态系统服务功能考虑不足的问题,提出一种新的城市增长边界划定方法。以衡阳市中心城区为例,基于反规划理念,以2005—2015年区域生态系统服务价值评估为基础构建生态安全格局,通过耦合城市生态安全格局与基于未来土地利用模拟(future land use simulation,FLUS)模型的城市扩张模拟结果划定城市增长边界。结果表明:(1)2005—2015年衡阳市中心城区生态系统服务价值总量从25.71亿元下降到24.75亿元,水文调节和水资源供给服务功能价值量呈上升趋势,其余各项生态系统服务价值呈下降趋势。(2)研究区城市刚性增长边界面积为17 325.72 hm~2,主要沿湘江及其支流蒸水和耒水分布,形成"三廊、三片"的空间结构。(3)2030年城市弹性增长边界面积为20 238.57 hm~2,空间形态呈"一个中心区、多个组团"分布。考虑生态系统服务功能的限制开发条件后,研究区生态用地得到更多保护,区域生态系统服务总价值比基准情景高0.61亿元,更利于区域生态系统服务功能的维持和区域生态安全的发展。该研究方法和结果可用于科学评估城市扩张的生态成本,有效解决城市发展与生态保护之间的矛盾,同时也可为城市总体规划、生态保护专项规划以及国土空间规划提供重要依据。