食物链途径人体健康风险评估的关键内容探讨

食物是人类生存的重要保障,食品安全事关人类生命健康.食品污染始于农田耕地,还包括生产制造、包装、贮存、运输、加工等环节,每个步骤处理不当都可能发生食品安全问题.农田为食物来源的基石,是空气、水体中污染物的汇,随着城市的扩张,人类经济活动导致农田污染加剧.人类从食物中摄取污染物与经口、呼吸、皮肤的途径一样,是人体健康风险评估不可缺少的考量因素之一.我国对食品安全非常重视,2010年1月原卫生部根据《食品安全法》建立《食品安全风险监测管理规定》和《食品安全风险评估管理规定》(试行),这两份文件涵盖了从土壤到餐桌一系列的风险过程.但由于每个过程产生的原因、污染物影响机制均不同,规定离具体实际应用目标还很远.2014年环保部以保护生态环境,保障人体健康为根本,为加强污染场地环境保护监督管理,规范污染场地人体健康风险评估,发布了《污染场地风险评估技术导则》,该文建立了土壤污染造成人体健康风险评价的操作方法.然而导则考虑了经口、皮肤、呼吸及饮用地下水等9种暴露途径和评估模型,唯独缺少经食物链暴露这一重要途径的相关内容.本文以英、美两国食物链途径的场地污染风险评估为依据开展了详细探讨,深入分析了评估程序中关于土地利用方式的分类、目标人群暴露特征、污染物在食物链中传输路径、模型选取及暴露参数等内容,以期为我国制定《食物链暴露途径风险评估导则》提供一定的参考依据和指导方法.     

水环境中的碘化X-射线造影剂及其去除工艺研究进展

碘化X-射线造影剂(Iodinated X-ray contrast media,ICM)在水环境中被广泛检出,因其近期被发现是碘化消毒副产物的前体物而受到越来越多的关注.本文总结了ICM在污水、地表水和饮用水等水环境中的污染现状;分析了ICM的转化产物及转化机制;重点介绍了ICM的去除工艺,包括高级氧化技术、辐射技术以及生物降解转化技术;讨论了ICM及其降解转化产物可能对环境造成的生态风险.最后,本文对未来ICM的研究前景进行了展望.     

微孔曝气与覆盖对城市重污染河道底泥磷形态分布及释放过程的影响

采用自行研发的泥-水界面微孔曝气系统,开展了底泥表面曝气和覆盖对城市重污染河道底泥磷释放及形态分布规律的影响研究.结果表明,微孔曝气能够有效提高上覆水的溶解氧(DO)和沉积物的氧化还原电位(Eh),能够将泥-水界面Eh维持在-100 m V左右,DO提高到6 mg·L-1以上.与对照比较,原位覆盖处理的上覆水DO和Eh有一定提高,但仍明显低于微孔曝气处理.与对照相比较,微孔曝气处理均有效降低上覆水中总磷(TP)和溶解性正磷酸盐(PO3-4)的含量.试验结束时,微孔曝气(A)和微孔曝气+原位覆盖处理(A+C)上覆水中TP含量由初始的0.201 mg·L-1分别降至0.062 mg·L-1和0.050 mg·L-1;上覆水中PO3-4含量由0.086 mg·L-1和0.078 mg·L-1分别降至0.026 mg·L-1和0.023 mg·L-1.与对照相比,微孔曝气处理明显降低了底泥间隙水中TP的浓度,在整个培养期间,其TP含量平均下降38.8%(A)和47.9%(A+C).底泥原位覆盖处理对抑制泥-水界面磷释放能力要弱于微孔曝气处理,而且在试验后期(50 d),上覆水中TP和PO3-4的含量均有所反弹.不管有无覆盖,泥-水界面微孔曝气处理均显著改变了表层底泥磷形态分布特征,显著降低了底泥中铁铝结合态磷(Fe/Al-P)组分比例,而钙结合态磷(Ca-P)含量比例却出现明显增加.单一的表面覆盖处理对底泥磷形态分布特征没有显著影响(P0.05).研究表明,与单一的处理效果相比较,泥-水界面纳米微孔曝气处理,并结合底泥原位覆盖,更有利于抑制城市重污染河道泥-水界面中磷的释放风险.     

一株贫营养异养硝化-好氧反硝化菌的筛选及脱氮特性

为了探究并优化菌剂应用于微污染水源水体修复的机制和条件,主要针对水库沉积物内筛选出的贫营养好氧反硝化菌进行了菌种鉴定及脱氮特性研究,考察菌株在不同环境条件下的脱氮效果,明确了该菌株的最适宜生长条件,并基于水库水体中贫营养条件对菌株进行水源水库原水的驯化培养试验研究,以期实现该菌株对微污染水源水库原水中氮源污染物的脱除,为原位投菌技术实际工程应用提供理论依据。从微污染水源水库沉积物中驯化筛分出一株高效异养硝化-好氧反硝化菌A14,通过扫描电镜观察、生理生化特征、16S rRNA基因测序和Biolog GenⅢ鉴定,确定该菌株为革兰氏阴性短杆菌,鉴定为皮特不动杆菌（Acinetobacter pittii）。在好氧条件下,菌株细胞内表达反硝化功能基因napA,以NO3-为唯一氮源进行反硝化作用时,36 h时NO3-去除率为78.89%。以NH4+为唯一氮源时,48 h NH4+去除率为95.25%,TN去除率达80.42%,TOC去除率达98.30%,表明该菌株具有异养硝化-好氧反硝化特性。在改变环境条件过程中,该菌株在以乙酸钠为碳源,温度为30℃,C/N为12,pH为7,接种量为10%时,NO3-去除率最高为86.62%,并且在10℃下脱氮率达到40.18%。在水源水库原水脱氮实验中,接种处理TN去除率为50.95%,NO3-去除率为80.25%。结果表明,菌株A14在微污染水源水体菌剂脱氮修复中具有良好的应用潜力。     

宿州市护城河沉积物重金属污染程度及来源分析

在对宿州市护城河沉积物12个采样点重金属含量测试的基础上,运用沉积物富集系数法和内梅罗指数法对该水域沉积物中V、Cr、Ni、Cu、Zn、As及Pb 7种重金属污染程度进行分析,并运用聚类分析法和因子分析法对重金属来源进行识别.结果表明:Cu和Zn处于较强污染状态,Ni、As和Pb处于中等污染状态,Cr处于轻微至中等污染状态,V处于无污染状态;护城河沉积物12个采样点7种重金属的综合污染程度由大到小依次为H7、H10、H3、H9、H1、H11、H6、H5、H12、H8、H2和H4,其中位于工业区附近的H7点污染程度最高,而位于居民区和护城河汇流处附近的H4点最低;聚类分析将7种重金属分为Ⅰ类(Cu、Zn、As和Pb)、Ⅱ类(Cr和Ni)和Ⅲ类(V),每类元素自身具有相似的地球化学过程;旋转成分矩阵后的因子分析从重金属元素变量中提取出3个主成分(PC1、PC2和PC3),与聚类分析结果相对应,可解释总变量的90.97％.PCI(Cu、Zn、As和Pb)表示交通运输和煤炭工业污染,PC2(Cr和Ni)表示机械制造业,PC3(V)表示自然作用.     

广东某铀废石堆周边土壤中铀污染特征及其环境有效性

铀（U）矿冶过程中产生了大量铀废石。通常认为其放射性核素含量低,大多沿山谷露天自然堆放,一般不对堆场做防渗漏处置,对铀废石可能产生的潜在环境影响尚未引起重视。以广东某花岗岩型铀矿山的一个废石堆周边土壤为研究对象,在废石堆上、下游方向分别采集了2条（即BP1和BP2,视作背景土壤,距离废石堆的距离分别为10和20 m）和3条土壤剖面（即WP1、WP2和WP3,视作潜在U污染土壤,距离废石堆的距离分别为50、100和180 m）。通过对剖面间U分布特征的对比,定量估算了受污染土壤中外源U的输入通量;结合逐级化学提取技术,分析了U在土壤剖面的赋存形态及其环境有效性。结果表明：1）铀废石堆对周边土壤产生了显著的放射性污染,废石堆下游方向由近及远的3条U污染剖面（WP1、WP2和WP3）中U平均质量分数比背景剖面分别富集了634.6、10和3.7倍,其外源U的平均输入通量分别为4840.36、86.72和20.46μg·g-1。距污染源（废石堆）愈近,土壤中外源U的输入通量愈大;2）在近源区,大量的外源U优先在土壤表层聚集,随着远离污染源,逐渐转变为优先在剖面的深部淀积;3）与U 污染剖面相比,背景剖面（BP2）的惰性态 U（晶质铁锰氧化物/氢氧化物结合态+残渣态）所占比例最大,活性态 U（可交换态（包括水溶态）+碳酸盐结合态）所占比例最小,说明U污染土壤的外源U输入更倾向于对活性态U的贡献,这是对植物影响最直接的部分。另外,距污染源由近及远,U污染土壤中活性态U所占比例增大,潜在活性态U（有机质结合态+无定形铁锰氧化物/氢氧化物结合态）所占比例降低;4）3条U污染剖面中,平均90%以上的U（活性态和潜在活性态）对生态系统构成了威胁。因此,铀废石堆对周边环境产生的风险应得到充分重视。本研究为开展铀矿冶地域的放射性环境影响评价和土壤修复提供了有益的参考。     

黄河三角洲自然保护区秋冬季水鸟群落组成与生境关系分析

于2014年10月至2015年1月采用样线调查法对黄河三角洲自然保护区秋季迁徙期和越冬期水鸟群落结构进行调查研究,调查共包括8条样线40个观测点.结果表明:(1)秋季迁徙期共记录水鸟6目14科54种,国家Ⅰ级保护鸟类5种,国家Ⅱ级保护鸟类8种;越冬期共记录水鸟5目7科31种,国家Ⅰ级保护鸟类1种,国家Ⅱ级保护鸟类4种.(2)2个时期雁形目水鸟种类和数量均占优势,豆雁(Anser fabalis)、斑嘴鸭(Anas poecilorhycha)、赤膀鸭(Anas strepera)和绿头鸭(Anas platyrhynchos)为优势物种,丹顶鹤(Grus japonensis)、东方白鹳(Ciconia boyciana)和大大鹅(Cygnus cygnus)等珍稀水鸟也有一定的种群数量.(3)秋季迁徙期水鸟种数、数量和ShannonWiener多样性指数多于或高于越冬期.(4)5种典型生境之间水鸟种类和数量存在差异,天然水域是水鸟群落的主要分布区.(5)自然生境内的水鸟种数、数量和Shannon-Wiener多样性指数一般多于或高于人工生境.相似性分析结果表明,自然生境之间水鸟群落结构相似程度高于人工生境.     

利用生命周期评价方法评估高产粮田的面源污染潜在风险

将生命周期评价(LCA)方法引入农业系统,以山东桓台县为例,从农业系统外部投入的源头入手,对高投入高产出粮区粮食生产的潜在面源污染风险进行全面预测和评估。结果表明,在冬小麦-夏玉米轮作体系中,富营养化面源污染潜力(EP)最大,其次是水体毒性潜力(AEP),环境酸化潜力(AP)最弱。夏玉米的各类指标均高于冬小麦,且夏玉米的EP、AEP和冬小麦的EP值都超过了2000年世界人均环境影响潜值。冬小麦和夏玉米的IP指数(IP)分别是1.08和1.45,夏玉米的IP比冬小麦高34%。在冬小麦-夏玉米轮作体系中,夏玉米对面源污染的贡献高于冬小麦。氮肥的施用对AP和EP的贡献率分别达到99.75%和88.06%,农药的施用量决定了AEP的大小。根据农业面源污染综合防控技术示范区养分管理优化方案推荐的施肥量,测算可知优化后冬小麦和夏玉米的IP分别降低2.91%和18.35%,但夏玉米的IP仍然高于冬小麦。因此,控制氮肥和农药的施用量等源头减量措施是农业面源污染防控的关键。     

彗星试验技术在水生与土壤环境中的毒理学应用

彗星试验是一种检测真核细胞脱氧核糖核酸(DNA)损伤的技术,快速、低成本、适用于几乎所有真核细胞,因此常应用于遗传毒理学、辐射生物学、肿瘤细胞学、毒性检测等方面。尤其以灵敏度高、检测联合毒性的特点大量运用于环境研究中。主要介绍彗星试验方法学发展历程,彗星试验的原理及其在环境领域中的应用,并指出应用中的受限因素以及未来的发展前景,为今后进一步推广该试验技术提供理论上的指导与参考。     

铜-磺胺嘧啶复合胁迫对蔬菜种子发芽的急性毒性效应

研究了黄潮土中常用兽药磺胺嘧啶(SD)与重金属铜(Cu)单一及复合污染对小白菜和西红柿种子发芽(发芽率、根伸长、芽伸长)的影响,分析了土壤中药物浓度与作物生长抑制的剂量-效应关系及复合污染的毒性效应。结果表明,无论是在Cu或SD单一污染物作用下,根伸长和芽伸长抑制率与污染物浓度显著相关(P0.01),发芽抑制率与污染物浓度不相关(P0.05);污染物对根伸长及芽伸长的抑制高于对种子发芽的抑制;SD对2种作物的毒性效应明显强于Cu,SD对小白菜和西红柿根伸长的ID50(抑制率为50%时污染物浓度)分别为1.7和33.6 mg·kg~(-1),而Cu为273.6和457.7 mg·kg~(-1)。Cu-SD复合污染,对西红柿的根和芽伸长的拮抗作用显著(P0.01);但对小白菜来说,在低浓度Cu(100 mg·kg~(-1))作用下,二者的联合拮抗作用不显著(P0.05),随Cu的增加,拮抗作用显著(P0.01)。