山东省农田土壤中拟除虫菊酯类农药污染特征与风险评价

在山东省范围内采集农田表层土壤样品91个,采用气相色谱法分析了7种拟除虫菊酯类农药(SPs)的含量和组成,分析了其分布特征,比较了大田土壤和大棚土壤中该类农药含量的差异,并评价了其生态风险.结果表明,7种拟除虫菊酯类农药总含量(∑_7SPs)范围在0.01—88.51μg·kg~(-1)之间,均值为5.65μg·kg~(-1).与国内其他地区农田土壤相比,山东省农田土壤中拟除虫菊酯含量处于中等偏低水平.山东省各地区的拟除虫菊酯含量存在差异,但组成相近,均是高效氯氟氰菊酯、联苯菊酯和氯氰菊酯的比例较高.部分地区大棚土壤中的含量高于大田土壤.风险评价结果表明,山东省农田土壤个别采样点中甲氰菊酯和高效氯氟氰菊酯具有生态风险,三分之一的采样点存在潜在生态风险,其余采样点不存在生态风险.     

辣椒中多环芳烃的累积特征及健康风险评估

采集多环芳烃(PAHs)污染来源和程度不同的3种土壤,并制备2种柴油污染土壤,采用盆栽试验方法种植辣椒,种植期间收集大气沉降颗粒物,检测了土壤、辣椒各部位和大气沉降颗粒物中美国环保署优先控制的16种PAHs含量和组成,分析了大气沉降颗粒物中PAHs对辣椒地上部PAHs的贡献率,阐明辣椒中PAHs累积的主要途径,并对不同年龄的人群摄食辣椒果实的健康风险进行了评估.结果表明,辣椒根、茎、叶和果中PAHs的含量范围为205.3—1087.8、123.2—791.8、88.3—599.5、57.2—368.1 ng·g~(-1),根中的含量最高,果实中的含量最低.辣椒各部位中PAHs总含量均与土壤中的含量呈显著正相关关系(P0.05).辣椒中各环数PAHs质量分数大小顺序为3环4环5—6环2环;其中3环PAHs的质量分数由根部到果实呈递增的趋势,4—6环PAHs质量分数从根部到果实呈减小的趋势.总体上辣椒各部位中均呈现出低环PAHs的富集系数高于高环PAHs的规律.大气沉降颗粒物中PAHs对辣椒植株中PAHs的贡献率不超过0.3%,影响极小,因此土壤吸收是辣椒中PAHs累积的主要途径.柴油污染的2种土壤种植辣椒中的PAHs总毒性当量含量高于其他土壤.成人摄食中、重度和柴油污染土壤种植的辣椒果实以及老年人摄食柴油污染土壤种植的辣椒果实存在潜在致癌风险,儿童、青少年摄食不存在潜在致癌风险.     

营养盐浓度对中肋骨条藻优势种群富集多溴联苯醚的影响

以中肋骨条藻（Skeletonema costatum）和东海原甲藻（Prorocentrum donghaiense）组成中肋骨条藻优势种群的海洋微藻为研究对象，以我国近海水体中存在的3种丰度较高的多溴联苯醚同系物为代表，包括2,4,4＇-三溴联苯醚（BDE-28）、2,2’,4,4’-四溴联苯醚（BDE-47）和2,2＇,4,4＇,5-五溴联苯醚（BDE-99），研究了硝酸盐浓度（0、128、512μmol·L-1）和磷酸盐浓度（0、8、32μmol·L-1）对中肋骨条藻优势种群生化成分和富集3种多溴联苯醚的影响，分析了中肋骨条藻优势种群对多溴联苯醚的富集量与生化成分的关系。结果表明，随着营养盐浓度的升高，单位藻细胞的富集量呈现降低趋势，硝酸盐浓度为0μmol·L-1时，3种多溴联苯醚同系物每106cells的富集量为3.93-5.01 ng，而硝酸盐浓度为512μmol·L-1时，每106cells富集量为3.53-3.94 ng，降低了10%-23%；不同硝酸盐浓度下单位体积藻液富集量差异较小，随硝酸盐浓度的升高，BDE-99和47富集量分别从0.180和0.179 ng·mL^-1降低到0.167和0.150 ng·mL^-1，BDE-28没有出现明显差异。与硝酸盐相似，多溴联苯醚单位藻细胞富集量也随着磷酸盐浓度的升高而呈现出降低的趋势，每106cells的富集量从磷为0μmol·L-1的3.04-3.28 ng降低到32μmol·L-1时的2.27-2.73 ng；不同磷酸盐浓度下单位体积藻液的富集量差异不显著，其中BDE-99富集量范围在0.188-0.190 ng·mL^-1，随磷酸盐浓度的升高，BDE-47和28富集量略有降低，从0.20 ng·mL^-1降低到约0.16 ng·mL^-1。中肋骨条藻优势种群单位细胞对多溴联苯醚富集随着营养盐浓度的增加而降低，其原因是营养盐浓度影响了其细胞生化成分，其中脂类含量与富集量存在正相关关系。对3种同系物富集量的比较发现，随多溴联苯醚同系物的Kow降低，富集量总体上呈现降低的趋势。     

氮浓度对牟氏角毛藻富集2,2',4,4',5-五溴联苯醚的影响

以牟氏角毛藻为研究对象,采用半连续培养法,研究了不同氮浓度条件下牟氏角毛藻对2,2',4,4',5-五溴联苯醚富集.结果表明,牟氏角毛藻对多溴联苯醚的富集与氮营养条件有关,随着氮浓度的增加,富集量和富集因子均呈降低趋势.氮浓度为0,128,512μmol/L条件下,单位藻细胞的富集量分别为2.84,2.38,1.91ng/106 cells,单位体积藻液富集量分别为0.19,0.16,0.12ng/mL.富集因子的变化趋势相似,氮为0μmol/L时单位总脂富集因子(BCFlipid)为238.19×104 (ng/g)/(ng/mL),随着氮浓度的升高,BCFlipid明显降低.相关性分析表明,单位体积藻液富集量、单位藻细胞富集量和BCFlipid等均与氮浓度呈现显著的负相关关系(r>-0.8, P0.8, P<0.05).     

表面活性剂淋滤对土壤中邻苯二甲酸酯纵向迁移的影响

以无表面活性剂的去离子水为对照、设置1倍(1 CMC)和2倍临界胶束浓度(2 CMC)浓度,研究了单一和混合表面活性剂,包括十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和曲拉通X-100(TX-100)对人工污染土壤中邻苯二甲酸酯(PAEs)纵向迁移的影响,土柱中上层为PAEs污染土(3 cm),下层为清洁土(20 cm)。CTAB和SDBS在2 CMC时、TX-100为1 CMC时可增强污染土中PAEs的纵向迁移,其中DMP和DEP有无表面活性剂均可发生迁移,在相同表面活性剂条件下,延长老化时间对污染土中PAEs的迁移产生一定的影响。CTAB和SDBS在2 CMC时,清洁土中PAEs总含量较低,但TX-100在1 CMC时较低。清洁土中PAEs总含量均随土层深度的增加而降低。当老化时间较短时,土壤有机质对PAEs在清洁土柱的迁移影响较小,老化时间的延长对清洁土中的PAEs迁移影响较大。3种表面活性剂均可有效促进清洁土中DMP和DEP的迁移,CTAB和SDBS在2 CMC、TX-100在1 CMC时可促进DNBP和BBP的迁移,但3种表面活性剂对清洁土中DNOP迁移的影响较小。与单一表面活性剂相比,混合表面活性剂有助于污染土中PAEs的迁移,且随着浓度的升高,清洁土中PAEs的含量呈现降低的趋势。就整个土柱而言,单一表面活性剂CTAB和SDBS在较高浓度时、TX-100较低的浓度时对PAEs的淋滤效果更好;在较短老化时间下,土壤有机质含量的高低对淋滤率没有显著影响;老化时间延长有效降低了淋滤率;而混合表面活性剂的淋滤率有明显提高,更有助于PAEs的迁移。     

青岛市城郊蔬菜中多环芳烃污染特征和健康风险评估

2016年5月在青岛市城郊的蔬菜基地采集表层土壤和蔬菜的可食部位,采用高效液相色谱紫外/荧光检测器串联方法对美国环保署优先控制的16种多环芳烃(PAHs)进行检测,分析了土壤和蔬菜中PAHs的含量、组成及两者含量间的关系,并评价了蔬菜中PAHs的健康风险.结果表明,土壤中16种PAHs的总含量(∑16PAH)范围为277.0~1548.1μg·kg~(-1),主要呈现PAHs轻、中度污染.蔬菜中∑16PAH的平均含量为222.6μg·kg~(-1),叶菜类、瓜果类和根茎类蔬菜中∑16PAH含量没有显著性差异.3类蔬菜中PAHs的组成均是以3环PAHs为主,比例达到51.4%~56.2%,但根茎类蔬菜中致癌PAHs所占比例高于叶菜类和瓜果类.叶菜类蔬菜中PAHs含量与土壤中PAHs含量具有显著的正相关关系(r=0.434,p0.05).蔬菜中PAHs的毒性主要来自于7种致癌PAHs,成年人通过摄食蔬菜产生的日平均PAHs暴露量高于其他人群,青岛市城郊部分品种蔬菜中的PAHs对人群存在潜在的致癌风险.     

化学氧化修复对农田土壤和菠菜中多环芳烃含量和组成的影响

采用盆栽实验,研究了过硫酸钠(Na_2S_2O_8)和过氧化氢(H_2O_2)两种氧化剂分别与纳米Fe粉和硫酸亚铁(FeSO_4)两种活化剂结合,以及加入腐殖酸(HA),对多环芳烃(PAHs)的去除,分析了对土壤和菠菜中溶剂可提取态PAHs以及土壤中不同结合态PAHs含量和组成的影响,并分析了波菜中PAHs的毒性当量浓度(BaP_(eq)).结果表明,经过7周修复,对于土壤中溶剂可提取态PAHs,氧化剂剂量为0.2 g·kg~(-1)时,H_2O_2的氧化效果优于Na_2S_2O_8;活化剂剂量为0.448 g·kg~(-1)时,纳米Fe粉的活化效果优于FeSO_4;加入2 g·kg~(-1)HA后PAHs含量有所降低,去除率升高.H_2O_2、纳米Fe粉和HA联合处理后土壤和菠菜中溶剂可提取态PAHs含量均最低,其在土壤中的去除率和菠菜中的减少率均最高,其中土壤中溶剂可提取态PAHs的去除率为36.8%,在菠菜地上部和地下部的减少率分别为45.3%、36.4%.土壤去除率和菠菜减少率中,2环和3环的PAHs高于4环、5环和6环.对于结合态PAHs,经过H_2O_2、纳米Fe粉和HA联合处理后土壤中不同结合态PAHs平均去除率最高,达44.5%.化学处理后,各处理对菠菜的生物量没有影响.H_2O_2、纳米Fe粉和HA联合处理后,菠菜地上部总BaP_(eq)最低.     

莱州湾东部海域多溴联苯醚的污染特征及生态风险评价

于2015年4月和11月,在莱州湾东部海域设置6个采样站点,采集海水和表层沉积物样品,采用气相色谱-质谱联用联用测定海水溶解相、颗粒相和沉积物中14种多溴联苯醚(PBDEs)的含量,分析了PBDEs的组成特征,采用主成分分析了其来源,并对其生态风险进行了评价.结果表明,4月份溶解相、颗粒相和表层沉积物中14种PBDEs同系物总含量(∑14PBDEs)的范围分别为0. 29—0. 76 ng·L~(-1)、1.79—3.60 ng·L~(-1)和31.37—44. 39 ng·g-1,其中BDE209的含量范围分别为0. 21—0. 65 ng·L~(-1)、0.84—2.34 ng·L~(-1)和24. 27—36.79 ng·g-1.11月份海水溶解相和沉积相中∑14PBDEs与4月份无显著差异(P 0. 05),但颗粒相中的∑14PBDEs显著低于4月份(P0.05).4、11月颗粒相中∑14PBDEs占海水中总含量(溶解相+颗粒相)的平均比例分别为83.9%和71.2%,表明PBDEs主要分配在颗粒相上.沉积物PBDEs含量与总有机碳呈极显著正相关关系(r0.9,P0.01).14种PBDEs中,BDE209是最主要的同系物,其次是BDE47.主成分分析表明,莱州湾PBDEs主要来源于商业十溴联苯醚的地表径流输入.莱州湾东部海水中五溴联苯醚和八溴联苯醚存在低生态风险,沉积物中五溴联苯醚具有中等生态风险.     

新制和老化微塑料对多溴联苯醚的吸附

以2,2′,4,4′-四溴联苯醚(BDE-47)为多溴联苯醚(PBDEs)代表化合物,研究了新制和紫外光照射老化的聚乙烯(PE)和聚苯乙烯(PS)微塑料对BDE-47的吸附动力学和等温吸附,分析了盐度和溶解性有机质等环境因素对其吸附的影响,采用扫描电镜、 X射线衍线和全反射红外光谱对新制和老化微塑料进行了表征,探讨了新制和老化微塑料对PBDEs的吸附机制.结果表明,新制与老化PE的主要吸附模式为表面吸附和外液膜扩散,新制与老化PS主要受表面吸附影响.Freudlich模型的拟合度最好,表明微塑料对于BDE-47的吸附均表现为多相多层的不均匀吸附过程.BDE-47在新制PE、老化PE、新制PS和老化PS上的平衡吸附量分别为3.72、 3.76、 6.04和3.46 ng·g~(-1).老化PE与新制PE相比,其平衡吸附量没有变化;但老化PS与新制PS相比,平衡吸附量降低了42.38%.外液膜扩散的分配作用是影响PE吸附的主要机制.与新制PS相比,结晶度和表面含氧官能团的增加,导致老化PS平衡吸附量降低.盐度对BDE-47在新制和老化微塑料上的吸附影响不大,但溶解性有机质的存在会降低新制和老化微塑料对BDE-47的吸附.