沈阳张士污灌区镉循环的分室模型与污染防治对策研究

对沈阳张士污灌区大气、水、土壤和生物各分室中Ｃｄ的库存量和各分室间Ｃｄ的循环通量进行了研究，建立了土壤－水稻系统中Ｃｄ流分室模型。该模型表明，Ⅱ闸和Ⅲ闸地区土壤分室中Ｃｄ的库存增量均为正值。可见，该污灌区近年来Ｃｄ污染程度由于污水灌溉仍然处于加剧的趋势。研究最后指出，该污灌区Ｃｄ的污染防治对策主要是减少污水灌溉量、进一步降低灌溉水中Ｃｄ的浓度和通过富Ｃｄ植物收获带走Ｃｄ．其中，以野生苋的收获带走Ｃｄ最有意义，它可使Ⅱ闸和Ⅲ闸地区Ｃｄ的下降速率分别依次达到２９．４９和２２．８１ｍｇ／（ｍ￣２·ａ）。     

镉超富集植物球果蔊菜对镉-砷复合污染的反应及其吸收积累特征

采用室外盆栽模拟方法,比较和分析了镉(Cd)-砷(As)复合污染处理对球果蔊菜(Rorippa globosa,十字花科焊菜属,1种从农田杂草中新发现的镉超富集植物)的生长及其对Cd、As吸收和积累特征的影响.结果表明,在低浓度Cd-As复合污染条件下,由于Cd、As的拮抗作用,从而促进植物的生长发育,同时也促进地上部对Cd的吸收和积累.在Cd-As复合污染处理浓度为10 mg/kg和50 mg/kg时,株高和地上部干重达到最大(分别为35.9 cm和2.2 g,盆),叶片中Cd积累量高于同浓度单一Cd处理.Cd-As复合污染高浓度处理表现出对球果蔊菜生长以及Cd的吸收和积累有协同的抑制作用.同时,球果薄菜根部对As的吸收能力大于其地上部,相应的富集系数≤0.3,转移系数≤0.6,说明球果萍菜对As有一定的排斥作用.这些结果表明,球果蔊菜有很强的忍耐Cd-As复合污染的能力,对修复Cd-As复合污染土壤具有一定的潜力.     

乙草胺、铜污染共存对土壤甲胺磷蚯蚓降解过程的影响研究

为揭示利用蚯蚓活动强化甲胺磷降解的可行性,采用了微宇宙培养方法,通过有蚯蚓和无蚯蚓的对比实验,考察了乙草胺和铜分别与甲胺磷共存条件下污染黑土中甲胺磷降解过程的动态变化.结果表明,无论是否加入蚯蚓,甲胺磷单一污染的土壤中甲胺磷的降解符合一级反应动力学规律;蚯蚓活动能促进甲胺磷降解过程的进行.土壤中乙草胺或铜与甲胺磷共存时,均明显地干扰了甲胺磷降解过程随时间的动态变化;根据化学结构分析,推测两者对甲胺磷降解规律的影响机制可能类似.铜与甲胺磷复合污染的土壤中甲胺磷含量明显高于乙草胺与甲胺磷复合组,说明铜较乙草胺对土壤甲胺磷降解过程的延缓作用更强.     

西湖底泥不同供氧条件下有机质降解及CO2与CH4释放速率的模拟研究

采用密闭培养实验装置于室温（２５℃左右）及ｐＨ为７５条件下，对西湖底泥中有机质完全降解及转化为ＣＯ２和ＣＨ４的速率进行了模拟研究．结果表明，在西湖湖水现有供氧水平（５０—８６ｍｇ（Ｏ２）／Ｌ）条件下，底泥中有机质完全降解的速率最为缓慢，培养期间（４２天）平均只有０７２ｍｇ（Ｃ）／（ｋｇ·ｄ）．当湖水供氧水平进一步上升（８６→１２０→１６０ｍｇ（Ｏ２）／Ｌ），ＣＯ２释放速率增加，最大值可达到８７ｍｇ（Ｃ）／（ｋｇ·周）；当湖水供氧水平下降（８６→０ｍｇ（Ｏ２）／Ｌ），ＣＨ４释放速率加快，最大值可达到４６ｍｇ（Ｃ）／（ｋｇ·周）．     

石油烃、Cu2+对沙蚕的毒性效应及对其抗氧化酶系统的影响

在实验室模拟条件下,研究了石油烃和不同浓度的Cu2 对沙蚕(Nereis diversicolor)种群的毒性效应及对其抗氧化酶系统活性的影响.结果表明:石油烃和Cu2 对沙蚕均表现出较强的毒性,暴露3d后,其LD50值分别为117.5μL·L-1和864.0μg·L-1.Cu2 单因子污染暴露5d后,沙蚕体内过氧化物酶(POD)的活性受到显著影响,表现出先受到抑制后缓慢增加的趋势,超氧化物歧化酶(SOD)的活性也发生显著变化,其变化趋势为先被诱导而后抑制.石油烃以其约为半致死剂量水平单因子暴露5d后,POD的活性并未被显著诱导,SOD的活性则低于对照组.在石油烃与Cu2 复合污染的条件下,暴露5d后沙蚕体内POD和SOD活性表现出相同的变化趋势,即先下降后上升.通过比较,还发现沙蚕体内SOD的活性变化更能灵敏地反映出污染物对沙蚕的毒性作用.     

沙蚕暴露于石油烃、Cu2+和Cd2+毒性效应及乙酰胆碱酯酶活性的响应

采用浓度梯度污染暴露室内模拟方法,研究了沙蚕(Perinereis aibuhitensis Grube)暴露于不同浓度的石油烃和重金属Cu2 、Cd2 的毒性效应及乙酰胆碱酯酶活性的响应.结果表明,石油烃和Cd2 、Cu2 对沙蚕均具有较强的毒性效应.暴露4 d和10 d后,石油烃LC50分别为440和110 μg·L-1,Cu2 分别为1 150和570 μg·L-1,Cd2 分别为5 090和2 500 μg·L-1,相应的生态毒性大小为:石油烃＞Cu2 ＞Cd2 .在Cd2 、Cu2 污染暴露条件下,沙蚕体内乙酰胆碱酯酶活性受到一定程度的抑制,但抑制率均低于50%.而在石油烃污染暴露条件下,沙蚕体内乙酰胆碱酯酶活性受到显著抑制,最高抑制率可达90%以上;而且,其乙酰胆碱酯酶活性的变化与石油烃的浓度显著相关.可见,乙酰胆碱酯酶活性的变化可以作为生物标志物,较灵敏地反映出石油烃对沙蚕的污染效应及其毒害作用.     

石墨烯纳米材料对哺乳动物的毒性及其作用机制

石墨烯是一种应用广泛的新兴非金属纳米材料，具有独特的电学机械性能、超大的比表面积以及潜在的生物相容性，在材料、电子、能源、光学以及生物医学等领域得到广泛应用。与此同时，石墨烯的环境行为和生物毒性也随之引起日益广泛的关注。本文通过对石墨烯纳米材料的动物毒性、细胞毒性、毒性影响因素和毒性机制等相关研究进展进行总结。石墨烯纳米材料可通过气管滴注、吸入、静脉注射、腹腔注射以及口服等方式进入体内，通过机械屏障、血脑屏障和血液胎盘屏障等积累在肺、肝、脾等部位引起急性或者慢性损伤；目前有关石墨烯毒性机制的研究主要集中于线粒体损伤、DNA损伤、炎性反应、凋亡等终点及氧化应激参与的复杂信号通路，不同石墨烯纳米材料的浓度、尺寸、表面结构和官能团等对石墨烯的生物毒性影响不同。鉴于当前该领域研究的局限性，对石墨烯纳米材料生物毒性研究的发展方向进行了展望，进而为石墨烯材料的安全应用提供理论借鉴和实践参考。     

有机磷阻燃剂的环境暴露与动物毒性效应

有机磷阻燃剂(OPFRs)逐渐替代了危害较大的多溴联苯醚(PBDEs),因此使得人类及其他生物更易暴露于这种有机物中。有研究表明,部分有机磷酸酯具有致癌性,因而使人们对其毒性的问题也日益关注。本文概述了有机磷阻燃剂的环境暴露水平,总结了近年来从体外与体内实验2个方面动物毒性效应的研究。目前研究发现诸多地区的大气、土壤和水体中的有机磷阻燃剂总含量水平相对较低;仅高浓度暴露才会对不同动物体造成一定程度的损伤,而远大于环境浓度的低浓度暴露几乎无损伤效应。最后,对有机磷阻燃剂毒性效应的未来研究重点进行了展望。     

沙蚕暴露于石油烃、Cu2+和Cd2+毒性效应及乙酰胆碱酯酶活性的响应

采用浓度梯度污染暴露室内模拟方法,研究了沙蚕（Perinereis aibuhitensis Grube）暴露于不同浓度的石油烃和重金属Cu²⁺、Cd²⁺的毒性效应及乙酰胆碱酯酶活性的响应.结果表明,石油烃和Cd²⁺、Cu²⁺对沙蚕均具有较强的毒性效应.暴露4 d和10 d后,石油烃LC₅₀分别为440和110 μg·L^-1,Cu²⁺分别为1 150和570 μg·L^-1,Cd²⁺分别为5 090和2 500 μg·L^-1,相应的生态毒性大小为：石油烃＞Cu²⁺＞Cd²⁺.在Cd²⁺、Cu²⁺污染暴露条件下,沙蚕体内乙酰胆碱酯酶活性受到一定程度的抑制,但抑制率均低于50％.而在石油烃污染暴露条件下,沙蚕体内乙酰胆碱酯酶活性受到显著抑制,最高抑制率可达90％以上;而且,其乙酰胆碱酯酶活性的变化与石油烃的浓度显著相关.可见,乙酰胆碱酯酶活性的变化可以作为生物标志物,较灵敏地反映出石油烃对沙蚕的污染效应及其毒害作用.     

基于生态安全的DAT-IAT城市污水处理工艺改进研究

通过正交试验，得到了DAT-IAT工艺和A/DAT-IAT工艺处理城市污水的常规指标去除和生态毒理指标削减的最优运行条件。结果表明，在正交试验的同一工艺中，COD去除最优运行条件的出水COD值优于生态毒性削减最优运行条件的出水COD值，但前者出水的生态毒性较大。由于厌氧池的水解酸化作用，A/DAT-IAT工艺对COD和生态毒性的处理效果均优于DAT-IAT工艺，并且回流总能耗低于DAT-IAT工艺，但是出水COD仍不达标。为了降低进入工艺的COD的总量，以絮凝沉淀做为预处理工艺，并采用Al残留量最小的絮凝剂投药量以降低出水中残留Al带来的生态风险。结果表明，在COD去除最优运行条件下，具有絮凝预处理的工艺对COD的去除效果优于没有絮凝预处理的工艺。絮凝-A/DAT-IAT工艺在COD去除最优运行条件下出水COD为104.46 mg/L，满足排放标准。在毒性削减最优运行条件下，具有絮凝预处理的工艺的出水生态毒性有所上升，但是污染物的总量得到了大幅削减。絮凝-A/DAT-IAT工艺与DAT-IAT工艺相比，在污染物去除效率得到大幅增加的同时，生态毒性得到有效控制，生态安全得到了有效的保障。