广东省热带气旋、雨涝灾害和地质灾害生态风险评价(Ⅰ)

人类社会的健康、安全和福祉与生态系统健康密切相关。全球气候变化条件下,自然灾害频发。多种自然灾害的共同作用,对全球生态环境产生了严重影响,因此,评估自然灾害影响下的生态环境安全和灾害生态风险显得尤为重要。以广东省为研究区域,选取3种主要自然灾害(热带气旋、雨涝灾害和地质灾害)作为风险源,对广东省进行了区域自然灾害生态风险综合评价。作为风险评价的基础,分别评估了热带气旋、雨涝灾害和地质灾害的危险度以及3种主要自然灾害的综合危险度。基于GIS技术,以1 km×1 km栅格为评价单元,对广东省3种主要自然灾害的综合危险度进行分区。结果表明:广东省热带气旋和雨涝灾害危险度分区等级由沿海向内陆递减,高危险区集中分布在西南沿海地带;地质灾害高危险区主要分布在粤东北和粤西内陆低山丘陵区。综合危险度分区等级由东南沿海向西北内陆递减,呈现出不规则、条带状沿海岸线分布的特点。3种自然灾害危险度分区在空间格局上互为"热带气旋-雨涝灾害-地质灾害"链式关系。3种灾害的叠加结果使得灾害后果愈发严重,其链式效应使得广东省自然灾害具有泛生性与群发性。自然灾害危险性评价是灾害生态风险评价的前提,多灾种自然灾害综合危险性评价及其生态风险综合评价是灾害风险科学值得重点关注的领域。     

生态住宅和生态住区 (Ⅱ)健康、自然与环境保护

围绕生态住宅和住区的5大主题(健康、自然和环境保护、生态良性循环、风水、生态文明)中的健康与自然和环境保护2个主题,从建材、布局和结构、服务与管理4个方面阐述维护人的身心和环境健康;从合理利用和保护水、土、气、生物多样性等生态资产和生态服务功能方面阐述保护自然和环境的内容和措施.     

基于气象灾害的青岛市域生态风险评价

根据美国环保局（USEPA）的生态风险评价框架和相对风险模型（Relative Risk Model,RRM）,对青岛市域县级行政区的干旱、洪涝、大风和冰雹4种气象灾害进行了生态风险评价。评价结果表明,研究区内干旱生态风险最为严重,洪涝其次;耕地承受的风险最高,城镇和居民地其次;胶州的生态风险最大,青岛市区其次。而且胶州的干旱灾害、市区的大风灾害、平度的冰雹灾害以及胶南的草地成灾比较突出,成为风险分区的依据。最后,不确定性分析表明RRM不确定性的模拟值与计算值接近,验证了RRM在县级尺度上的适用性;敏感性分析说明相对风险值对干旱等级4最为敏感,且对生境分级敏感程度高于风险源分级。此外,利用生态系统生态服务功能的损失率确定暴露系数,降低了确定暴露系数带来的随机性。同时,生境变化需要进一步考虑以明确生态风险在时间尺度上的变化特点。     

Cd(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)在钛酸纳米管上的吸附行为

通过水热法以TiO2为原料合成了钛酸纳米管(TNTs),研究了Cd(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)4种重金属在TNTs上的吸附行为,以及TNTs中钠含量对重金属吸附容量的影响.实验结果表明,制备的TNTs呈均一的管状结构,XRD分析证实TNTs为钛酸钠单斜型晶体且结晶较好.吸附实验表明,pH能显著影响重金属在TNTs上的吸附,最佳初始pH值为56;4种金属离子的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,且30 min内即可达到平衡;等温吸附数据符合Langmuir方程(R20.9995),TNTs对4种重金属有很强的吸附能力,且吸附容量大小顺序为QCd(216.0 mgg-1)QZn(119.3 mgg-1)QCu(114.8 mgg-1)QCr(75.3 mgg-1).各种重金属的吸附量与TNTs中钠含量都呈较好的线性关系,相关系数(r)达0.913以上,说明钠离子在TNTs吸附重金属过程中起到了重要的作用.     

生态住宅和生态住区(Ⅲ) 生态循环、风水和生态文化

阐述了生态住宅和住区5大主题中的生态循环、风水(所选居住地与自然环境间存在的地理和生态关系)、生态文化的具体内容和要求.     

重金属污染评价方法(TCLP)评价资江流域土壤重金属生态风险

采用美国最新法定重金属污染评价方法TCLP法(Toxicity characteristic leaching procedure)对湖南省资江流域土壤重金属生态风险进行评价.结果表明,资江流域土壤As、Cd、Cu、Zn、Ni和Pb的有效态含量分别在0.07-9.85、0.10-1.49、0.09-3.58、0.94-90.55、0.13-2.50 和0.18-8.25 mg·kg-1范围之间,TCLP提取的土壤As、Cu、Zn、Ni、Pb有效态量分别与其总量之间存在显著的相关关系.采用内梅罗综合污染指数进行评价,发现资江流域43个土壤样品中属安全水平、轻污染水平和中污染水平的比率分别为90.7%、7.0%和2.3%.     

二硫化钼-水滑石复合材料对水中Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附机制

二维层状纳米材料可以有效去除水中的重金属,而吸附机制一直是研究难点和热点.为进一步提升材料性能,明确吸附反应机制,以典型的水滑石和二硫化钼为原料,采用共沉淀法制备镁铝水滑石,然后利用水热法负载二硫化钼,制备了复合材料(MoS2-LDH).结果表明,MoS2-LDH对水中Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附作用机制包括沉淀、络合、同晶置换和静电吸引作用,其中沉淀作用为主导,贡献率占46.57％—58.32％,其次为络合作用(27.15％—32.08％)和同晶置换作用(10.75％-17.86％),静电吸引的贡献最小(3.33％—4.26％);吸附过程与拟二级动力学方程和Langmuir模型相符,最大吸附量达到48.31、71.33、77.16 mg·g-1.对高效去除重金属的吸附机制的详细研究,可为二维复合材料的设计合成提供理论支撑.     

生态住宅和生态住区(Ⅰ)背景、概念和要求

阐述了生态住宅和住区的产生背景,提出生态住宅和住区是按生态学原理规划、设计、建设和管理的具有较完整的生态代谢过程和生态服务功能,人与自然协调、互惠互利、可持续发展的人居环境。以一树形图表示建设生态住宅和生态住区所倡导的5大主题,即健康(人的身心和环境健康)、自然和环境保护、生态良性循环、风水(所选居住地与自然环境间存在的地理和生态关系)、生态文明。认为营建生态住宅和生态住区是一类由许多相互联系、相互作用、相生相克、互为因果的成分和技术组成的生态工程。     

茶叶残渣改性制备海绵状吸附材料及其对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能

本研究以浸泡过的茶叶为原材料,在强碱条件下进行黄原酸化改性,利用冷沉淀凝胶法成功制备出三维海绵状茶叶残渣改性吸附材料.该材料形状规则,呈多孔立体结构,便于固液分离.实验结果表明,该海绵状改性茶叶残渣对Pb（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的吸附4 h内达到平衡,其吸附行为受化学吸附控制,属于均一的单层吸附,最大吸附量分别为136.05、41.98、39.25 mg·g^-1,吸附选择性遵循Pb（Ⅱ） > Cu（Ⅱ） > Cd（Ⅱ）.X射线衍射分析（XRD）、X射线光电子能谱分析（XPS）、X射线能谱分析（EDS）和傅里叶红外光谱分析（FTIR）等光谱学分析结果表明,离子交换作用、含杂原子基团的络合作用和微沉淀作用是海绵状改性茶叶残渣吸附重金属离子的主要机理.     

Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)对羟基磷酸钙结晶过程及产物的影响

本文通过批量结晶实验,探究了3种生物毒性较大的典型重金属离子（Pb²⁺、Cd²⁺、Cr³⁺）对羟基磷酸钙（HAP）结晶动力学和反应体系磷去除率的影响,并利用能谱、X射线衍射和傅里叶红外光谱表征手段,结合Visual MINTEQ 3.1模拟软件对结晶产物进行了分析. 实验结果表明,低浓度（<20 mg·L⁻¹）的Pb²⁺能提高HAP结晶速率,但会抑制磷的去除,当Pb²⁺浓度大于20 mg·L⁻¹后,能反向促进除磷,且初始浓度与诱导时间呈显著正相关;Cd²⁺和Cr³⁺均会降低HAP结晶速率,抑制幅度Cr³⁺>Cd²⁺,但Cd²⁺对结晶体系除磷有促进作用,Cr³⁺则呈稳定的抑制作用. 对结晶产物的分析结果表明,Pb²⁺主要生成铅羟基磷灰石（Pb₅(PO₄)₃OH、Ca_2.5Pb_7.5(PO₄)₆(OH)）及磷氯铅矿（Pb₅(PO₄)₃Cl）,Cd²⁺主要形成Cd₃(PO₄)₂沉淀物,Cr³⁺的产物主要是Cr₂O₃和Cr(OH)₃.     

天津市土壤多环芳烃污染特征、源解析和生态风险评价

采用气相色谱-质谱联机方法（GC-MS）分析了天津市不同功能区10个采样点表层土壤样品中16种多环芳烃（PAHs）的浓度,并对其污染特征、来源和生态风险进行了分析.结果表明：天津市土壤中16种多环芳烃的总浓度（∑PAHs）范围为142—1.49×103 ng·g-1,平均浓度765 ng·g-1,Bap浓度范围7.06—118 ng·g-1,平均值37.6 ng·g-1.∑PAHs浓度均值呈工业区>近郊区>城区>远郊区趋势.采用PAHs成分谱、污染物的特征比值和主成分分析的污染来源解析结果表明：工业区PAHs主要来源于焦化、煤和天然气的燃烧,以及机动车的污染排放;城区和郊区土壤中PAHs除来自于煤和焦炭的燃烧外,机动车污染是一个非常重要的污染源.根据荷兰土壤质量标准,所有采样点均有PAHs单体超标,其中西青、津南、北辰、汉沽、塘沽和大港采样点超过荷兰土壤标准规定的10种多环芳烃的苯并（a）芘（Bap）毒性当量浓度（TEQBap10）限值33 ng·g-1,说明天津近郊区和工业区土壤已受到PAHs的污染,存在潜在的生态风险.     

二元体系中水铁矿对Cd(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附作用

模拟自然环境条件制备了水铁矿,利用X-射线衍射(XRD)、比表面(BET)和高分辨透射电镜(HRTEM)等手段对其结构进行了表征.系统研究了水铁矿对二元体系Cd(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附作用,考察了pH、吸附剂的存在状态和投加量、离子强度以及吸附时间对其吸附作用的影响,探讨了吸附过程的可逆性和吸附动力学规律.结果表明,水铁矿对两种离子均有较好的吸附效果,提高pH、增加投加量、处于潮湿环境的水铁矿都有利于提高重金属离子的去除率.与单独存在的金属离子相比,二元体系中水铁矿对二者的去除率虽略有减小,但变化不大.两种离子在水铁矿上的吸附规律均可用Langmuir等温吸附模型描述,吸附过程符合二级反应动力学方程.     

脉冲伏安法测定乳品废水中的Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)离子

采用差分脉冲伏安法在CH3COOH-CH3COONa底液中测定乳品工业废水中的Cd2+和Pb2+等金属离子,并讨论了支持电解质、pH值的影响及部分离子的干扰等.在pH值为3—4范围内,铅的出峰电位为-0.36V.在正确是的条件下,对乳品废水中铅和镉的回收率分别为94%—106.5%和97%—103.5%.     

三峡库区消落带土壤对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附特征

以三峡库区消落带紫色土为对象,采用平衡吸附法研究了Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)在紫色土中的吸附特征,分析了紫色土对重金属的吸附能力.结果表明:(1)随着加入Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)浓度增高,紫色土对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附量增大,碱性紫色土对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附量最高分别为1499.5 mg·kg-1、2845.4 mg·kg-1;(2)土壤中有Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的专性吸附位点,在两者共存的条件下存在竞争吸附,Cu(Ⅱ)的竞争吸附能力大于Zn(Ⅱ),其各自的最大吸附量小于单一离子条件下的吸附量,碱性、中性、酸性紫色土Cu(Ⅱ)最大吸附量的下降幅度分别是14.5%、15.2%、15.9%,Zn(Ⅱ)的最大吸附量下降幅度分别为31.7%、28.1%、25.7%;(3)共存阳离子类型及浓度影响紫色土有效Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)含量,随着阳离子的加入,碱性紫色土的有效Cu(Ⅱ)含量增加,酸性紫色土减少,而3种紫色土的有效Zn(Ⅱ)含量均增加.消落带土壤淹水后,水体中Cu(Ⅱ)及其他阳离子的存在使土壤对Zn(Ⅱ)的吸附力降低,造成Zn(Ⅱ)污染的环境风险增加.     

Hg(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)对海洋单细胞藻的急性毒性效应

近年来,海洋重金属污染日益严重,为考察重金属对海洋藻类的生物毒性效应,进而评估其对海洋生态环境的影响,本研究采用一次性培养的实验方法,测定了2种重金属Hg(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)对8种海洋单细胞藻的急性毒性效应,包括赤潮异弯藻(Heterosigma akashiwo Hada)、旋链角毛藻(Chaetoceros curv...     

广东省大亚湾和红海湾表层沉积物重金属分布特征及风险评价

2021年夏季采集了大亚湾和红海湾表层沉积物样品,分析了沉积物中铜(Cu)、砷(As)、铬(Cr)、镉(Cd)、汞(Hg)、铅(Pb)和锌(Zn)含量,探讨了重金属分布及污染特征,重金属之间及与总有机碳(TOC)的相关关系,并评价了重金属的总体污染状况和潜在生态风险.结果显示,大亚湾Hg、As、Cr、Cu、Zn、Cd 和 Pb 含量平均值分别为 0.03、8.71、59.8、14.2、99.4、0.05、33.4 mg kg-1,红海湾Hg、As、Cr、Cu、Zn、Cd 和 Pb 含量平均值分别为 0.05、9.03、46.3、15.4、77.7、0.07、34.1 mg·kg-1.大亚湾Hg、As含量近岸低于远岸,Cr、Cu和Zn含量近岸高于远岸,Cd和Pb近岸和远岸相差不大.除重金属Cr之外,红海湾其他重金属含量近岸明显高于远岸.除Hg和Cr与TOC无显著相关性,沉积物中As、Cu、Zn、Cd和Pb与TOC呈显著正相关性.大亚湾和红海湾沉积物重金属,单因子污染影响程度依次为Cr＞Zn＞Pb＞As＞Cu＞Pb＞Cd,总体污染程度很低.基于总金属综合潜在风险评价,大亚湾和红海湾沉积物的风险较低,生态危害影响依次为,Hg＞Cd＞As＞Pb＞Cu＞Zn＞Cr.     

生态住宅和生态住区（Ⅱ）健康、自然与环境保护

围绕生态住宅和住区的5大主题(健康、自然和环境保护、生态良性循环、风水、生态文明)中的健康与自然和环境保护2个主题，从建材、布局和结构、服务与管理4个方面阐述维护人的身心和环境健康；从合理利用和保护水、土、气、生物多样性等生态资产和生态服务功能方面阐述保护自然和环境的内容和措施。     

2种水稻土中Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的解吸动力学

用一次平衡法研究了2种水稻土表面吸附态Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的解吸动力学行为及柠檬酸和酒石酸对2种重金属离子解吸的影响。结果表明,虽然2种土壤对Pb(Ⅱ)的吸附量比Cu(Ⅱ)高得多,但无论在单一重金属体系还是Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)共存体系中,Cu(Ⅱ)的解吸量均大于Pb(Ⅱ),湖州水稻土Cu(Ⅱ)的解吸量大于嘉兴水稻土,说明土壤对重金属离子的吸附亲和力越大,吸附的重金属离子越不易解吸。用E lovich方程拟合动力学数据可以获得比较满意的结果。解吸速率与时间的关系曲线表明,Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的解吸速率随时间的增加迅速减小。Cu(Ⅱ)的解吸速率大于Pb(Ⅱ),柠檬酸和酒石酸不仅使重金属的解吸量增加,而且使Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的解吸速率大大提高。2种有机酸对Cu(Ⅱ)解吸的促进作用大于Pb(Ⅱ),柠檬酸的促进作用大于酒石酸。     

墨水河表层沉积物中多环芳烃(PAHs)的分布特征、来源解析及生态风险评价

本文运用GC-MS测定了墨水河表层沉积物中16种优控多环芳烃（PAHs）浓度,采用多种数据分析技术解析了PAHs的来源.结果表明,苊烯、苊、蒽和苯并（a）蒽在部分样品中未检出,其余12种在所有样品中均有检出,16种PAHs总浓度为196.51-8549.33 ng·g-1,平均浓度为3320.03 ng·g-1.沉积物中PAHs的环数分布以高环为主,运用轻重比、分子比值和主成分分析-多元线性回归模型（PCA-MLR）等3种方法,共同确定PAHs的主要来源分别为混合源（煤炭、生物质和汽油燃烧源）、柴油燃烧源和石油源,这3种来源对总PAHs的贡献分别为59.8%、26.0%和14.2%.效应区间低/中值法（ERL/ERM）对PAHs生态风险分析表明,芴、菲、苯并（a）蒽、、苯并（b）荧蒽、苯并（k）荧蒽和苯并（a）芘在墨水河中下游偶尔会产生负面生态风险,二苯并（a,h）蒽存在经常产生负面生态效应的可能;平均效应区间中值商法（M-ERM-Q）分析表明,墨水河上游和入海口处PAHs的综合生态风险较低,而中下游站位则具有中低风险.     

热带爪蟾(Xenopus tropicalis)胚胎在生态毒理学中的应用前景

首先介绍了热带爪蟾(Xenopus tropicalis)作为新的模式动物的发展过程以及热带爪蟾基因组学方面的研究进展,概述了非洲爪蟾(X.laevis)胚胎在生态毒理学中的应用。在此基础上,详细讨论了热带爪蟾胚胎在污染物致毒效应和作用机理、毒理学理论和环境样品生态毒性检测等方面的应用现状和前景。最后,简要介绍了目前国内外有关热带爪蟾网站、书籍和养殖等方面的信息资源。