反映我国空间分异特性的多介质环境逸度模型的构建及十溴二苯醚的归趋模拟

化学品的浓度水平、排放量都与具体的地理位置密切相关,发展具有空间分异特性的多介质环境逸度模型,可更加准确地描述化学品的多介质环境归趋.本研究基于我国的区域环境属性,建立了 50 kmx50 km分辨率的空间分异Ⅲ级多介质环境逸度模型.以阻燃剂十溴二苯醚(BDE-209)为例,模拟和预测了 BDE-209在我国的多介质环境中的分布.结果表明,上海、山东和广东等东部地区大气与土壤中BDE-209浓度较高,陕西、山西等中西部地区水与沉积物内BDE-209浓度较高.BDE-209在大气、水、土壤和沉积物中的平均浓度分别为2.02×10-6 μg·m-3、6.64×10-6μg·m-3、1.93 μg·kg-1 和3.65×10 μg·kg-1.土壤和沉积物是BDE-209主要的汇,其含量占其环境总量的98.65％.所构建的具有空间分异特性的多介质环境逸度模型,适用于持久性有毒化学物质在我国环境中的归趋模拟,有助于化学品的环境风险预测与管理.     

持久性有机污染物的作物吸收及迁移模型研究进展

持久性有机污染物(Persistent Organic pollutant,POPs)是指通过各种环境介质(大气、水、生物体等)能够长距离迁移并长期存在于环境中的人工合成的有机污染物。本文阐述了全球POPs的主要环境过程和各环境介质中POPs的暴露水平,探讨了作物对POPs的吸收过程、吸收机制和生态效应,并基于现有的环境多介质逸度模型和根区水质模型,分析了持久性有机污染物作物吸收过程模拟模型中存在的问题及未来的发展方向。目前,对POPs作物吸收机制及其模拟的研究较少,但随着我国对粮食安全和农业可持续发展的持续关注,这一领域的模拟研究将对科学解析POPs归趋、合理制定风险管控措施和有效确保粮食质量安全等提供重要科学支撑。     

基于环境逸度模型的化学物质暴露与风险评估研究进展

工业化学品通过各种迁移转化过程后在环境区间中广泛分布,同时新化学品正被大量的生产并进入环境,使得对于化学品管控的需求和压力不断增加。基于这一背景,多国政府颁布了相应的政策法规对化学品进行管控。除了用相应的政策法规进行预先管控之外,使用基于逸度概念的多介质环境模型来表征化学品的行为与归趋是一个相对简单而有效的方法,不仅适用于环境中存在的现有化学品的暴露评估,也成为各国化学品管理中对新化学品的环境暴露进行预测的有力工具。本文综述逸度概念与方法、相关环境模型、建模过程、应用验证等方面的国内外研究进展,希望能够对我国化学品环境暴露评估与风险评估的模型构建、优化与方法应用提供信息和借鉴。     

量子化学在化学品环境污染研究中的应用

化学品的大量生产和使用对环境和人们构成生态和健康风险.近年来量子化学研究方法广泛应用于化学品环境污染过程与归趋研究,理论计算结果均得到传统实验研究的较好验证.因此,本文综述了量子化学计算在化学品环境污染研究中的诸多应用.文章首先简介了量子化学基本原理及计算内容,阐述了小分子基态及激发态、生物大分子和无机大分子的量子化学计算方法及在化学品环境污染领域中的应用,结合过渡态理论,半定量计算可以得到化学品在环境中发生的迁移转化行为,从而为化学品环境管理和风险评估提供基础数据和理论依据.     

化学品环境暴露评估模型研究进展

各国政府高度重视化学品生产使用引发的环境问题,研发了一系列环境暴露预测模型,包含了点源暴露到面源暴露各种排放模式,局部暴露、区域暴露及洲际暴露的各种预测尺度,筛选评估到确认水平的不同评估层级,用于评估化学品的潜在风险。本文从模型功能、机理出发,综述了化学品环境暴露评估涉及的排放估计、水/土/气、多介质以及食物链评估模型,以期为推动我国化学品环境暴露模型的研发提供参考。     

化学品环境暴露评估模型研究进展

各国政府高度重视化学品生产使用引发的环境问题,研发了一系列环境暴露预测模型,包含了点源暴露到面源暴露各种排放模式,局部暴露、区域暴露及洲际暴露的各种预测尺度,筛选评估到确认水平的不同评估层级,用于评估化学品的潜在风险。本文从模型功能、机理出发,综述了化学品环境暴露评估涉及的排放估计、水/土/气、多介质以及食物链评估模型,以期为推动我国化学品环境暴露模型的研发提供参考。     

全氟辛烷磺酸在大连区域环境多介质中的归趋模拟

阐明污染物的环境归趋对于其污染控制和生态风险评价具有重要意义。本文构建了三级环境多介质逸度模型,研究全氟辛烷磺酸(PFOS)在大连区域环境多介质中的分布及其迁移规律。结果表明,PFOS在大气、水、土壤和沉积物相的模拟浓度分别为5.10 pg·m-3、22.60 ng·L-1、2.25μg·kg-1和0.34μg·kg-1,与实测值较为一致。环境相间的迁移主要是大气向土壤中迁移和土壤向水中的迁移,水和土壤是大连区域PFOS的主要的汇。PFOS在大气和水相的平流输入为主要的污染来源,而大气的平流输出是其主要的输出途径。灵敏度分析表明,有机碳分配系数、溶解度、水和气相平流输入、土壤中水的径流速率以及温度是影响模型结果的主要参数。不确定分析则表明,整体参数的变化对水体输出结果影响最大,对沉积物影响最小。本研究较好地模拟了PFOS在大连区域环境多介质中的迁移和归趋,可为其污染控制和生态风险评价提供科学依据。     

南京地区PCB52多介质迁移归趋行为模拟及环境风险评价

运用多介质逸度模型对PCB52在南京地区空气、水体、土壤和沉积物中的浓度分布与多介质间的迁移、归趋行为进行模拟研究并分析PCB52在研究区域环境多介质间的迁移通量,确定其在环境中的主要迁移过程;结合文献中的监测数据,对模型的可靠性进行验证;对模型的输入参数进行灵敏度分析;通过模拟浓度与实际浓度的对比,表明模型在该地区具有很好的适用性。结果表明,环境系统达到平衡时,PCB52在沉积物中的含量占其在环境系统总含量的96.12%;PCB52从环境系统中的消失途径主要为空气平流输出和空气降解;环境温度和空气平流输入是影响化合物在环境相中浓度分布的最主要因素。此外,PCB52初步的生态风险评价表明其对生态环境未构成严重威胁,但潜在危害仍不容忽视。     

化学品环境归趋模型及应用

环境归趋模型是化学品管控的重要工具.环境中化学品归趋模型的开发和应用逐渐增多,然而有关应用化学品归趋模拟的模型综述报道较少.本文汇总了目前已用于模拟化学品归趋的模型清单,结合模型结构特点,将化学品归趋模型分为四类:以源排放估算为基础的化学品归趋模型、以环境多介质模型为基础的化学品归趋模型、以水文水质模型为基础的化学品归趋模型及化学品综合管理模型.介绍了模型的基本原理和发展历程,概述了各种模型特点和不同环境条件下模型的应用情况,并进一步探讨化学品归趋模型的应用前景和发展趋势.文章以期为目前化学品归趋模拟研究提供更清晰的现状分析,为化学品归趋模型的选择提供参考.     

多介质环境模型New Equilibrium Criterion(New EQC)参数敏感性分析

多介质环境模型被广泛应用于化学品环境风险评估.模型参数敏感性分析是使用模型时必不可少的环节,也是了解模型结构的有效途径之一.模型参数敏感性分析可筛选出对模型预测结果具有显著影响的化学品物化参数和环境参数,有助于减少数据收集工作量,能侧重收集所要评估区域关键的环境参数和实际环境条件下的物化参数值,从而提高模型预测结果的可信度,为化学品管理决策提供准确数据.本研究以化学物质八甲基环四硅氧烷为例,采用局部敏感性分析法中的一次一个变量法和全局敏感性分析法中的回归分析法,分别对多介质环境模型New Equilibrium Criterion模型参数进行了敏感性分析.结果表明,亨利常数、LevelⅢ向空气排放率和沉积物沉积速率等参数值的变化对模型预测结果影响显著.     

氯酚对大型蚤的混合毒性

环境中的污染物通常是共同存在的.氯酚是环境中典型的重要污染物之一,因其农业和工业上的用途,广泛存在于河流、地表水、废水、污泥及饮用水等各种环境介质中.然而,大多数生态毒理学研究和化学品管理主要集中在单一化合物的风险和暴露评价,而忽略了混合物的     

种群水平生态风险评价方法概述及其在环境管理中的应用

生态风险评价的目的是保护生态系统功能的完整性、稳定性和持久性,为环境风险管理提供理论依据。然而,目前常见的用于保护生物的化学污染物浓度阈值大多是以个体水平的毒性试验结果为基础,忽略了物种在时间和空间相互作用等因素,不能够完全保护生态环境安全和生态系统功能的延续性。本文从生态风险评价的概念、目的和意义引出种群水平生态风险评价在环境管理应用的重要性,综述了种群水平生态风险评价的科学问题(如密度依赖、遗传变异和空间结构等),归纳了种群水平风险评价主要模型方法及其应用(如Euler-Lotka方程、预测矩阵、个体模型、空间模型和动态能量预算模型等),列举了各国现有法律法规中关于种群水平生态风险评价的规定,以期为种群水平生态风险评价方法研究及在环境管理中的应用提供有益借鉴。     

基于AQUATOX模型的白洋淀湖区多溴联苯醚(PB-DEs)的生态效应阈值与生态风险评价研究

为了准确定量生态系统尺度下持久性有机污染物(POPs)的直接毒性效应和通过食物网传递的间接生态效应,建立POPs浓度与生态效应的量化关系,本研究以强人为干扰湖泊白洋淀为研究区,建立了湖泊底栖-浮游耦合食物网,运用AQUATOX模型评价典型POPs——多溴联苯醚(PBDEs)的水生态系统风险,判定关键浓度阈值。模型校正结果表明,该模型能够充分模拟白洋淀中18个优势种群生物量的季节变化过程;敏感性分析结果表明该模型对温度和呼吸速率参数敏感;风险评价的结果表明AQUATOX模型能够有效的评估PBDEs的直接毒性效应和间接生态效应,AQUATOX模型得到的最大无影响效应浓度(NOEC)要比实验室中的NOEC低1~2个数量级。因此,在自然生态系统中PBDEs的生态风险难以根据单一种群的毒性数据进行外推,而AQUATOX模型成为自然生态系统中PBDEs风险评价的可靠方法,能够判定在"可接受风险"水平时污染物的浓度阈值。AQUATOX模型为污染物环境基准的制定提供了较为可行的方法,进而为化学污染物的早期预警和风险管理提供决策依据。     

定量有害结局路径(qAOP)评估环境化学物质毒性的研究进展Ⅱ:类二噁英物质及AhR-qAOP

环境中不断检出具有二噁英结构并存在潜在生物毒性的新型污染物类二噁英物质(dioxin-like compounds,DLCs),识别并评估其生态与人体毒性对化学品风险防控具有重要意义.传统的化学品毒性测试方法已不能满足评估大批环境化学物质风险的需求,基于芳香烃受体(aryl hydrocarbon receptor,AhR)的有害结局路径(adverse outcome pathway,AOP)为准确评估潜在DLCs的生态与健康风险提供了新的策略.为指导预测新型DLCs的毒性,需在定性AhR-AOP基础上发展定量AOP.本文综述了AhR-AOP的研究现状,并总结了"AhR激活-胚胎毒性"定量AOP的最新进展,包括定量模型的开发、相关体外测试技术、对新型DLCs和不同物种的危害评估的适用性等.最后探讨了AhR-qAOP发展过程中的问题与潜在解决方案,对其应用于DLCs生态危害与风险评价的前景进行了展望.     

辽宁省蒽的来源与多介质环境行为研究

基于工业燃煤、机动车尾气、民用供暖燃煤锅炉三个主要污染源,估算了辽宁省蒽的年排放总量,并采用多介质逸度模型,解释了蒽的多介质环境行为。研究结果表明:(1)辽宁省蒽的年排放总量为17.0t,其中工业燃煤排放蒽11.9t/a,占年排放总量的69.9%,是辽宁省蒽的主要来源;机动车尾气排放蒽0.3t/a,民用供暖锅炉燃煤排放蒽4.8t/a。(2)蒽的多介质环境三级模型计算结果显示,辽宁省排放到环境中的蒽绝大部分存留在土壤中,而在大气和水体中的存留量很少。蒽的主要输出途径是大气水平流动,主要的损失途径是土壤降解和大气光解,气-土间的相间迁移通量最大。     

面向化学品风险预测的计算毒理学软件比较研究

化学品风险评价是进行化学品环境管理和污染防治的前提,其关键在于化学品环境暴露和危害性数据的获取。仅采用实验测试获取相关数据的效率较低、成本高,难以满足数以万计的化学品风险评价的需求。以定量构效关系(QSAR)模型为代表的计算毒理学技术,可实现化学品环境暴露与危害性参数的高通量预测,是填补相关数据缺失的重要方法。近年来,计算毒理学领域发展了一批面向化学品环境暴露和危害性参数预测的软件工具,集成了数据和模型资源,在化学品管理活动中发挥了重要作用。本研究共搜集了国内外25款计算毒理学软件,通过文献资料调研和软件试用,从开发背景、预测终点、预测方法、功能与信息完整度和内嵌模型预测性能等方面对软件进行分析比较。分析表明,化学品管理法规支持、多方合作和数据共享,是计算毒理学软件开发的重要基础条件。现有计算毒理学软件在预测终点覆盖度、预测结果可靠性、软件实用性和可拓展性方面仍有提升空间。未来相关软件的开发需要结合深度学习等先进建模技术,增强软件的预测性能并扩大其应用范围,使之成为化学品风险综合评价和决策分析的实用工具。     

全氟和多氟烷基化合物异构体的分析方法、环境行为和生物效应研究进展

全氟和多氟烷基化合物(Per-and polyfluoroalkyl substances,PFASs)是一类人为源的有机污染物,普遍具有环境持久性、生物富集性和潜在毒性.环境中的PFASs存在直链和多种支链异构体,各种异构体的环境界面行为以及生物富集、代谢和毒性效应存在显著差异.只有从单个异构体的角度进行分析,才能准确评估PFASs潜在的生态和健康风险.本文对PFAS异构体的来源、命名和分析方法进行了介绍,总结了PFAS异构体在不同介质中的环境行为和生物效应研究的最新进展,有助于全面认识环境中PFASs的迁移转化规律及最终归趋.     

上海市某工业区可吸入颗粒物(PM10)中多氯联苯的表征与分布特征

可吸入颗粒物(PM10)作为空气中一种重要的介质,对多氯联苯(PCBs)在环境中的迁移扩散起着重要作用.本文对上海市典型化工区大气PM10中的PCBs的污染水平、来源及其气象影响因素进行分析研究,为工业区环境中PCBs的迁移转化过程研究、生态风险评价和工业区综合整治提供基础和依据.     

新型有机污染物氯代多环芳烃分析方法及其污染现状研究进展

氯代多环芳烃(Chlorinated polycyclic aromatic hydrocarbons,Cl-PAHs)作为多环芳烃的氯代衍生物,具有类似二英的致癌、致畸、致突变毒性,并且广泛存在于环境介质中,对生态环境和人类健康具有一定的潜在威胁.本文介绍了Cl-PAHs在不同环境介质中的分析方法、污染现状、迁移转化及其毒性效应,最后对其未来研究方向进行了展望.在今后,应该加强污泥和沉积物等复杂环境基质中Cl-PAHs的分析方法研究;系统研究ClPAHs在环境介质中的污染现状和迁移转化行为,并开展Cl-PAHs的环境风险和人体健康风险研究.     

化学品足迹法筛查电镀行业潜在高风险化学品

现代工业化学品带来了大量潜在的生态环境风险。目前,国内对工业化学品的风险识别、评估及管理等严重缺乏。本研究利用化学品足迹理想模型(USEtox),计算电镀行业化学品不同生命周期排放产生的生态毒性影响,筛选电镀行业潜在高风险化学品。结果显示,电镀行业使用的有机化学品中十二烷基硫酸钠的生态毒性足迹(chemical footprint,Ch F)分值最高,为2.30×10-2PAF·km3·a;在重金属中Cu2+的生态毒性足迹分值最高,为4.20 PAF·km3·a。重金属生态毒性足迹显著高于有机化学品(2个数量级)。因此,重金属是电镀行业主要高风险化学品,也是电镀行业最主要环境风险源。USEtox可用于定量表征行业化学品带来的区域环境风险,为以行业为单位开展工业化学品区域生态环境风险评估提供新思路。