大气颗粒物水溶性重金属元素研究进展

以As、Cd、Cr、Cu、Ni、Mn、V、Pb和Zn为研究对象,总结历史及自身研究结果,从大气颗粒物水溶性重金属的分析方法、浓度水平、化合物形态、水溶性及其影响因素等方面进行分析.结果表明,发展中国家大气颗粒物水溶性重金属浓度较高,国内水溶性Zn和As污染严重,特别是As已超过国家空气质量标准中的浓度限值;大气中Zn、Pb、Cd、As和V的浓度和水溶性都较高(37.69%—58.65%),应受到广泛关注;大气颗粒物中重金属的水溶性主要受颗粒物粒径大小、酸碱性、重金属与颗粒物结合方式、金属化合物形态和来源的影响.研究结果可以为大气重金属污染控制和人体健康影响评估的开展提供理论基础.     

大气颗粒物中典型有机物的分析方法和污染特征研究进展

有机污染物是大气颗粒物的重要组成部分,约占颗粒物质量的20％-50％.颗粒物中的有机污染物具有高毒性,长期暴露能够给人群带来潜在的健康风险;有机污染物参与气溶胶成核,影响空气质量和能见度,进而改变区域气候,其引起的健康与环境效应已成为民众关注的焦点.大气颗粒物中有机污染物的分析技术是准确判断其来源和污染特征的重要一环.本文对颗粒物中常见有机污染物的分析技术、污染特征及主要来源进行了综述.系统介绍了有机污染物的样品采样、提取净化和分离分析技术,对比了不同分析方法的优势,总结了我国大气颗粒物中有机污染物的时空分布和气粒分配特征,并探讨了引起相关差异的原因,为后续深入认识大气颗粒物中有机污染物的分布特征提供参考.最后,对大气颗粒物中有机物的分析技术和发展方向进行了总结与展望.     

上海市居民区与工业区大气颗粒物重金属生物可给性与健康风险评估

采用具有代表性的体外模拟呼吸系统Gamble方法研究上海市两大功能区——工业区、居民区不同大气颗粒物包括PM_(10)和PM_(2.5)中重金属生物可给性和健康风险.结果表明,两大功能区大气颗粒物中均检出重金属Cu、Mn、Ni、Pb、Zn、Cr和Cd,其浓度从高到低依次为:ZnPbCuMnNi≈CrCd,工业区大气颗粒物中重金属Cu、Mn、Ni、Pb和Zn的平均浓度均高于居民区,且两大功能区PM_(10)中重金属浓度均大于PM_(2.5).居民区大气颗粒物中Cu和Ni的生物可给性低于工业区,Mn和Pb的生物可给性高于工业区,而Zn、Cr和Cd的生物可给性在两大功能区则较为接近,且PM_(2.5)中重金属生物可给性高于PM_(10).成人致癌风险高于儿童,非致癌风险低于儿童.其中Cr和Cd的致癌风险较低,Ni的致癌风险可忽略.除去Pb元素,其余重金属元素均表现为工业区非致癌风险高于或接近于居民区,不同重金属的非致癌风险值大小为:PbCdZn≈CrCuNiMn,均远小于1,可忽略.但是,Pb的人体健康风险相对其他重金属较高,Cd在大气颗粒物中的重金属浓度较低,但非致癌风险值相对较高,也应当引起重视.     

大气颗粒物暴露与健康效应研究进展

大气颗粒物一直是影响我国大多数城市空气质量的首要污染物,且呈现出与欧美不同的煤烟、机动车尾气以及开放源复合型污染并存的高浓度污染态势,已有研究发现颗粒物的短期或长期暴露均会对人体产生不良的健康效应。本文从环境科学、暴露科学、环境流行病学和环境毒理学研究等方面系统综述了大气颗粒物健康效应研究的方法和进展,可为我国的大气颗粒物健康效应研究与大气颗粒物环境质量标准的修订提供方法学参考和经验借鉴。目前我国PM10污染尚未得到有效控制,细颗粒物(PM2.5)的污染也已引起关注,建议在不同区域开展空气污染健康效应的系统研究。     

大气重金属引发交叉污染的研究进展

大气重金属污染在国内影响范围广,危害严重,需要引起相当的重视.大气中的重金属污染物可沉降于水体或土壤,也可和其它污染物质发生反应,造成交叉污染.交叉污染不但改变了大气重金属污染物的迁移性,而且有可能增强其毒性,是需要密切关注的对象.本文综述分析了影响大气中重金属污染引起交叉污染的因素及其形式特点等问题,并对相关研究的前景进行了展望.     

城市地表颗粒物重金属分布特征及其影响因素分析

城市地表颗粒物作为重金属的重要载体,严重危害城市人群和水体,已成为城市环境的重要研究对象。阐述了对地表颗粒物重金属的空间、粒径、赋存形态等分布特征及其影响因素进行系统分析的意义。通过对国内不同城市不同功能区的重金属（主要为：Zn、Cu、Cd、Pb）数据进行对比分析,各功能区重金属污染情况为：Cu、Pb：工业区〉商业区〉交通区〉居民区〉休闲区;Zn：工业区〉交通区〉商业区〉居民区〉休闲区;Cd：交通区〉工业区〉商业区〉居民区〉休闲区,同时各功能区中Zn、Pb含量波动性较大。整体上国内工业区、交通区和商业区地表颗粒物重金属污染严重。与我国的土壤重金属背景值相比,4种金属中Cd污染程度最为严重。探讨了与国外部分城市地表颗粒重金属污染特征之间的差异,指出国内城市重金属含量均值整体上低于欧美发达城市,而国内一线城市重金属含量明显偏高。系统分析了颗粒物重金属的粒级效应,赋存形态以及生物有效性。综述了城市交通活动（主要为交通流量、车辆行驶速度、变速频率、车辆类型、道路特征等）、降雨冲刷事件、雨前干燥期、大气风力作用、和其他因素对地表颗粒物重金属分布特征的影响。某种程度上,道路车辆的行驶速度和变速对颗粒物重金属累积的影响作用大于交通流量。不同降雨事件和雨前干燥期对重金属分布特征影响的研究结论不一,但地表颗粒对大气PM2.5重金属贡献较大。今后应在以下方面进一步加强对城市地表颗粒物重金属的研究：建立颗粒物粒径划分标准;加强重金属在降雨冲刷过程变化规律的分析;探讨地表颗粒物与大气颗粒物重金属转换关系;还应开展中小型城市,城乡结合部（城中村）地表颗粒物重金属污染特性研究。     

大气细颗粒物生殖毒性研究进展

大气污染已经成为中国最主要的污染问题.大气细颗粒物作为大气污染的主要成分,具有生殖毒性.本文总结了大气细颗粒物生殖毒性的流行病调查及其动物实验结果,并主要从氧化应激、DNA损伤、炎症反应和血睾屏障的完整性破坏等方面,归纳了近年来大气细颗粒物生殖毒性作用机制的研究成果,对现有研究中存在的问题进行了探讨,这有助于深入推进大气细颗粒物的生殖毒性研究.     

污染水体中河蚬的生物毒性响应研究进展

河蚬作为广泛分布于世界各国的典型底栖生物,由于其活动性低、滤食性等特征被广泛用作指示生物研究多种水体污染物的生物有效性。但迄今为止,尚没有系统论述污染水体中河蚬生物毒性响应的研究进展。为此,本文从污染物种类、测试指标、试验参数等角度探讨了过去30多年间河蚬在氨、重金属、有机污染物生物富集及生物毒性效应等方面的研究过程及主要成果。以往研究主要以河蚬生物体内累积、形态学及行为学观察、生化指标、代谢组学、基因完整性等指标表征污染水体的生物毒性效应,并随着分子生物学的发展已逐步由多指标全面表征代替单一指标测试。此外,现有研究多偏重于重金属和持久性有机污染物,对氨、新型污染物及纳米材料的河蚬生物毒性效应探讨尚处于起步阶段。河蚬在自然水体污染状况评估、污染水体的生物修复、水体毒性预测等方面具有较高适用性,但河蚬在沉积物毒性鉴定评估(TIE,Toxicity Identification and Evaluation)中的应用研究依然较为缺乏,有待进一步开展。     

重金属对水生生物的生态毒理效应及生物耐受机制研究进展

近年来,随着国民经济的快速发展,重金属以其特有的性质而被大量的应用于生产生活当中,同时也由于各种原因造成了水体重金属污染现象。水体重金属污染不仅对水生生物的生长和繁殖造成了严重的威胁,同时也威胁到人类的健康。因此,重金属污染具有潜在的生态与健康风险。本文主要概括介绍了重金属对水生植物、动物、微生物的生态毒理效应以及水生生物对重金属的各种耐受机制,展望了重金属对水生生物生态毒理效应的未来研究重点和方向。     

厦门市郊区PM_(2.5)和PM_(10)中重金属的形态特征及生物可利用性研究

开展气溶胶中重金属形态特征及其生物可利用性的研究有利于探析大气重金属污染物在环境中的迁移规律,进一步评估大气重金属的环境和健康毒理效应。基于此,该研究采用BCR连续提取法结合ICP-MS测定了厦门市集美区2014年4月至2015年3月为期1年的PM_(2.5)、PM_(2.5~10)(粒径大小在2.5~10μm之间的颗粒物)及其中不同形态金属Al、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、As、Cd、Pb的含量。结果发现集美区PM_(2.5)、PM_(10)年平均质量浓度分别为(50.52±20.48)和(82.48±22.42)μg·m-3,PM_(2.5)/PM_(10)比值稳定在40%~70%之间,二者的质量浓度和比值均呈现冬春季高、夏秋季低的季节变化趋势。重金属形态特征结果显示集美区PM_(2.5)、PM_(2.5~10)中的Al、Cr、As的存在形态以残渣态为主;金属Ni、Cu、Zn、Cd、Pb则大量存在于弱酸提取态中,其来源受人为影响显著。这些金属中Pb和Cd的富集系数(EF)和生物利用有效系数(K)最高,易迁移进入生物体内,毒性危害高。生物有效性和形态特征分析结果表明随着气溶胶粒径的减小,非残渣态的重金属含量增高,K值变大,可迁移转化能力增强,说明PM_(2.5)中的重金属对生物的毒性高于PM_(2.5~10)中的,该现象应引起重     

微塑料与有毒污染物相互作用及联合毒性作用研究进展

随着塑料产品的广泛应用,微塑料(microplastics,MPs)污染已经成为全球关注的重大环境问题.海洋中的MPs能够与有毒污染物(如有机污染物、重金属和纳米颗粒等)发生相互作用,对海洋生物产生复合效应.因此,MPs与环境中有毒污染物的联合毒性效应越来越引起人们的关注.本文首先概括总结出MPs对海洋生物的毒性效应及致毒机制,包括遮蔽效应、氧化应激、免疫毒性、生殖毒性、遗传毒性、神经毒性和行为毒性等方面:随后分别讨论了MPs和有机污染物、重金属以及人工纳米颗粒的联合毒性效应,从微塑料对污染物的吸附、富集和载体效应着手分析微塑料与污染物之间的相互作用,凝练得出MPs增强或抑制污染物毒性的作用机制,包括微塑料改变污染物的生物可利用性、微塑料改变生物体对污染物的胁迫响应、微塑料与污染物发生交互作用等;最后对微塑料与有毒污染物联合毒作用研究的发展方向进行了展望,建议在未来研究中重点关注环境特征的次生微塑料与有毒污染物相互作用的环境行为和生物效应,特别是通过食物链的传递作用.以期为准确评估和深入理解微塑料的海洋环境和人类健康风险提供理论依据.     

基于植物重金属毒性的陆地生物配体模型(t-BLM)研究进展

陆地生物配体模型(t-BLM)是生物配体模型(BLM)理论在陆地生态系统中的应用,目的是通过量化土壤重金属形态、土壤基本性质以及生态毒理剂量-效应三者之间的关系,评价重金属对陆生生物的毒性。BLM已经成功地预测重金属对水生生物的毒性,但t-BLM的发展相对较为缓慢。基于植物重金属毒性综述了t-BLM近年来国内外的研究进展,介绍了t-BLM的原理、基于t-BLM的重金属(Cu、Ni、Zn、Cd等)的植物毒性及其影响因素,并且提出基于植物重金属毒性的t-BLM研究面临的主要挑战。     

农田土壤重金属污染状况及修复技术研究

重金属污染因具有毒性、易通过食物链在植物,动物和人体内累积,对生态环境和人体健康构成严重威胁。随着工业快速发展、农药及化肥的广泛使用,农田土壤重金属污染越来越严重,研究农田土壤重金属污染现状及修复技术对农产品安全具有重要意义。综合国内外农田土壤重金属污染状况,农田土壤重金属污染主要来源于固体废弃物堆放及处置、工业废物大气沉降、污水农灌和农用物质的不合理施用。该文综述了国内外有关农田重金属污染土壤修复技术（物理修复、化学修复、生物修复、农业生态和联合修复）的研究进展,并针对各种修复方法,阐述了其原理、修复条件、应用实例及其优缺点,重点论述了植物修复的机理和应用,提出了草本与木本联合修复可有效提高农田土壤重金属复合污染的修复效率,为农田土壤土壤重金属复合污染修复提出了新的途径。最后在对已有研究分析的基础上,提出了联合修复技术（如生物联合技术、物理化学联合技术和物理化学-生物联合技术）可以在一定程度上克服使用单一修复手段存在的缺点,可提高复合污染的修复效率、降低修复成本,未来应深入探索联合修复技术间的相互作用机理,以期为农田土壤重金属综合治理与污染修复提供科学依据。     

北京市怀柔区冬季大气重金属污染状况分析

环境大气中重金属元素通常存在于细颗粒物(PM_(2.5))中,对人体健康和生态环境具有潜在威胁.开展大气中重金属的监测对评估其环境健康影响以及针对性控制措施的制定具有重要科学意义和现实意义.本文对北京市怀柔区大气中20种重金属元素于2016年1月19日至3月4日进行了连续现场监测,并分析了大气重金属的污染现状、特征及来源.观测期间大气平均总重金属浓度为0.52μg·m~(-3),约占PM_(2.5)平均浓度(70.3μg·m~(-3)的0.75%,其中以Fe、Zn、Ba、Pb、Mn、Cu、Cd、As浓度较高;在2月8日(大年初一)烟花爆竹燃放高峰期间大气颗粒物中重金属元素浓度明显升高,总重金属浓度最高可达7.94μg·m~(-3),占PM_(2.5)的比例为9%,尤其以Ba、Pb、Cu、Zn、Mn、Cr浓度增长最为突出.以Fe作为地壳参比元素,发现怀柔冬季大气中Ni、Mn、Ga、Cr的富集因子小于10,其它元素的富集因子大于10,表明怀柔冬季大气中Ni、Mn、Ga、Cr主要来源于土壤或岩石风化,其它元素则主要来自人为污染源排放.基于怀柔冬季大气中不同重金属变化特征分析,推测Pb、Zn、Hg、Mn、Ni、Se与As共同来源于冬季燃煤采暖以及周围工业园区煤炭燃料燃烧排放,Cu、Pb、Cr、Zn、Mn和Ba主要来源于烟花爆竹燃放,Cd等元素来源于周围工业园区的工业生产过程.     

大气颗粒物物理化学属性致病效应与损伤机制的研究进展

近些年,我国大气颗粒物所带来的健康问题越发突出,由此产生的环境疾病日益引起人们的广泛关注。大量的流行病学和毒理学研究发现,大气颗粒物能引起呼吸系统、心血管系统、神经系统、免疫系统等的损伤,造成新生儿出生缺陷,增加罹患癌症的风险,且与人群发病率和死亡率上升有关。但是由于大气颗粒物物化属性比较复杂,一种或几种损伤机制并不能完全解释其与致病效应的关系,因此具体的损伤机制目前还没有统一的说法,大气颗粒物物理化学属性与致病效应的关系仍在探索当中。本文从大气颗粒物的粒径、浓度、比表面积、来源、成分等基本属性入手,剖析其基本特点和可能影响健康的原因,探讨大气颗粒物通过氧化损伤途径诱导致病效应,并结合当前大气颗粒物健康影响研究现状提出在未来研究中应注重的相关内容。     

洞庭湖表层沉积物重金属污染状况评估

基于2010—2015年连续对洞庭湖3个主要湖区10个采样点的表层沉积物中Cd、Hg、As、Cu、Pb和Cr等重金属含量分析,对洞庭湖湖区表层沉积物中重金属的时空分布特征进行了探讨,并采用地积累指数法、潜在生态风险指数法和对数衰减模型评价洞庭湖沉积物重金属的污染状况.结果表明,洞庭湖沉积物中重金属平均含量大小顺序为CrPbCuAsCdHg,Cd、Cr和Pb的含量年际变化变幅较大,Hg、Cu和As则较小.地积累指数值(I_(geo))和单因子生态风险值(E_i~r)表明Cd和Hg是洞庭湖沉积物重金属主要污染物;从产生可以观察到毒性效果的最大可能性(P_(max))来看,Cd是洞庭湖沉积物重金属首要潜在水生生物风险毒性因子.综合地累积指数值(I_(tot))、总潜在生态风险值(RI)和预测的水生生物毒性比率(Y)的评价结果表明,在2010—2015年期间全湖重金属呈重度污染,面临重度潜在生态风险并可能具有产生水生生物毒性的风险,其各子湖区重金属的污染程度、潜在生态风险水平及潜在水生生物毒性水平排序为南洞庭湖东洞庭湖西洞庭湖;从随时间的变化趋势来看,在2014—2015年期间全湖及其东洞庭湖和南洞庭湖两个湖区的重金属污染程度、潜在生态风险水平及潜在水生生物毒性水平都要比2010—2013年降低,西洞庭湖区的重金属潜在生态风险水平及潜在水生生物毒性水平没有变化.     

大气单颗粒物理化特性研究进展

大气单颗粒物是大气气溶胶中的单个气溶胶颗粒,其理化特性是形成复杂多变大气气溶胶的物质基础.对大气单颗粒物的研究,在深入了解大气气溶胶理化特性的同时,进一步揭示了大气气溶胶的形成过程、化学反应机制和影响效应,对科学有效防控大气污染具有举足轻重的作用.从大气单颗粒物的研究内容、范围、技术方法、局限性等众多方面对国内外大气单...     

健康风险评估方法在中国重金属污染中的应用及暴露评估模型的研究进展

经济的快速发展导致中国环境质量日趋恶化.随着健康意识的增强,人们越来越重视污染物暴露人群的健康风险评估.与其他污染物相比,重金属污染区域广,重金属暴露人群多且集中.为了研究重金属暴露条件下人群的健康风险,USEPA 模型、统计模型、地理信息系统、可给性研究的方法已被中国不同学者应用.暴露评估模型作为污染物暴露人群健康风险评估的主要环节,国外的研究已经比较成熟,但相关研究在中国还处于空白阶段.对中国近年来在城市表层土壤（灰尘）、矿区土壤、膳食、地下水和饮用水、大气颗粒物进行重金属风险评估中应用的健康风险评估方法,进行了归纳和评述,并对欧美常用暴露评估模型：环境暴露评估模型、膳食暴露评估模型进行了介绍.中国健康风险评估工作起步晚,在评估的各环节均存在很大缺陷.随着新技术的发展以及人群对环境健康风险认识的深化,健康风险评估将成为中国热门研究领域之一.污染的环境行为、剂量一效应关系、模型、风险信息等方面,将是未来中国健康风险评估研究的重点.     

我国大气环境健康基准目标污染物筛选方法及候选清单研究

本文通过污染物检出率得分、毒性效应得分、人群暴露得分等,构建了一种大气健康基准目标污染物筛选方法.进而采用该方法,筛选并提出我国大气健康基准目标污染物候选清单.结果显示,共有38种污染物进入初始污染物候选名单,包括了常规污染物、重金属污染物以及大气挥发性有机物(VOCs)、多环芳烃、二英等.这些污染物检出率得分分布在0—600之间,其中最高的污染物主要是国家常规监测的污染物.污染物毒性效应得分最高的污染物是苯、PM_(2.5)、PM_(10)、二英,大部分污染物的毒性效应得分集中在300—500之间;污染物的人群暴露得分最高为CO,其次为甲苯、O_3、PM_(2.5)、PM_(10)、NO_2,得分在10—100之间;38种污染物中有15种污染物健康风险综合得分在900以上,包含6种常规污染物、2个大类污染物、2种重金属污染物、5种挥发性有机物VOCs.因而提出这15污染物作为我国大气环境健康基准目标污染物候选清单.     

纳米材料与环境污染物的复合毒性

纳米材料因其独特的物理化学性质,不仅其自身具有毒性,还会与共存污染物相互作用,影响彼此的迁移转化和毒性效应。文中总结了纳米复合污染毒性的研究方法,并介绍了几种纳米材料(碳纳米材料、金属氧化物、量子点和零价金属)与重金属或有机物复合时造成的生物毒性,包括不同层次毒性指标响应(生物整体、生物积累、大分子水平)和毒性机制的探讨,展望了纳米复合污染毒性领域今后的发展方向和亟待研究的重要问题。