Pollution characteristics of 23 veterinary antibiotics in livestock manure and manure-amended soils in Jiangsu province,China

The aim of this study was to investigate the pollution characteristics of typical veterinary antibiotics in manure and soil of livestock farms in Jiangsu province. This investigation employed solid-phase extraction (SPE) coupled with ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (UPLC-MS/MS). A total of 53 manure and 50 amended soil samples from 16 livestock farms in Jiangsu province were collected for analysis. In the manure samples, the highest detected frequencies and concentrations were those of tetracyclines (TCs, 54.1 ± 5775.6 μgkg^?1), followed by fluoroquinolones (FQs, 8.4 ± 435.6 μgkg^?1), sulphonamides (SAs, 3.2 ± 5.2 μgkg^?1) and macrolides (MACs, 0.4 ± 110.5 μgkg^?1). Statistical analysis was used to illuminate the pollution characteristics of 23 veterinary antibiotics for various animal types and different regions in Jiangsu province. The results showed that the pollution level in cow manure was relatively lower compared with pig and chicken manure due to the relative restriction of medication. Furthermore, contamination was serious in amended soil from chicken farms. The pollution level in manure among different regions was higher to the south and north compared with the centre of the region. The same outcome was found for soil. Antibiotic residues in organic fertilizer were also investigated in this study. We found that although the detected concentration was lower in organic fertilizer than in fresh manure, detection frequencies (10–90%) were high, especially for roxithromycin (90%) in MACs (30–90%). This finding suggests attention should be paid to the pollution levels in organic fertilizer. This study is the first extensive investigation of the occurrence and distribution of many kinds of typical veterinary antibiotics in manure and soil from livestock farms of Jiangsu province. This investigation systematically assesses veterinary antibiotics usage and related emissions in southeast China.     

典型氯碱污染场地环境风险评价

以广东某氯碱化工污染场地为研究区域,采集了场地22个土壤及地下水样品,分析了25项污染物在不同区域的分布特征及其来源。监测结果表明,煤炭堆场与锅炉房区土壤受重金属铅、镍污染。六六六、四氯化碳、三氯甲烷、六氯苯、苯是场地的特征污染物,主要分布在危险品仓库、漂洗车间与四氯化碳车间。根据监测结果开展了不同暴露途径致癌风险值及非致癌危害商的计算。结果表明,部分样品表层土壤中上述有机污染物的基于人体健康致癌风险指数均超过10-6,最高达到1.65×10-2,表明风险水平高;非致癌危害在各暴露途径下也超过可接受值1,最高达5.59×104,表明风险水平高。说明对于存在高风险的区域必须进行采取合适的措施进行修复,减缓场地再利用后对人群健康的影响。     

典型农业活动区土壤重金属污染特征及生态风险评价

联合野外采样和室内分析,以典型农田土壤为研究对象,分析土壤中重金属Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、As和Hg的含量及污染特征,并采用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法及潜在生态危害指数法,对农田土壤进行生态风险评价,同时利用主成分因子分析法,提取出3主因子,分析土壤重金属可能来源。结果表明,研究区农田土壤各重金属含量均高于背景值,表层污染程度高于底层;各重金属单因子污染指数对应污染等级均为清洁,内梅罗污染指数为0.46,污染等级为安全。潜在生态风险评估结果显示,研究区土壤重金属污染的潜在生态风险危害程度为中等,各重金属的潜在生态危害程度依次为Cd> Hg> As> Cu> Pb> Ni> Cr> Zn。主成分因子分析显示,研究区土壤中Hg、As和Cr主要由工业污染源贡献,土壤中Cd、Pb的污染主要来源于不合理的农业生产活动和居民生活,Ni、Zn和Cu与自然成土过程密切相关。综合评价表明,尽管研究区农田土壤目前重金属污染情况较轻,未达到警戒水平,但由于城市化的发展及长期现代化农业耕作活动造成农田土壤重金属的富集,因此,增强农田土壤安全性生产管理、严控土壤污染源与推行标准农业生产是十分必要的。     

南方某典型矿冶污染场地健康风险评价及修复建议

矿区及周边土壤重金属污染不容忽视,砷、镉和铅等对周边人群造成较高的健康风险隐患。以南方红壤区某铅锌冶炼矿区污染场地为研究对象,开展危害识别、暴露评估、毒性评估及风险表征,并讨论场地修复目标值与修复技术。结果表明：土壤受到重金属复合污染,关注污染物为四类重金属,包括铅、砷、镉和锌,集中于表层土壤（0~0.6 m）,并呈现空间分布规律性;场地未来用地类型为工业用地,对比污染物（不包括铅）各层（第1层0~0.3 m、第2层0.3~0.6 m、第3层0.6~1.0 m）风险表征值,污染物（砷、镉）存在致癌风险与非致癌危害,研究区重金属污染累积风险水平不可接受;分析风险控制值及国内外相关标准限值等,初步建议砷、镉和铅的修复目标值分别为13.41、21.50和600 mg·kg-1;同时,针对场地污染现状及健康风险,建议源控制与修复技术并用,并与当地工业园区建设统筹开展。     

沁河 (焦作段) 入河排污水体微塑料污染特征及风险评价

河岸排污是引起河流水环境微塑料升高的主要途径。摸清沿河两岸排污水体中微塑料的赋存特征及其环境风险,是进行微塑料污染控制的前提。以黄河支流沁河 (焦作段) 为研究对象,采集7个入河排污口的污水样品,采用体视显微镜对微塑料丰度和形貌特征 (包括尺寸、形状及颜色等) 进行分析,发现微塑料在所有样点均有检出,尺寸为500~2 000 μm,颜色以透明和蓝色为主,纤维状是微塑料在各个样点的主要形状。进一步借助显微红外光谱仪对各样点污水中的聚合物类型进行了鉴定,结果显示排污口水体中微塑料种类以聚乙烯为主,其可能与周边区域的农业生产和居民生活排放有关。环境风险评价结果表明,研究区段整体处于低风险水平;排污口微塑料引起的环境风险不仅与其丰度有关,还依赖于微塑料的种类,有聚氯乙烯检出的样点1和6均呈现较高的环境风险。该研究结果可为黄河及其支流微塑料风险防控提供参考。     

进口再生塑料颗粒重金属浸出特征及健康风险评价

为了评价进口再生塑料颗粒中主要重金属经口摄入的潜在健康风险,选取了5类典型进口再生塑料颗粒,基于美国环保署(US EPA)人体健康风险评估框架,通过检测其在食物模拟液中Hg、Pb、Cr、Cd、Mn和Cu的浸出浓度,对其饮食摄入途径下的致癌/非致癌风险进行量化评价,并采用靶器官毒性剂量(TTD)法对非致癌风险指数进行修正。结果表明,参照我国饮用水标准,Hg、Pb、Cr、Cd和Mn浸出浓度超标倍数分别高达1 243.04、50.06、38.27、3.27和2.96倍,而Cu未超标,总体上存在严重健康风险。致癌风险结果显示,在所有模拟场景下,5种进口再生塑料颗粒中重金属致癌风险指数平均超过可能致癌水平上限70.28倍。非致癌风险结果显示,在所有模拟场景下,5种进口再生塑料颗粒中重金属传统非致癌风险指数和靶器官毒性剂量修正的非致癌风险指数分别平均超过最高上限15.26倍和23.71倍,其中肠胃道、血液、肾脏和神经系统存在不可接受非致癌风险,睾丸、心血管和肝脏不存在非致癌风险。这表明进口再生塑料颗粒所带来潜在健康风险仍需持续关注。     

某电子垃圾拆解园周边农田土壤中多环芳烃的污染特征及风险评估

研究了某电子垃圾拆解园周边151个农田土壤样品中16种多环芳烃(PAHs)的污染特征和环境风险。结果表明,125个表层土壤样品中PAHs总质量浓度在149.0~2.0×104μg/kg,均值为1 805.5μg/kg,随着剖面土壤深度增加,PAHs含量总体呈递减趋势。通过来源解析,电子拆解园周围土壤中PAHs污染主要由废弃的电子电器元件的粗放燃烧和汽车尾气排放共同引起。土壤风险评估表明,7种类二噁英毒性PAHs的毒性当量(TEQPAH)在6.000×10-5~0.689pg TEQ/g,平均值为0.015pg TEQ/g;苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽、苯并(a)蒽、苯并(b)荧蒽、茚并(1,2,3-cd)芘致癌风险率超出百万分之一的样本比例分别为20.53%、6.62%、1.99%、2.65%、2.65%,其中采样点1、68两个点位表层土壤的苯并(b)荧蒽致癌风险率超过了万分之一。     

Occurrence and ecological hazard assessment of selected veterinary medicines in livestock wastewater treatment plants

The occurrence of some veterinary medicines in the livestock wastewater plants (WWTPs) was investigated. This investigation represented the occurrence of veterinary medicines to treat in the livestock WWTPs or be discharged into the water system in Korea since the sampling sites were widely distributed across the nation and samples were collected from the 11 livestock WWTPs. Nine antibiotics, two analgesics, and two disinfectants occurred in the livestock wastewater plants (WWTPs). From 11 livestock WWTP influents, chlortetracycline, oxytetracycline, acetylsalicylic acid, and disinfectants frequently occurred with the high concentrations. Meanwhile, sulfamethoxazole, erythromycin-H₂O, and trimethoprim did not occur during sampling periods. The values for log Kow of each chemical showed a high correlation with the number of hydrogen bonding acceptors and were important parameters to estimate and understand the biodegradability and toxicity of a compound in the environment. The biodegradability of each compound was proportional to the hydrophilicity of each compound and the toxicity was proportional to the number of hydrogen bonding acceptors of each compound. The expected introductory concentration (EIC), predicted exposure concentration (PEC), and hazard quotient showed that the livestock WWTP effluents were hazardous to ecosystems.     

浅谈风险评价在有毒化学品管理中的作用

本文简单介绍了有毒化学品风险评价和风险管理的基本过程和方法以及它们之间的关系。作为实例 ,对某市某主要河道的污染物进行了监测、分析和计算 ,确定了主要有害污染物。取得的数据为环境管理部门采取控制措施提供了科学依据     

新疆某矿冶区周边土壤重金属生物有效性与生态风险评价

矿业活动对土壤系统良性运转带来较大的环境负荷,矿区周边土壤重金属污染风险评估是土壤污染防治和资源可持续开发的关键。在应用单因子污染指数法、潜在生态风险指数法、风险评价编码法(RAC),并结合空间分析和冗余分析手段的基础上,对新疆某矿冶区周边土壤重金属生物有效性和生态风险进行了系统研究。结果表明：研究区土壤As、Cu、Mn和Cd超标率分别为88%、38%、49%和24%;土壤Mn、Zn、As和Cd弱酸可溶态高值区主要集中在尾砂库和收砷房的附近区域。单因子污染指数评价揭示As和Cu污染累积较为严重。潜在生态风险评价显示,As、Cd和Cu生态风险较高,Mn为低生态风险。风险编码法(RAC)评价结果进一步揭示Mn和Cd具有显著的土壤迁移风险。冗余分析结果显示,空间异质性是影响土壤重金属弱酸可溶态含量变异的主要因素。土壤pH和重金属弱酸可溶态是影响潜在生态风险指数(RI)的2个重要因素。综合风险评价手段与多尺度分析方法的联合应用有助于提高区域风险评价的准确性。     

长江流域武汉段典型湖泊中微塑料的的赋存特征及生态风险评估

塑料污染在环境中具有普遍性,对生态系统具有潜在的风险性,为新兴的全球性环境问题。武汉境内江河纵横、百湖密布,是全球同纬度地区和长江中下游湖泊型湿地的典型代表。调查了武汉湖泊表层水体中微塑料的分布特征,并采用生态风险指数 (RI) 评估了微塑料的生态风险。结果表明,微塑料丰度为2 000~7 733 items·m⁻³,远城区湖泊表层水体微塑料丰度通常高于城乡结合区湖泊,中心城区微塑料丰度具有显著差异。湖泊中微塑料以纤维状为主,其次是碎片状,大小以<1 mm的小颗粒为主,主要颜色为透明和蓝色,主要成分为聚乙烯 (PE) 、聚丙烯 (PP) 和聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 。武汉市典型湖泊表层水体中MPs生态风险指数为601.5~8 954,均属于危险或高危等级,且PE、PP和PET的生态风险指数普遍较高。该研究结果可为城市湖泊中微塑料污染治理提供参考。     

聊城市城区河湖水中Hg、As浓度分布特征及健康风险评价

为了解聊城市城区河湖水中Hg、As浓度分布,于2010年12月19日采集、分析了20个表层水样中Hg、As浓度,并采用美国环境保护署推荐的健康风险评价模型对其进行了初步评价.结果表明:城区河湖水中Hg、As的质量浓度分别为0.016～0.366、0.494～23.438 μg/L,各主要河湖水中Hg的平均浓度大小为周公河＞东昌湖＞小运河＞徒骇河;As的平均浓度大小为周公河＞徒骇河＞小运河＞东昌湖;东昌湖Hg浓度超过《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)的Ⅲ类水标准值,超标率为71.4％.各主要河湖水中Hg、As浓度的空间分布差异显著,Hg主要来源于大气沉降和沿岸生活污水的排放,As主要来源于工业废水,两者均受到上游来水的影响.As通过饮水途径产生的健康风险值在10-6～10-4 a-1,是Hg的103～106倍,高于部分机构推荐的最大可接受风险水平(1.0×10-6 a-1).建议有关部门应加强对聊城市城区河湖水中Hg、As的监测和环境风险管理.     

华北农村水环境污染评价及源解析

近年来,国家相继发布多项重要文件要求整治农村人居环境、建设美丽乡村,但当前针对农村水环境问题研究相对较少,制约了农村环境治理工作开展。选取华北某镇农村河道坑塘,评价农村水环境污染水平、生态风险并进行污染溯源。结果表明,57处调查点位中有1处水体黑臭,但有多处调查点位水体溶解氧在2~3 mg∙L⁻¹、透明度在25~35 cm、氨氮在8~15 mg∙L⁻¹,接近黑臭阈值。仅有约9%的水体全部水质指标均能满足地表水V类要求 (检测指标为18项) ,超标指标主要为pH、COD_Mn、BOD、氨氮、总磷、总氮、粪大肠菌群等8项。底泥总磷、总氮标准指数分别处于中度、重度污染状态,营养盐综合指数属于重度污染状态。底泥存在不同程度的重金属富集,铜、锌、汞、镉、铬、铅、砷、镍等8项重金属的平均浓度是天津土壤背景值的0.45~2.73倍。汞的地累积指数平均值为0.64,为轻度污染;铜、锌、镉、铬、铅、砷、镍等其他7项重金属为清洁状态。汞的潜在生态风险指数约110,为较高生态危害;其他7项重金属生态风险指数均小于80,为轻微生态危害。综合Pearson相关性、主成分及PMF分析,研究区重金属最主要的污染来源是交通源和大气沉降,其次是工业源,最后是农业源。总体来看,研究区水体水质较差,沉积物有重金属轻度富集,其中汞是沉积物生态风险的主要贡献元素。     

不同畜禽养殖场中气载抗生素抗性基因的污染特征与季节性变化

由于大量的抗生素被用于畜禽养殖行业,畜禽养殖场中的抗生素抗性基因 (ARGs,Antibiotic resistance genes) 问题正逐渐变得严重。为调查畜禽养殖场中气载ARGs的污染特征及季节性变化,分别在冬季和夏季采集陕西省渭南市养猪场和养鸡场的空气和粪便样品,分析不同种类气载ARGs的污染水平及ARGs与环境因子的相关性。结果表明：畜禽养殖场空气中主要检出的ARGs类型为万古霉素类抗性基因、MLSB类抗性基因、四环素类抗性基因、FCA类抗性基因;在不同类型养殖场中气载ARGs总浓度趋势为养鸡场>养猪场,且养鸡场中每种ARGs浓度比养猪场中高约2个数量级;在不同季节养殖场中,气载ARGs总浓度趋势为冬季>夏季,且每种ARGs在冬季均高于夏季2~3个数量级。Pearson相关性分析结果表明,养殖场中气载ARGs总浓度与PM_2.5呈显著相关 (P<0.05) ,与其他环境因子无显著相关性。本研究成果可为控制畜禽养殖场中气载ARGs污染的传播及防控提供参考。     

电子垃圾拆解区不同用地类型土壤重金属空间分布特征与风险评价

为了探究电子垃圾拆解区不同用地类型土壤重金属的空间分布特征及潜在生态风险,对广东某电子垃圾拆解区稻田、菜地、荒地和拆解地土壤重金属Cu、Zn、Cd和Pb的质量分数及形态空间分布特征进行了研究,并采用地累积指数法和潜在生态风险指数法分别评价重金属潜在的生态风险。结果表明,4种用地类型土壤的Cd质量分数全部超标,超标倍数为1.42~94.2倍,Cd是4种用地类型土壤潜在危害最大的重金属。拆解地土壤的4种重金属质量分数远远超过土壤环境质量标准限值,Cu、Zn、Cd和Pb质量分数分别为标准限值的8.79、1.38、27.6和6.20倍。各用地类型土壤的潜在生态风险指数介于165(荒地)~2 587(拆解地),拆解地土壤达到极强风险水平,其它用地类型土壤为中等风险水平。本研究结果可为电子垃圾拆解区土壤重金属污染防治与修复实践提供理论参考。     

渤海南部表层沉积物重金属污染及潜在生态风险评价

利用电感耦合等离子体/质谱仪(ICP/MS)测定了渤海南部21个站位表层沉积物中Cr、Cu、Zn、Cd和Pb共5种重金属浓度,比较分析了重金属来源及分布特征,同时应用Hakanson潜在生态危害指数法进行潜在生态风险评价.结果表明,调查区域沉积物中Cr、Cu、Zn、Cd、Pb的平均质量浓度分别为43.67、17.27、...     

邵阳市城区大气降尘中的Pb、Cd的污染及环境风险评价

为研究邵阳市城区大气降尘中Pb、Cd的污染程度及环境风险,于2011—2014年在不同功能区采集大气降尘样品,对Pb、Cd的污染程度及环境风险进行评价。结果表明,邵阳市城区大气降尘中Pb、Cd平均值分别为167.29、2.09mg/kg;各功能区大气降尘中Pb的年平均值污染程度级别在2~3级,城区的年平均值污染程度为中度污染,Cd在各个功能区及城区的年平均值污染程度级别均为4级,属于强污染;各功能区Pb、Cd的潜在生态风险指数波动较小,Pb均为轻微生态危害,Cd均为极强生态危害;城区大气降尘中Pb、Cd的总非致癌风险为儿童6.90×10-1、成年女性9.59×10-2、成年男性8.26×10-2;Cd的呼吸系统吸入途径平均致癌风险为成年女性5.42×10-9、成年男性为5.15×10-9,远低于10-6~10-4,不具有致癌风险。     

淮河沉积物中重金属污染及潜在生态危害评价

测定了淮河 (江苏段 )表层沉积物中重金属的含量 ,分析了重金属的含量分布及富集状况 ,采用 Lars Hakanson潜在生态危害指数法对重金属的生态危害进行了评价。结果表明 ,各种重金属的含量分布呈现出相似的特点 ,即安徽省进入江苏省境内断面 (肖嘴 )时含量较低 ;在江苏省盱眙县城内断面 (淮河大桥 )含量明显增高 ;汇入洪泽湖前断面 (红光化工厂 )稍高于肖嘴断面。从富集系数来看 ,Pb的富集程度最高 ,其次是 As、Cr、Cd、Zn、Cu;而 Hg的富集程度最低。重金属的潜在生态危害评价显示 ,除淮河大桥断面 Cd的污染属于中等生态危害外 ,其他各点重金属的生态危害都很轻微 ,污染程度顺序为 Cd>As>Hg>Pb>Cu>Zn。     

畜禽沼液中抗生素和激素的微波处理

通过间歇处理和连续处理实验,探讨微波技术对沼液中四环素类抗生素和激素喹乙醇去除的效果。结果表明,沼液在微波间歇处理中,最优反应时间为40min。此条件下沼液中喹乙醇、土霉素、四环素和金霉素的去除率分别达到26％、49％、48％和70％;微波可显著提高可生化性,BOD5／COD值达到0．37。微波一好氧处理系统中COD与氨氮的去除率分别达到91％和93％,明显优于单独好氧处理。沼液微波连续处理中,最优HRT为90min,此时喹乙醇、土霉素、四环素和金霉素的去除率分别达到24％、45％、50％和74％;BOD5／COD值达到0．34。微波．好氧处理系统中COD与氨氮的去除率均为90％,优于单独好氧处理效果。     

Current status of agricultural and rural non-point source Pollution assessment in China

Estimates of non-point source (NPS) contribution to total water pollution in China range up to 81% for nitrogen and to 93% for phosphorus. We believe these values are too high, reflecting (a) misuse of estimation techniques that were developed in America under very different conditions and (b) lack of specificity on what is included as NPS. We compare primary methods used for NPS estimation in China with their use in America. Two observations are especially notable: empirical research is limited and does not provide an adequate basis for calibrating models nor for deriving export coefficients; the Chinese agricultural situation is so different than that of the United States that empirical data produced in America, as a basis for applying estimation techniques to rural NPS in China, often do not apply. We propose a set of national research and policy initiatives for future NPS research in China.