生态通道模型及其在水生态系统中的应用探讨

文章对生态通道Ecopath模型方法的提出及发展进行了简要介绍,并归纳了该方法在国内外水生态系统研究和管理中的应用,探讨了其应用过程中存在的问题。Ecopath模型目前主要应用在海洋生态系统中,因此在淡水生态系统应用具有一定的发展前景;在模型建立过程中,研究区域的生物种群动态及食性组成等基础研究的不足,会导致模型需要的食性数据难以获得,功能组的划分及数量较难把握,模型P/B、Q/B参数的计算及输入的准确性不高;对于Ecopath模型的敏感度分析、输入参数的不确定度分析及模拟效果的评估,在该模型发展及应用过程中将越来越受到关注。     

环境模型在风险评估中的应用

环境模型方法是化学品风险评估中经常使用的方法。环境模型可提供化学品的浓度、归趋和主要迁移转化途径等信息,目前已被广泛应用于各类环境系统中。本文对该方法使用的一般步骤进行介绍,并对我国的环境模型工作提出了几点建议。     

麻黄碱在斑马鱼体内的器官特异性蓄积及毒代动力学

麻黄碱(ephedrine,EPH)是一种生物碱,用于减轻感冒、过敏性鼻炎、鼻炎及鼻窦炎引起的鼻充血症状,控制支气管哮喘等,同时还是制造毒品冰毒的原料.EPH已经在地表水中广泛检出,并可能对水生生物甚至生态系统产生不利影响.但目前,EPH在水生生物中的摄取、器官分配和毒代动力学过程还没有受到关注.本研究中将斑马鱼(Da...     

EwE模型在水生态系统中的应用研究及长潭水库案例分析

EwE（Ecopath with Ecosim）模型是一种用于定量研究水生态系统食物网结构和能量流动特征的模型。总结了EwE模型中Ecopath、Ecosim、Ecospace和Ecotracer模块的原理,综述了该模型在不同类型水生态系统中的应用研究进展,发现Ecopath可用来评估海洋和淡水生态系统的成熟度并确定关键种和生态容量,明确浮游植物生产量（P）对生态系统总通量（TST）的重要贡献;Ecosim用于在时间尺度上揭示关键种捕捞、港口建设等人类活动对生态系统结构和功能的影响机制;Ecospace可用来阐明海上平台建设、发电厂运行、火山爆发等外部因素影响下渔业经济和生态系统结构的空间差异性;Ecostracer可用来追踪同位素、重金属和新型污染物等物质在食物网中的迁移过程。采用Ecopath分析了长潭水库的营养结构和能量流动,结果表明,长潭水库营养级介于1.000~3.093,食物网结构简单,TPP/TR为2.445,是一个相对成熟的生态系统,能量传递效率较低。未来应加强气候变化和人类活动对水生态系统结构演替的影响研究,推进新污染物在食物网中富集特征研究,为水域生态系统健康状态评估和渔业经济发展政策的调整提供支撑。

     

溃坝模型在尾矿库风险评估中的应用

利用泥石流及水库溃坝等方面的经验公式和数学模型,模拟了风水沟尾矿库溃坝后尾砂流的演进过程,并分别计算了坝高为160m和200m两种情景溃坝后尾砂流在下游典型断面处的最大下泄流量、到达时间、过流面积、淹没深度及其影响范围。结果表明:在距坝址1km范围内区域受尾砂流冲击负荷最强,随即最大流量迅速衰减,流量过程线趋于平缓;不同坝高的溃坝差异较大,坝高由160m增至200m,淹没深度大于1m的覆盖范围由2km扩大至3km。另外,针对溃坝事故提出了利用矿坑接纳尾砂流的风险防范措施,对同类尾矿库的工程设计和应急管理工作具有重要的借鉴意义。     

系统动力学复杂性及其在海洋生态学中的研究进展

海洋生态系统具有开放性、耗散性和非线性等特点,可以借助于系统动力学方法对其研究.系统动力学研究一个不可回避的问题就是系统动力学复杂性.本文在简单介绍几种常见的系统动力学模型及其复杂性问题的基础上,系统阐述了当前系统动力学复杂性在海洋生物多样性的维持、海洋生态系统的物质循环、海洋生物群落结构稳定性、有害藻类的暴发、海洋污染物的扩散、海洋生态毒理动力学、海洋生物资源的开发与管理等方面的应用、研究进展及相关问题.在总结以上研究进展的基础上,本文对系统动力学复杂性在海洋生态学研究中的应用进行了展望.     

PBPK模型在苯并[α]芘健康风险评估中的应用探讨

苯并[α]芘〔benzo[α]pyrene,BaP〕是环境中广泛存在的一种致癌多环芳烃,带来的健康风险受到普遍关注. 基于生理的药代动力学(physiologically based pharmacokinetic, PBPK)模型是一种预测污染物在生物体内部剂量的数学模型,近年来在健康风险评估中应用广泛. 本文介绍了BaP对生物体的健康危害,概述了BaP的PBPK模型研究进展,指出了BaP人体PBPK模型存在BaP及代谢物的代谢机理尚未完全明确、代谢参数可靠性不高、模型还需继续完善等问题,并探讨了PBPK模型在BaP健康风险评估中的应用. 一方面,PBPK模型在阐明内暴露监测结果及补充完善污染物在人体内的代谢机理方面具有明显优势,基于PBPK模型分析完善了BaP生物标志物3-羟基苯并[α]芘在肾小管重吸收的肾脏排泄机制;另一方面,PBPK模型作为外推工具,通过种间外推可以量化污染物的种间药代动力学差异,减小动物健康剂量水平外推至人体基准值的不确定性;通过体外到体内的外推可以关联内外暴露剂量,利用反剂量学推导人体健康基准值. 这两种外推方法的应用均可以提高人体健康基准值推导的科学性、准确性. 并以BaP为例剖析了PBPK模型不确定性来源,提出了提高模型精确性的方法. 最后,为了进一步推动完善BaP的人体健康风险评估方法体系,本文探讨总结了3个重点研究方向:一是探索PBPK模型应用于BaP健康风险评估的方法体系;二是探索可靠性更高的BaP健康风险评估概率模型;三是开展BaP的生物标志物用于人体健康风险评估可行性研究.      

生物技术在水生态监测中的应用与发展研究

生物技术因其高效、便捷、特异性强等优势在水生态监测中应用良好。生物监测能全面反映水生态系统的物种特征、结构功能、生态毒理等问题,推进了从传统的水环境监测向生态环境监测转变。文章围绕生物监测原理、特征及分类,对水生态监测中常用的生物监测方法加以阐述,并分析了生物技术在水生态监测领域的最新进展,最后提出几点确保水生态监测长足发展的建议,以供参考。     

水葫芦在水生态修复中的研究进展

水葫芦是水生态修复中研究最早和最深入的水生植物之一.在此,归纳了国内外近年来水葫芦在水生态修复中的3个主要研究方向:净化水体能力与净化机理、控制水葫芦疯长和资源化利用本葫芦.探讨了水葫芦净化系统在水体修复中的合理位置:天然水体的生态修复、水葫芦与污水处理工艺的组合、低浓度生活污水和雨水处理等.最后展望了水葫芦在水体生态修复中未来的研究方向.     

水生态修复技术原理及在流域治理中的应用

本文旨在探讨水生态修复技术的原理及其在流域治理中的应用。首先,介绍了流域水污染的特点,包括普遍性、累积性和治理难度。其次,阐述了水生态修复技术的不同类型,如植物修复、水生生物引入、岸线恢复、人工湿地和微生物修复。针对每种技术,解释了其工作原理和适用范围。最后,提出了水生态修复技术在流域治理中的应用要点,包括合理选型植物、保证生物群落多样性以及水污染控制与生态修复的协调发展。通过水生态修复技术的应用,可以改善水质、保护生态系统、维护生物多样性,并促进流域的可持续发展。     

太湖流域梁塘河沉积物重金属生态风险评价

研究了太湖流域梁塘河沉积物中6种重金属(砷、镉、铬、铜、汞和铅)的空间分布特征。相关性分析表明:铅、镉和汞有显著的正相关关系;砷和铜也有显著正相关;铬与其他金属均无良好的相关关系。参照SQGs基准,砷、镉、铬、汞、铅含量介于风险评价低值(ERL)与风险评价中值(ERM)之间,可能会对水域生物有一定的毒性;铜含量在部分取样点超过了ERM值,对水生生态系统有很强毒性。Hakanson潜在生态风险指数法研究表明,各取样点的表层沉积物均有一定生态风险,其中5号、6号呈现极强的生态风险;6种元素生态风险由强到弱的顺序为:镉、铜、砷、汞、铅、铬。     

七星河湿地水环境重金属污染特征与风险评价

为识别农业区湿地水环境中重金属的污染水平、空间分布特征和风险传递效应,采集了三江平原七星河湿地水体、沉积物和鱼类样品,并测定了Cu、Cr、Cd、Zn和Ni 5种重金属的含量。结果表明:水体和沉积物中重金属的平均含量由高到低依次为Zn （28.0） > Cr （4.5） > Cu （3.2） > Ni （2.6） > Cd （0.1）（水体,μg/L）和Zn （139.4） > Cr （81.9） > Ni （45.7） > Cu （24.4） > Cd （0.2）（沉积物,mg/kg）。水体中所有重金属含量均优于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅰ类标准,而所有采样点沉积物中的Zn和Cd均超过黑龙江省土壤背景值（Zn:70.7 mg/kg;Cd:0.086 mg/kg）。除葛氏鲈塘鳢（Perccottus glenii）未检出Ni外,东北湖鱥（Phoxinus percnurus）和北方花鳅（Cobitis granoei）中5种重金属均有检出,且北方花鳅对Zn的富集已达到"中等富集"水平,鱼类样品中其他重金属均处于"低富集"状态。以水生生物允许限值和沉积物质量指南作为参考限值的单因子风险指数（CF）的计算结果表明,水体和沉积物中的Cr对水生生物构成了"高风险",且Cr对综合风险指数（PLI）的贡献最高。鱼类样品中5种重金属的目标危害系数（THQ）和综合危害指数（HI）均<1（Cr对HI的贡献率超过70%）,表明长期食用七星河湿地野生鱼类不会引起非致癌风险,但食用野生鱼类暴露Cd的癌症风险指数（CR）超过10-5,存在引发癌症风险的可能。     

长沙市近郊莲花镇土壤重金属生态风险评价

选择长沙市近郊的莲花镇作为研究对象,采集了镇域范围内54个土壤样品,运用综合的生态风险评价方法对Hg、Cd、As、Pb、Cr5种土壤重金属元素污染程度及对人体的健康危害程度进行评价。结果表明:1)5种重金属元素的污染程度排序为Cd>Hg>Pb>As>Cr,Cd呈现重度污染;Cd和Pb空间变异显著,其来源受人为干扰程度高。2)5种重金属元素的潜在生态危害排序为Cd>Hg>As>Pb>Cr,Cd和Hg处于强生态危害程度,是研究区域土壤重金属污染的主要因子;研究区域综合潜在生态风险达到强生态危害等级。3)"手-口"摄入是土壤重金属暴露的主要途径,儿童的非致癌暴露剂量远大于成人。5种重金属对儿童和成人所产生的非致癌风险商和非致癌风险指数均<1,不存在非致癌健康风险。4)Cr的致癌风险指数>10^-4,具有极高的致癌风险;Cd和As的致癌风险指数为10^-6～10^-4,处于可以接受的风险范围。Cr、As的污染有不断加剧的趋势,成为影响人体健康的主要因子,应引起关注。     

不同方式处置的疏浚沉积物重金属生态风险评价对比

以山东沂河沉积物处置示范工程为例,分别对经土工管袋填埋和减量化隔离处置3年后的沉积物生态风险进行跟踪评价,以探究不同处置方式对沉积物重金属安全性的影响.对2种处置方式下沉积物中Cr、As、Zn、Cu、Cd、Pb和Hg的总量及赋存形态进行分析,并采用浸出毒性法、风险评价编码法(RAC)和潜在生态风险指数法(PERI)进行...     

漳泽水库沉积物重金属污染特征与生态风险评价

为了揭示漳泽水库表层沉积物重金属的污染特征,在2017年10月对水库16个采样点进行沉积物采集,分析了表层沉积物中Cu,Zn,Pb,Cd,Hg和As共6种重金属的含量,并对其来源和生态风险进行分析评价。结果表明:漳泽水库6种重金属的平均含量从高到低依次为Zn>Cu>Pb>As>Cd>Hg,且含量均超过山西省土壤背景值;Pearson相关性分析表明,Cu与Hg,Cu与Zn,Pb与Zn,Hg与As之间呈正相关性(P0.05)。通过主成分分析发现,主成分1由Cu、Pb、Zn构成,主要来自生活或工业污水;主成分2由Hg和As构成,主要来源于工农业废水及人类活动影响;主成分3为Cd,污染来自化石燃料燃烧等工业和农药、化肥使用的农业活动污染影响。地质累积指数法和潜在生态危害指数法结果均显示漳泽水库沉积物中Cd和Hg污染最严重,对潜在生态风险指数的贡献率比较大,生态风险高,是主要污染物,需要引起高度关注。     

东平湖表层沉积物重金属富集特征及其污染研究

对东平湖36个不同位点的表层沉积物中Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Sr、V、Zn等9种重金属元素含量进行分析,结果表明,沉积物中重金属含量分布呈现一定的区域特征,东部湖区明显高于西部湖区。采用富集系数法和地积累指数法对东平湖沉积物重金属污染状况进行了评价,两种方法得出的结果基本一致,东部湖区沉积物中存在Cu、Ni、Pb、Zn污染,其中Cu元素污染风险高于其他元素,污染程度呈自湖东部向湖西部逐渐减少的趋势。主成分分析结果显示,第一主成分贡献率为67.8%,主要载荷因子为Ni、Cr、V、Zn、Co、Pb和Cu,反映了自然和人为两种因素的影响;第二主成分贡献率为14.0%,主要支配Mn和Sr的载荷,反映了地球化学成分的影响。同时也进一步说明工业废水排放、煤和石油的燃烧、废弃物燃烧和农业种植等人为因素是造成东湖区金属元素污染的主要原因。     

生态风险评估技术框架及其在环境管理中的应用

近年来,我国水环境污染呈现高发态势,生态环境遭到严重损害,生态风险隐患问题突出,环境管理的压力不断增大。环境管理战略正在从总量控制向质量控制转变,最终将实现风险控制。故加强生态风险评估方法研究,深入了解风险评估的技术框架和关键科学问题显得尤为重要。研究综述了生态风险评估技术的理论和方法学框架以及关键科学问题,并指出生态风险评估在我国环境管理中的重要意义。     

农田土壤重金属垂直分布迁移特征及生态风险评价

为探讨农田土壤环境中重金属的垂直分布迁移特征及潜在生态风险,以我国湖南省湘潭县某镇为研究对象,系统分析了8种常见毒性重金属(Cd、Cr、Cu、Zn、Pb、As、Hg、Ni)在农田土壤剖面中的含量及垂直分布迁移特征,并通过Hakanson潜在生态风险指数法对其进行评价.结果 表明:研究区域土壤Cd、Cr、Cu、Zn、Pb...     

太湖流域典型河流沉积物重金属污染特征及生态风险评价

武宜运河位于太湖西部贯穿大部分太湖入湖河流,其重金属污染的研究,对太湖重金属污染来源,流域管理具有重要的意义。因此,2012年8月对武宜运河全程底质调查,分析了沉积物中Cu、Zn、Pb、Ni、Cr等元素,通过地累积指数评价、相关分析、潜在生态风险评价以及相关研究对比分析,得出以下结论:1)Cu、Zn、Pb、Ni、Cr污染浓度均值为129.38,207.74,52.13,28.26,77.06 mg/kg,其中Cu、Zn、Pb、Ni、Cr均超过毒性参考值(TRV),Cu超标达800%。Zn、Pb、Cr在世界湖泊沉积物中微量金属的范围(WCTMEL)内,Cu超出144%,Ni略低于WCTMEL;2)Ni-Cr、Zn-Pb具有较好的同源性。且Cu、Zn污染较高,达到"中—强"和"强"污染级别,Pb污染级别其次,Ni、Cr污染级别较低或无污染。可以排除武宜运河携带Ni、Cr污染物进入入湖河网的可能;3)Cu为武宜运河生态风险主要贡献因子。需加强工业园区地段重金属污染控制,减少污染来源,加大武宜运河对连同入湖水系的清水补充。     

扎龙湿地龙湖重金属污染情况及其潜在生态风险评价

为了探讨龙湖中重金属污染情况,测定了龙湖中9个取样点的重金属元素含量,并从中选取Mn、Cu、Pb、As 4种重金属元素进行水质评价。通过灰色关联评价分析,所采集的9个样点中有8个样点都属于Ⅴ类水质、1个样点属于Ⅳ水质。采用Hakanson潜在生态风险指数法对龙湖沉积物进行重金属潜在生态风险评价分析,4种重金属的潜在风险顺序为Cu>As>Pb>Mn,其中每个样点的Cu元素都达到了极强的潜在生态危害,As元素的潜在生态危害程度都达到了强度生态危害。