有机磷酸酯阻燃剂的环境暴露、环境行为和毒性效应研究进展

有机磷酸酯(organophosphate esters,OPEs)是一种新型有机磷阻燃剂,已逐渐成为传统溴代阻燃剂的替代品,其产量和使用量逐年增加。已有研究表明:有机磷酸酸酯在环境介质中广泛存在,可以在不同介质中进行迁移转化,而且具有神经、生殖等生物毒性。综述了OPEs在不同环境介质中的环境暴露、迁移转化等环境行为及其毒性效应等。最后,针对目前的研究现状,对OPEs的进一步研究方向提出展望,以期为新型有机磷阻燃剂的风险评估和环境监管提供依据。     

四溴乙基环己烷(TBECH)立体异构体的分析方法与环境行为及毒性效应研究进展

1,2-二溴-4-（1,2-二溴乙基）-环己烷,又名TBECH（tetrabromoethylcyclohexane,四溴乙基环己烷）,是一种添加型的新型溴代阻燃剂.TBECH的立体结构复杂,具有4个异构体,每个异构体又均含有一对对映体.随着传统溴代阻燃剂的禁止生产或限制使用,TBECH作为替代品之一被广泛用于建筑业、纺织业和电子等各行业.TBECH具有长距离迁移性、生物累积性和潜在毒性,被认为是一种可能的持久性有机污染物.通过对TBECH立体异构体的分析方法、环境行为和毒性效应研究的最新进展进行综述发现,TBECH的检测通常采用气相色谱质谱联用法,但仅集中于对环境样品中TBECH非对映异构体的分离分析,对映体水平的检测将成为未来TBECH立体异构体分析的发展方向.TBECH已在大气、水体、沉积物、土壤等环境介质和生物体中被陆续检出,并对生物体产生内分泌干扰、生殖发育等毒性效应,其各立体异构体具有特异的环境行为,表现出选择性的生物累积、转化和毒性效应.鉴于目前TBECH环境行为的研究主要关注水生生态系统,而从立体异构体水平出发的研究还很欠缺,建议今后加强对陆生生态系统中TBECH污染状况、分布特征以及环境行为的研究,进一步从异构体和对映体水平深入探讨TBECH的环境过程和生物效应,全面认识环境中TBECH的迁移转化规律及最终归趋.      

锑的环境地球化学研究进展概述

锑作为一种具有潜在毒性和致癌性的元素越来越被人们所重视。由于矿物的开采和冶炼、化石燃料的燃烧等人为原因,大量的锑及其化合物进入到大气、水和土壤中,进而进入动植物及人体中。土壤中的锑迁移能力较弱,水中溶解态的锑迁移能力较强,而大气中的锑可以进行全球传播。植物对锑具有一定的富集能力;锑对动植物和人体均有毒副作用,职业暴露是人体锑中毒的主要原因。本文对锑在各环境介质中的存在,锑在环境介质间的迁移和转化,以及锑的生物效应的研究进展进行了概述。     

城市工业区环境系统中的Cd污染循环及其健康风险——以杭州市半山工业区为例

为揭示重金属元素Cd在城市环境系统多种介质中的迁移途径及其潜在危害性,系统分析了杭州市半山工业区主要环境介质（土壤-尘埃-水-底泥-生物）样品中Cd的指标含量,并用连续提取法分析了土壤、尘埃、底泥中Cd的化学形态特征.结果表明,Cd的迁移途径主要有两种,一是以尘埃为媒介在地表环境中迁移,二是通过水介质进入水体环境（水和...     

防晒剂的海洋环境行为与生物毒性

防晒剂广泛添加于防晒霜中,通过人类的水中娱乐活动和污水处理厂排水等途径进入海洋环境,成为一种新型海洋污染物.由于防晒剂具有用途广泛、持续排放、难降解等特点,其对环境与生态的潜在风险已成为国内外环境领域的研究热点.本文分析了防晒剂在海洋中的迁移、转化和挥发等环境行为,总结了常见无机防晒剂(nTiO_2和nZnO)以及有机防晒剂(二苯甲酮类、樟脑衍生物类和肉桂酸类)对海洋生物(藻类、贝类、鱼类、珊瑚、海胆等)的毒性效应,包括生长抑制、繁殖抑制、致死和致畸等,并从氧化损伤、神经毒性及内分泌干扰角度分析其内在的毒性作用机制,最后展望了本领域的研究前景与未来的研究方向,为有关防晒剂的科学研究与污染管控提供参考.     

氧化石墨烯在多孔介质中运移的研究进展

氧化石墨烯凭借其优异物化性质和独特结构而被广泛应用,但氧化石墨烯具有生物毒性和环境危害性,存在于水环境中的氧化石墨烯具有极强的迁移性能,因此,研究其在多孔介质中的运移是一个热点。论文从迁移模型和实验条件两方面介绍了国内外学者的研究进展,模型方面,目前已经提出CFT模型、双点位迁移模型和离子追踪模型;实验方面,主要考虑了悬浮液离子强度、p H值、温度、有机物等对氧化石墨烯在多孔介质中运移的影响。最后,基于现有的研究成果,提出相关研究展望。     

磺胺类抗生素对水环境的污染及生态毒理效应

磺胺类抗生素是一类人工合成的药物,在其生产、使用等过程中会经不同途径进入环境,虽然其半衰期不长,但由于频繁使用并不断进入环境,导致其在水体、沉积物和土壤等环境介质中的浓度逐渐升高。文章主要综述了磺胺类抗生素的物理化学性质、使用情况、来源及归趋、其在国内外水环境中残留情况,以及对水生生物的生态毒理效应。虽然水环境中低浓度的磺胺类抗生素对生物不产生明显的急性毒理效应,然而其累积效应会对水生生物产生潜在的健康威胁。     

防污剂Sea-Nine211的环境归宿及其生态毒性研究进展

Sea-Nine211因易降解、生物富集性小而成为世界上广泛使用的新型防污剂。目前关于Sea-Nine211在环境中的迁移、转化和稳定性等的研究资料很少,为评估Sea-Nine211对环境生态系统造成的潜在危害,文章就其在水环境中的转归及其生态毒性等方面进行综述,并对今后的研究方向作了展望。     

短链氯化石蜡分析方法、环境行为与健康效应的研究进展

氯化石蜡(chlorinated paraffins, CPs)是我国目前广泛应用在工业生产中的阻燃剂和增塑剂,其中短链氯化石蜡(short chain chlorinated paraffins, SCCPs)作为新污染物,因具有持久性、高毒性、长距离迁移特性和生物蓄积性等持久性有机污染物(persistent organic pollutants, POPs)特性引起了国内外的关注,尤其是SCCPs的环境赋存对环境健康的危害亟需进一步研究. 国内对SCCPs的研究集中在分析方法与环境行为等方面,对SCCPs的环境健康效应研究较少. 本文总结了近年来SCCPs分析方法的研究进展,并对其环境健康效应进行了梳理. 结果表明,SCCPs已被证实具有潜在的毒性效应,并且随着时间的推移,SCCPs在环境介质中的暴露浓度越来越高,因此SCCPs的环境外暴露对人体健康的潜在威胁越来越大. 研究显示,我国尚未停止SCCPs的生产与使用,因此在我国“十四五”规划之际,应加快SCCPs分析方法的研究进程,利用高分辨质谱将SCCPs的分析方法规范与标准化,并且在研究SCCPs的环境行为、迁移转化机制与毒性效应的基础上,深入开展SCCPs人体暴露风险与健康效应评估的研究,建立有效的环境健康风险评价模型与机制.      

氧化石墨烯的水环境行为及其生物毒性

氧化石墨烯是一类石墨烯衍生物,性质独特,应用广泛,生产量急剧增加,其环境风险日益引起关注.氧化石墨烯具有高亲水性和表面活性,在水中易分散,易随水流发生迁移转化,可能对水环境和水生生物造成不利影响.因此,明确氧化石墨烯的水环境行为及其生态效应,对于正确理解和评估其环境风险,合理规划其使用和回收具有重要意义.目前,该领域的研究涵盖了氧化石墨烯在水环境中的分散/团聚、吸附、还原、降解、沉积等行为,及对微生物、浮游动物、藻类和鱼类等水生生物的毒性表现.本文综述了相关研究成果,分析了当前研究面临的挑战并展望其研究前景.     

绿色、蓝色和蓝-绿屋顶径流水质特征

屋顶占据大量城市不透水面,实施生态屋顶建设,有利于缓解城市化造成的生态和环境问题.在北京市区搭建不同类型生态屋顶(绿色屋顶、蓝色屋顶和蓝-绿屋顶),基于对2019年雨季降雨特征、各类生态屋顶径流量以及径流中营养盐和重金属浓度的监测,计算不同生态屋顶径流污染负荷和径流水质指数(RQI),定量对比分析不同类型生态屋顶径流的综合水质差异.结果表明,在2019年雨季,各生态屋顶均表现出良好的雨水滞留能力,平均径流削减率在75.7%～78.9%之间,且不同生态屋顶的径流削减率无显著差异(P>0.05);相较雨水,各生态屋顶均为NH⁺₄-N、 DZn和DCd的汇,累积负荷削减率分别在63.8%～96.4%、68.6%～90.7%和39.8%～54.5%之间,但均为NO^-₃-N、 DCr、 DFe和DNi的释放源;蓝色屋顶是DCu的汇(累积负荷削减率为21.9%),但对雨水径流中PO^3-₄-P的累积负荷无明显影响,而绿色和蓝-绿屋顶均为PO^3-     

四川盆地典型农耕区土壤重金属含量、污染及其影响因素

以重庆市江津区为研究区,采集247件表层土壤样品,综合运用污染指数法、GIS和地理探测器等分析方法以便探明四川盆地典型农耕区土壤重金属含量、污染特征及其影响因素.结果表明：(1)表层土壤中Cd、Cu和Zn的算术均值分别是渝西地区土壤背景值的1.22、1.10和1.98倍.(2) 6种重金属含量高值区主要分布于研究区北部、西部和中部局部地区,低值区分布于东部和南部.(3)土壤污染指数整体以安全和警戒为主,内梅罗综合污染指数(NPI)评价显示污染样点占总样点的22.1%,NPI最高值位于北部鼎山街道,最低值位于南部四面山镇.(4)地层对土壤重金属含量分布的单因子解释力最强,其次是地形因子;地层和地形因子对土壤重金属含量分布的交互影响作用最强.研究结果发现地层和地形因子是影响研究区土壤重金属含量分布的关键因素.     

设施农业土壤磷素累积迁移转化及影响因素

为了科学合理施用磷肥,减小对设施农业环境带来的污染风险,以北京市大兴区设施农业集中区为研究对象,通过对不同种植年限设施农业剖面土壤(0～100 cm)磷素含量的测定分析,探究磷素累积与迁移转化特征.结果表明,设施农业表层土壤全磷和有效磷含量变化范围大,显著高于周边粮田土壤,主要跟不同种植年限农户的施磷量相关,随着土层深度的增加,全磷和有效磷含量逐渐减小,呈现表聚特征,其中土壤ω(全磷)范围在0.38～2.58 g·kg^-1,ω(有效磷)范围在1.60～256.00 mg·kg^-1.随着种植年限的增加,土壤全磷和有效磷含量呈现先增加后减小的趋势,在15 a左右达到峰值,随后逐渐减少,趋于稳定,总体处于较高水平.无机磷主要集中在设施农业表层土壤,其中Ca-P占无机磷的比例最大,达到了98.38%,Ca₁₀-P是最主要的Ca-P形态,含量占Ca-P的78.70%,Ca₂-P占比最小,仅占9.50%.不同形态无机磷含量呈现表层土壤富集,向下减少的垂直分布特征;不同土层深度,不同形态无机磷占全磷比例变化存在差...     

华北平原曲周县人为源氨排放清单及分布特征

以华北地区典型农业县曲周县为研究对象,通过收集本地人为源活动水平数据和相关氨排放因子,利用排放因子法建立2002～2019年人为源氨排放清单,并且采用当地实测的农田氮肥施用氨排放因子和县域农户生产调研数据优化2019年氨排放清单.结果表明,曲周县氨排放总量呈现“双峰”模式,从2002年的6 682.9 t增加到2004年的7 195.0 t,随后下降到2008年的5 872.0 t; 2015年增加到7 010.5 t,随后逐步下降到2018年的5 636.3 t.畜禽养殖(61%～75%)和氮肥施用(14%～28%)是主要氨排放源. 2019年曲周县氨排放总量为6 559.7 t,其中氮肥施用和畜禽养殖分别贡献28%和61%.小麦为氨排放最高的作物,占种植业氨排放总量的40%;蛋鸡为氨排放量最大的畜禽,贡献率为畜禽养殖的40%.在空间分布上呈现南高北低的趋势,南里岳乡和白寨乡为主要排放热区,全县平均氨排放强度达到13.5 t·km^-2.在县域尺度上重点开展小麦种植和蛋鸡养殖氨减排将有助于华北平原大气氨污染治理.     

喜马拉雅东段错那地区雪中主要离子年际变化及来源分析

雪中阴阳离子化学记录可以提供关于大气环流、气候和环境变化的信息,喜马拉雅山因其独特的位置和丰富的冰川资源成为研究雪化学的重要地区。本论文基于两个年度(2018年2～3月和2018年12月～2019年1月)在喜马拉雅东段错那地区采集的新雪样品,对雪中主要离子的组成和浓度特征的年际变化进行分析,并结合相关分析法、海盐示踪法和气团后向轨迹法对其来源进行研究。结果表明,错那地区两年度雪中主要阳离子均为Ca²⁺,主要阴离子均为SO^2-₄。受2019年强降雪清除作用的影响,2019年度各离子的浓度明显低于2018年度。错那地区雪中Ca²⁺的含量明显高于喜马拉雅山其他研究区域,可能是由于其海拔较低,受近源陆地粉尘影响较大。离子来源分析结果表明,错那地区雪中离子以局地陆源物质输入为主,部分来源于海洋源(Cl^-、Na⁺)、盐湖矿物风化(Cl^-、Na⁺、K⁺和SO^2-₄)以及人为源(NH⁺₄、NO^-₃、SO^2-₄)。本文可为错那地区生态建设管理及喜马拉雅地区的雪化学和大气环流特征研究提供参考。     

过水性湖泊水质长期演变趋势及驱动因素：以骆马湖为例

过水性湖泊——骆马湖是南水北调东线工程的重要调蓄湖泊,具有防洪抗旱、饮用水供给和生态维护等多种功能.为了解骆马湖水质演变及驱动因素,基于2009～2020年长序列逐月实测数据,结合1996～2008年历史资料,分析了骆马湖总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数和氨氮(NH⁺₄-N)等指标的长期演变、季节动态和空间格局,探究了气象和水文因子对湖泊水质的影响机制.结果表明,近25年来,骆马湖水质总体处于Ⅳ～劣Ⅴ类.ρ(TN)变化明显(1.06～3.49 mg·L^-1),历经波动下降(1996～2002年)、显著的年际波动(2002～2015年)和显著上升(2015～2020年)这3个阶段,是骆马湖的主要污染因子.高锰酸盐指数显著下降(2.97～6.38 mg·L^-1),ρ(TP)和ρ(NH⁺₄-N)波动相对较小,分别介于0.024～0.076 mg·L^-1和0.11～0.69 mg·L^-1. 2017～2020年夏...     

苏州水网地区河道底泥的重金属分布特征与污染风险

苏州100 km²水网地区采样点的底泥中重金属Cd、 Cu、 Cr、 As、 Ni、 Pb和Zn含量的平均值分别为1.4、127.4、83.2、18.2、51.7、145.1和350.7 mg·kg^-1,分别是背景值的13.7、5.7、1.1、1.7、1.9、5.5和5.6倍,超过GB 15618-2018标准风险筛选值的点位比例分别为100.0%、97.3%、38.4%、83.6%、97.3%、90.4%和100.0%.采用改进的地累积指数法评价单种重金属元素的污染程度,可知苏州水网地区底泥中7种重金属元素污染程度依次为：Cd>Cu>Pb>Zn>As>Cr>Ni,其中,Cd属于极强污染,Cu和Pb属于强度到极强污染,Zn属于强度污染,As属于中度到强度污染,Cr和Ni属于中度污染.古城区、西北部、西南部和东部底泥样品中Cd、 Pb、 Cu和Zn均是高污染贡献的重金属元素,重金属潜在生态风险程度从大到小依次为：西北部、西南部、古城区和东部.相关性分析和主成分分析表明,Cd、 Cu、 Cr、 As、 Ni、 ...     

成都市一次重度灰霾期间大气PM2.5的自组织临界特性

2013年1—2月期间,四川省成都市出现大范围、长时间、高浓度的严重霾污染.本文运用频度统计分析和消除趋势波动分析方法,研究了成都市2013年1月25日—2月7日一次典型重度灰霾期间8个监测站点(草堂寺、人民公园、梁家巷、金泉两河、十里店、沙河铺、三瓦窑、灵岩寺)大气PM2.5小时平均浓度序列的时空演化规律.结果表明,各站点大气PM2.5的浓度波动并非随机,而在统计上服从典型的负幂律分布,同时均表现出很强的长期持续性特征.这些特征刻画了灰霾期间大气PM2.5浓度波动的宏观特征.将PM2.5浓度演化与沙堆崩塌进行类比,发现大气PM2.5演化具有自组织临界性复杂系统的基本特征.进一步根据自组织临界(SOC)理论,建立了大气PM2.5数值沙堆模型,模型算法考虑了此次灰霾期间成都市的气象因素和PM2.5的迁移扩散机制.通过对该模型的数值模拟,能够定量阐明此次重度灰霾期间成都市各监测站点大气PM2.5浓度时空波动宏观统计规律的产生根源.同时,深入讨论了该模型的自组织临界特征.模拟结果和实际结果的高度一致表明该模型真正阐明了导致PM2.5浓度时空波动的重要动力机制.SOC内禀机制是控制此次成都市灰霾期间大气PM2.5浓度演化的主要机制之一.本研究可为灰霾期间PM2.5的演化动力学提供新的研究方法.     

贵州威宁草海湿地水体中有机碳时空分布特征及来源辨析

有机碳是陆地水生生态系统碳循环重要组成部分,湿地在维持岩溶碳汇稳定性方面具有十分重要的作用,揭示岩溶湿地水体中的有机碳时空分布特征及来源有助于明晰岩溶流域碳循环过程。本文以贵州威宁草海岩溶湿地为研究对象,对其丰、枯水期湿地水中溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)含量以及颗粒有机质(POM)碳、氮同位素等指标的测定,分析草海湿地水中POC、DOC浓度时空分布特征,探讨了水体中有机碳的来源。结果表明:草海湿地水体有机碳总体上以DOC为主,丰水期DOC变化范围为4.25～12.58 mg/L,平均值为8.19±1.49 mg/L,枯水期变化范围为4.79～15.93 mg/L,平均值为8.78±3.01 mg/L,丰水期略低于枯水期,DOC来源较为复杂,不同水文期受到外源和内源不同程度的影响;DOC在空间上丰水期呈现西部偏低,东及东南部偏高的分布特征,枯水期呈现南及西南部偏低,北及东北部偏高的分布特征。草海湿地水体丰水期POC变化范围为0.35～3.39 mg/L,平均值为1.13±0.78 mg/L,枯水期变化范围为0.32～1.84 mg/L,平均值为0.79±0.35 mg/L,丰水期高于枯水期;POC在空间上两期都呈现出中西低、中东高的分布特征。丰水期颗粒有机质的δ¹³C、δ¹⁵N值变化范围分别为-30.13‰～-14.80‰和-9.69‰～4.72‰,平均值分别为(-22.54±2.78)‰和(-2.88±2.89)‰,该时期POC以陆源有机质贡献为主;枯水期颗粒有机质的δ¹³C、δ¹⁵N值变化范围分别为-29.13‰～-21.91‰和-0.14‰～9.15‰,平均值分别为(-25.12±2.04)‰和(3.23±1.78)‰,该时期POC主要来源于沉积物。     

亚硝氮在氯及氯胺消毒中形成三氯硝基甲烷的作用研究 ——以色氨酸为例

以溶解有机碳为5 mg·L-1的色氨酸溶液为研究对象,探索氯和氯胺消毒时,不同影响因子对亚硝氮在三氯硝基甲烷(TCNM)形成中的作用,从而识别其关键消毒因子.结果表明:NO-2的加入对TCNM的形成有明显的促进作用.对氯消毒来说,NO-2对TCNM形成的促进作用在酸性条件下(TCNM增量为11.82μg·L-1)比碱性条件下(TCNM增量为2.66μg·L-1)更为明显;而对于氯胺,却在中碱性条件下较为明显(pH=5,6,7,8,9,TCNM的增量分别为0.04、0.11、0.50、0.34、0.27μg·L-1).但不管是氯消毒还是氯胺消毒,NO-2对TCNM形成的促进作用基本随着消毒剂量、反应时间的增加而增加.由极差分析得知,氯、氯胺消毒下影响NO-2对TCNM形成的关键的因子均是pH值.