巢湖湖区及入湖河流表层水体、沉积物中有机氯农药分布及风险评价

本研究基于GC-MS分析了巢湖湖区及入湖河流共40个采样点的表层水及表层沉积物样品中有机氯杀虫剂(OCPs)的含量.研究结果表明,在一年内不同季节中,巢湖湖区及入湖河流表层水体∑OCPs浓度均较低,春季6.09—11.53 ng·L~(-1),夏季6.32—11.10 ng·L~(-1),秋季6.76—16.23 ng·L~(-1),冬季5.97—16.29 ng·L~(-1);相应季节OCPs平均浓度分别为8.33±1.19 ng·L~(-1),8.43±1.21 ng·L~(-1),9.25±1.96 ng·L~(-1)和8.33±2.14 ng·L~(-1).表层水体中OCPs主要为工业生产六六六(HCHs)以及杀虫剂林丹.湖区及入湖河流表层沉积物中OCPs浓度(ng·g~(-1)级别)远高于表层水体(ng·L~(-1)级别)的浓度,∑OCPs浓度范围为2.55—19.03 ng·g~(-1),平均浓度为5.80±4.07 ng·g~(-1),且巢湖西部地区OCPs污染大于东部区域,其中较高浓度的狄氏剂和硫丹成分说明巢湖区域受到这两类物质的污染.异构体分析表明,表层沉积物中OCPs的来源也与周边农田土壤和地表径流所带来的污染以及不同程度工业品HCHs粉剂和林丹的陆源性输入有关;在绝大多数采样点的表层沉积物中滴滴涕类农药(DDTs)的检出为历史的残留污染.生态风险评价表明,巢湖湖区及入湖河流表层水体中OCPs对该区域的生态风险几乎没有影响且表层沉积物中OCPs亦处于较低的风险状态.     

长江南京段表层水体中12种磺胺类抗生素的污染水平及风险评价

为评价长江南京段表层水体磺胺类抗生素的污染水平、生态风险及健康风险,利用高效液相色谱-串联质谱测定了长江南京段水体中14个采样点的12种磺胺类化合物.结果显示,长江南京段表层水体中共检出了8种磺胺类化合物,总浓度范围为13.2—21.0 ng·L~(-1),中值为16.4 ng·L~(-1),平均值为16.2 ng·L~(-1),8种检出抗生素中最高的为磺胺甲唑,浓度范围为6.76—8.98 ng·L~(-1),其次是为磺胺嘧啶,浓度范围为2.52—6.59 ng·L~(-1).其中磺胺甲噻二唑、磺胺间甲氧嘧啶、磺胺甲氧哒嗪及磺胺噻唑在所有采样点均未检出.总体来说,长江南京段水体中的磺胺类抗生素浓度与国内及国外其他水体包括河流湖泊相比处于相对较低的水平.对4种磺胺类抗生素的生态风险评价结果表明,所有的4种抗生素RQs均小于0.01.采用简单叠加模型计算的磺胺类抗生素的联合毒性风险熵范围为0.0029—0.0039,表明长江南京段磺胺类抗生素对于水生生物风险不显著.对4种磺胺类抗生素的人体健康风险评价结果表明,每种化合物对于每个年龄段的RQs均小于1,表明长江南京段表层水体中的磺胺类抗生素对人体健康无风险.     

黄浦江上游水源地中31种内分泌干扰物的分布特征以及生态风险评价

本文研究了雄激素、雌激素、孕激素、糖皮质激素和工业化合物等5类31种环境内分泌干扰物(endocrine disrupting chemicals, EDCs)在黄浦江上游水源地中的空间分布特征,并采用风险熵值法(risk quotient, RQ)对水体中EDCs的生态风险进行了评价.黄浦江上游水源地9个采样点糖皮质激素和孕激素均未检出,工业化合物双酚类检出率100%.大多物质最高检出浓度10 ng·L~(-1),而双酚A (BPA)检出浓度最高(26.00—64.32 ng·L~(-1)).黄浦江以工业化合物和雌激素类物质污染为主,BPA为各采样点的主要污染物.莲西大桥EDCs总浓度最高(103.66 ng·L~(-1)),水库入口总浓度最低(40.16 ng·L~(-1)).太浦河上游工业化合物类浓度较下游高,雌激素类最高浓度检出点为汾湖大桥(11.70 ng·L~(-1)).与国内外地表水中EDCs检出浓度比较,黄浦江上游水源地中EDCs处于中低等污染水平.对己烯雌酚(DES)、雌三醇(E3)、BPA、双酚S (BPS)等4种EDCs进行生态风险评价,RQ范围为0.006-2.5,BPS表现出较高的环境风险(RQ=2.5).     

贵州草海喀斯特高原湿地水环境中典型抗生素的分布特征

为了初步探讨喀斯特地貌草海湿地环境中抗生素的污染水平、空间分布特征和生态风险,采用固相萃取和高效液相色谱-串联质谱法研究了地表水和沉积物样品中34种典型抗生素的含量水平,并通过风险商值法(RQ)进行生态风险评估.结果表明,33种抗生素在地表水中均有不同程度的检出,磺胺类、喹诺酮类、大环内酯类、氯霉素类和其他类抗生素的平均浓度分别为50.5 ng·L~(-1)、43.2 ng·L~(-1)、22.6 ng·L~(-1)、15.9 ng·L~(-1)和1.66 ng·L~(-1).喹诺酮类在沉积物中检出浓度最高,平均浓度为282 ng·g~(-1)且高于地表水.在空间分布上,地表水呈现上游入湖口平均浓度(379 ng·L~(-1))高于下游出湖口平均浓度(50.4 ng·L~(-1));草海近岸区南侧沉积物中抗生素浓度高于湖心区和近岸区北侧.风险评估结果表明,单一抗生素SD、NOR、SAR、CTM、ROX和LIN等物质的RQs大于1呈高风险,SMX、SG、CIP、OFL、ENR和ERY等6种抗生素RQs在0.1≤RQs1之间,呈中度风险;SMZ、SPD、FF和CAP等抗生素的RQs小于0.1;抗生素联合风险显示湖心区、南岸区以及出湖口呈现中度风险,其他近城市排污口呈高风险,抗生素联合风险商值明显高于单一抗生素的风险商值.整体看来,人类活动强度与草海水环境中抗生素的污染程度密切相关.     

太湖胥口湾表层水和沉积物中多环芳烃的浓度水平及生态风险

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)是环境中普遍存在的稠环类化合物,由于其对人体健康和生态环境产生较大危害,美国环保局将16种PAHs列为优先控制的污染物。PAHs也是太湖流域的主要污染物之一。作为华东地区的重要水系和水源地,研究太湖环境质量的变化对改善太湖流域水生生态系统和提高沿岸居民身体健康具有重要意义。论文研究了太湖胥口湾水域表层水和沉积物的PAHs。结果显示,表层水和沉积物的PAHs总浓度分别为7.2~83 ng·L~(-1)和66~620ng·g~(-1)干重;年均值为29 ng·L~(-1)和218 ng·g~(-1)干重;年均毒性当量浓度为2.4 ng·L~(-1)和28 ng·g~(-1)干重。沉积物中的主要污染物为荧蒽、芘和,影响毒性当量浓度的主要是苯并(a)芘和二苯并(a,h)蒽。4环PAHs在沉积物中占主要,其浓度百分比为44%~48%,而5环PAHs则占毒性当量总浓度的90%以上,说明其危害主要来自5环PAHs。PAHs特征化合物比值分析表明,胥口湾沉积物中PAHs主要来源于煤和木材燃烧,表层水大部分为燃烧和石油的混合来源。污染水平的时空变化特点为丰水期(8月)表层水PAHs浓度偏高,沉积物偏低。湖区和湖岸的PAHs浓度只在丰水期有显著差异,表层水PAHs浓度湖区高于湖岸,沉积物相反;其他时期湖区和湖岸PAHs浓度无显著差异。根据加拿大沉积物环境质量标准,胥口湾整体生态风险水平较低。从时空分布特征来看,个别生态风险较高的点主要分布在湖岸,5月平水期可能是沉积物中PAHs生态风险较高的频发期。     

珠江三角洲河流饮用水源中的环境内分泌干扰物及其风险

在极低的环境暴露水平(ng·L~(-1)—μg·L~(-1)),环境内分泌干扰物(EEDs)就能对水生物的生殖、发育功能产生不利影响,甚至可能威胁到饮用水源的安全。为深入了解珠江水源水中EEDs的污染现状,采用全自动固相萃取-气相色谱/质谱联用(FASPE-GC/MS)法对珠江三角洲河流饮用水源地中EEDs的含量分布和季节变异进行了调查,并评价了其潜在的生态风险。结果发现,EEDs广泛存在于珠三角水源水中,总EEDs(ΣEEDs)的质量浓度在26.8—2 460 ng·L~(-1)之间,平均值和中值分别为775、325 ng·L~(-1);其中辛基酚(OP)、壬基酚(NP)、双酚A(BPA)和雌酮(E1)的质量浓度范围(平均值/中值)分别为LOQ (定量限)—121 ng·L~(-1)(42.9/15.2 ng·L~(-1))、15.2—2 270 ng·L~(-1)(821/338 ng·L~(-1))、1.19—177 ng·L~(-1)(56.21/52.0ng·L~(-1))、nd (未检出)—2.5 ng·L~(-1)(0.9 ng·L~(-1)/LOQ)。各水源地EEDs总体污染水平:东江东莞段流溪河下游西江北江,丰水期ΣEEDs的质量浓度显著高于枯水期(P0.05)。与国内外相关研究结果相比,珠三角河流水源水中EEDs的污染处于中高水平。丰水/枯水期水源水中OP、NP、BPA、E1的风险商(RQ)平均值分别为0.47/0.13、2.25/0.6、0.05/0.08、0.18/0.07,可见OP、BPA、E1在两季均呈中低风险水平,NP则呈中高风险水平。丰水期和枯水期饮用水源地EEDs的危害指数(HI)范围(平均值)分别为0.28—6.05(2.95)、0.045—3.23(0.88),表明丰水期的风险水平总体高于枯水期(P0.05)。两季高风险点(HI1)占总点位的41.7%,均出现在流溪河下游和东江东莞段,表明以上水源地处于高生态风险水平,已对当地水生生物及饮用水安全形成严重威胁;西江和北江的饮用水源地则处于中低风险水平。     

我国地表水中磷酸三苯酯的多层次生态风险评估

磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPP)在电缆材料、塑料制品中被大量使用,是地表水中检出频率最高的有机磷酸酯类阻燃剂之一,近年来受到广泛关注。本文通过文献检索TPP的地表水环境暴露浓度以及对水生生物的毒性效应浓度,利用风险商(hazard quotient,HQ)和概率生态风险评价法(probabilistic ecological risk assessments,PERA)对我国主要地表水中的TPP进行多层次生态风险评价。结果显示,TPP在我国地表水中的浓度为0.2～96.3 ng·L~(-1),以生存为测试终点的急性毒性数据推导出的预测无效应浓度(predicted no effect concentration,PNEC)为36.49μg·L~(-1),而以繁殖、发育和生长等为测试终点的慢性毒性数据推导出的PNEC值为1.30μg·L~(-1)。基于急、慢性毒性数据计算的风险商均小于0.1。我国地表水中TPP对0.1%到1%的水生生物造成繁殖、发育和生长等慢性毒性影响的概率分别为1.40%和0.04%,存在较低的潜在生态风险。     

中国典型河湖水体铅的水生生物安全基准与生态风险评价

采用物种敏感度排序法(SSR)对我国铅的淡水水生生物安全基准进行推导,并以太湖为例进行了流域水生生物安全基准推导。对于难以获得的本土生物毒性数据,开展了相应的毒性试验。获得了我国国家与太湖流域铅的水生生物安全基准值,基准最大浓度(CMC)分别为63.92、104.26μg·L-1,基准连续浓度(CCC)分别为1.21、4.06μg·L-1。同时,对我国主要河流以及太湖流域进行了铅的生态风险评价,联合概率曲线法显示影响5%水生生物种类的概率分别为66.22%和43.19%,熵值法则显示中国主要河流存在较大的铅暴露风险,因此,我国铅的潜在生态风险较大,主要河流与太湖流域存在铅污染问题。     

东江上游典型抗生素污染特征及生态风险评价

近年来水体中不断被检出抗生素,但在饮用水源地中对抗生素的污染状况研究很少。为了探讨东江上游水体中典型抗生素的污染特征及潜在的生态风险,利用固相萃取(SPE)及液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术,分别在时空尺度上测定了6类典型抗生素(磺胺类、喹诺酮类、β-内酰胺类、大环内酯类、四环素类、林可霉素类)的含量水平,并采用风险商法对其进行生态风险评价。结果表明:东江上游水体中被检测出的12种抗生素中,绝大部分检出率都较高,整体质量浓度范围在nd(未检出)~69.9 ng·L~(-1),其中平均质量浓度最高的3种抗生素分别是四环素(32.24 ng·L~(-1))、诺氟沙星(27.84 ng·L~(-1))、氧氟沙星(24.54 ng·L~(-1))。在时空分布上,东江上游干流抗生素的浓度主要受地表径流产生的面源污染影响,部分地区受到支流汇入的影响较大。与国内河流中抗生素的含量水平相比,东江上游抗生素浓度整体处于中等偏低水平,其中四环素和泰乐菌素相对偏高。抗生素与常规指标的相关性分析表明,抗生素大部分种类的浓度与有机物污染呈正相关,并且其含量水平受到环境因素的制约和影响。风险商法得出的生态风险评价结果表明,诺氟沙星和青霉素G存在较高风险,磺胺嘧啶、泰乐菌素、强力霉素、氧四环素和林可霉素达到了中等风险,整体上存在一定的生态风险。     

长三角地区饮用水源地沉积物中有机氯农药污染特征

2015年4月采集长江三角洲地区河流型、河网型和湖泊型饮用水源地沉积物,采用同位素稀释高分辨气相色谱-高分辨质谱法测定了22种有机氯农药(OCPs).结果表明,采集的沉积物中测定的22种有机氯农药都有检出,滴滴涕(DDTs)、六氯苯、六六六(BHCs)、五氯苯的检出率为100%;有机氯污染水平依次为:嘉兴河网(浓度范围为1.71—61 ng·g~(-1),中值为12.4 ng·g~(-1))长江下游(浓度范围为0.46—93 ng·g~(-1),中值为8.59 ng·g~(-1))≈钱塘江(浓度范围为1.02—69 ng·g~(-1),中值为8.1 ng·g~(-1))太湖(浓度范围为1.76—8.65 ng·g~(-1),中值为3.53 ng·g~(-1)).DDT及其降解产物的浓度与其他地区的含量相当.依据DDTs和BHCs的同分异构体比值的变化和主成分分析结果对污染源进行解析,结果表明嘉兴河网主要以氯丹、九氯和六六六为主要污染特征,该地区有氯丹的使用和六六六的历史残留.钱塘江主要以BHCs、氯丹和DDTs为主要污染特征,有林丹的输入.太湖主要污染特征为DDTs和BHCs,并有新源输入.长江下游主要以o,p'-DDT和BHCs为污染特征,有些采样点表明有三氯杀螨醇的使用,六六六为历史残留.对长三角地区水源地沉积物进行生态评价发现,滴滴涕类有机氯农药存在潜在生态风险,其中DDTs具有潜在生态风险的采样点占74%,具有生态风险的采样点占2%.     

太湖水体中5种有机磷农药混合物生态风险评价

有机磷农药是一类广泛分布于我国水环境中的污染物,即使在水体中的污染水平处于规定“安全标准”之下,其联合暴露产生的风险仍有可能威胁水生生态安全。采用基于浓度加和模型与生物敏感度分布曲线的混合物风险商法,评价了太湖水体中敌敌畏、对硫磷、甲基对硫磷、马拉硫磷和乐果5种有机磷农药混合物产生的生态风险。结果表明：2003～2004年期间3个不同时期太湖水体中5种有机磷农药的混合物生态风险商(RQ_m )均大于1,有机磷农药混合物在2003～2004年期间对太湖水生生物构成了一定威胁。     

Ecological risk assessment of pesticide residues in Taihu Lake wetland, China

As a major ecosystem type, wetland provides invaluable ecological services. Environmental pollution, especially pesticides pollution should be paid more attention to keep wetlands healthy. Based on the risk quotient method, coupled with a probabilistic risk assessment model, this paper proposed a methodology suitable for ecological risk assessment of pesticide residues for wetland ecosystems. As an important industrializing and ecologically vulnerable area in China, the Taihu Lake wetland was chosen for the case study. The risks of eight pesticides in Taihu Lake wetland were assessed, as single substances and in mixtures. The assessment indicates that risks of the representative species are not significant. In general, the herbicide is found to be more toxic for algae, whereas insecticides pose more risks to zooplankton, insect and fish. For each pesticide in the wetland, the ecological risk it poses is acceptable. But the combined ecological risk posed by mixture can harm more than 10% of species of the wetland ecosystem, mainly dominated by dichlorvos, dimethoate and malathion contributions. These results imply that pesticide residues have been posing pressures on the ecosystem of the Taihu Lake wetland. It is recommended that proper countermeasures should be implemented to reduce the risks.     

Acute toxicity of 30 pharmaceutically active compounds to freshwater planarians,Dugesia japonica

Pharmaceutically active compounds are produced worldwide and consumed in large quantities, so these chemicals are frequently detected in limnic environments posing potential ecological risks. Thirty pharmaceutically active compounds were selected for examination of their acute toxicity for freshwater planarians (Dugesia japonica). Among the 30 compounds tested, diclofenac, mefenamic acid, naproxen, propranolol HCl, and diphenhydramine HCl had a 48-h nominal LC₅₀ below10 mg L^?1, and for 18 chemicals, it exceeded 100 mg L^?1. The 96-h nominal LC₅₀ was below 10 mg L^?1 for diclofenac, mefenamic acid, naproxen, propranolol HCl, diltiazem HCl, diphenhydramine HCl, hydroxyzine HCl, and triprolidine HCl, and for 15 chemicals, it exceeded 100 mg L^?1. Among different therapeutic groups, analgesics were most toxic to planarians, and antibiotics were least toxic. Antihistamines and beta blockers varied in their acute toxicity to planarians. At the current environmental levels, none of the tested pharmaceutically active compounds may have acutely harmful impacts on aquatic invertebrates. To answer the question whether chronic, long-term exposure to pharmaceutically active compounds may entail ecological risks for aquatic ecosystems, further investigations with different end points in multiple species tests are needed.     

渤海北部典型芳香烃类化合物污染状况及生态风险评价

为探究渤海北部海上油气区及周边近岸海域典型芳香烃类化合物污染状况,2015年5月现场采集了32个站位的海水样品,针对7种苯系物(BTEX)和17种多环芳烃(PAHs)进行测定,并采用商值法和毒性当量法对污染物开展单一和联合生态风险评估。结果显示,研究海域海水中7种苯系物总含量范围为65.1～222.6 ng·L~(-1),以甲苯含量最高,表层含量略低于底层,油气区平均含量低于周边近岸,受到陆源污染输入的影响特征明显。表层海水中ΣPAHs含量范围为98.9～356.0 ng·L~(-1),平均值为184.5 ng·L~(-1),以低环芳烃占优势,总体处于中等水平,比值法判定该海域PAHs可能主要来源于石油及其加工产品。该海域海水中苯并(a)芘的风险商RQ值大于0.1,表现出低度风险,其余3种处于可接受水平。4种芳香烃类化合物联合生态风险等级为低度风险,对生态系统具有潜在的不利影响,但不同区域仍存在一定差异性,海上石油开采与陆源输入是影响该海域个别区域生态风险较高的重要因素。     

Organophosphate esters in sediment from Taihu Lake,China: Bridging the gap between riverine sources and lake sinks

• Eleven OPEs were detected in river sediment and lake sediment in Taihu Lake. • TnBP dominated in river sediment, while TBEP dominated in lake sediment. • A strong correlation existed between logK_oc and logK_ow of OPEs. • Vertical profiles of OPEs in sediment cores varied according to sampling location. Surface sediment samples from Taihu Lake in China and its inflow rivers, along with two lake sediment core samples, were collected and analyzed for organophosphate esters (OPEs). The concentrations of total OPEs varied from 28.60 ng/g to 158.72 ng/g (median: 54.25 ng/g) in river surface sediment and from 62.57 ng/g to 326.84 ng/g (median: 86.37 ng/g) in lake sediment. Tributyl phosphate (TnBP) was the predominant compound in river surface sediment, and tris(2-butoxyethyl) phosphate was predominant in lake sediment. High contamination occurred in the north-west region, which was related to the high level of urbanization and high usage of OPEs. The sediment–water partition coefficients of OPEs (logK_oc) were calculated, showing a significant correlation with logK_ow (p<0.05). The concentration and composition of OPEs in two sediment cores varied due to the different sampling locations, with more OPE species found in the northern region than in the southern one. Principal component analysis and positive matrix factorization indicated that sewage discharges, vehicle emissions, and atmospheric deposition were the possible sources of OPEs in Taihu Lake sediments. Tris(1-chloro-2-propyl) phosphate, tris(2-chloroethyl) phosphate, and TnBP were the main OPEs causing ecological risks.     

应用物种敏感性分布法对太湖沉积物中多环芳烃的生态风险分析

多环芳烃(PAHs)具有高的疏水性,在水体中优先分布于沉积物.采用物种敏感性分布法(SSDs法),依据水生生物慢性毒性数据计算5%物种危害浓度(HC5);并结合欧盟委员会风险评价技术导则(TGD)进而得到沉积物预测无效应浓度(PNEC-sed),以报道的太湖的沉积物中浓度数据作为预测环境浓度(PECsed);用商值法P...     

以污水流行病学监测广西某市12个污水处理厂服务区域精神活性物质的消耗量

精神活性物质滥用和使用量逐年递增正成为社会稳定、环境健康新的关注点。准确地估算某一地区这类化合物的消耗总量是管理这类物质的关键。本研究对中国广西某市12个污水处理厂(wastewater treatment plants,WWTPs)服务区域中的8种精神活性物质消耗量进行了调查。首先,采用固相萃取-液相色谱-串联质谱法测定了广西某市12个WWTPs进水中8种精神活性物质的浓度,检测到在<方法检测(method detection limit,MDL)至170.9 ng·L^-1范围内的5种精神活性物质。然后,依据污水流行病学(wastewater-based epidemiology,WBE)进行消耗量反算。结果表明,氯胺酮(ketamine,KET)、吗啡(morphine,MOR)、冰毒(methamphetamine,METH)、摇头丸(3,4-methylenedioxymethamphetamine,MDMA)是主要检出的精神活性物质,平均消耗量分别为682.4、167.8、44.6、11.3 mg·d^-1·1000inh^-1;而可卡因(cocaine,COC)、苯甲酰爱康宁(benzoylecgonine,BE)、甲卡西酮(methcathinone,MC)没有被检出。对WWTPs进水中精神活性物质的残留进行分析,估算这些物质在特定区域的消耗量,为防控风险提供支持。     

Mercury distribution,speciation and potential ecological risk assessment in sediments from Lake Taihu,China

Abstract

Twenty-one surface sediments collected from seven surroundings areas of Lake Taihu in two different years were analyzed for total mercury (THg) concentrations, physicochemical characteristics and speciation using a sequential extraction method to assess spatial distribution, sources, and potential ecological risk. Surface sediments from Lake Taihu contained elevated levels of Hg in two sampling years with THg levels ranging from 77 to 346?ng/g (mean 145?ng/g) in October 2010 and ranging from 122 to 573?ng/g (mean 266?ng/g) in November 2012, respectively. The mean THg concentrations in all studied surface sediments exhibited an increasing trend over time. The oxidizable fraction (F3) and residual fraction (F4) were the predominant Hg species in sediments, while more mobile Hg phases of acid-soluble fraction (F1) and reducible fraction (F2) made up less than 0.5% THg. Significant relationships were found between total organic carbon (TOC) and THg and geochemical speciation indicating an important role for organic matter in affecting distribution, mobility, and bioavailability of Hg in sediments. As evidenced by Hakanson’s potential risk index the total ecological risk of Hg was low in the entire Lake Taihu in 2010 but considered moderate in Zhushan Bay, West Coast, and Meiliang Bay in 2012. These findings provide conservation managers with information needed to more effectively regulate the environment of Lake Taihu.