汞矿区周边土壤重金属空间分布特征、污染与生态风险评价

为探明汞矿开采对周边土壤环境及人体健康的影响,在重庆市酉阳县某汞矿聚集区周边采集表层土壤组合样42件,分析了土壤中重金属（Cd、Hg、Pb、As、Cr、Cu、Zn和Ni）的含量及pH,对土壤重金属含量的空间分布特征、污染程度和生态风险进行了研究.结果显示,研究区土壤重金属表层富集明显,参照《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准（试行）》（GB15618-2018）发现,土壤Cd、Hg、Pb、As和Zn存在不同程度的超标现象.土壤存在一定程度的污染和生态风险,土壤重金属中度-重度污染和强生态风险区均分布在矿点周围,说明矿业活动对土壤环境的影响.土壤Cr、Cu和Ni含量可能受到母岩的风化和成土作用的影响,土壤Hg、Pb和Zn可能受到矿产开采等人为活动的影响,土壤Cd和As同时受到地质背景和人为活动的影响.重金属对成人的健康影响较小,对儿童造成健康风险的概率较大,土壤As是造成人体健康风险的主要贡献因子,8种重金属均以经口摄入途径的贡献率最高.汞矿的开采是造成研究区土壤污染及生态风险的主要原因.     

汞污染地块风险全生命周期管控技术体系研究

风险全周期管理是推进汞污染地块风险管控,有效实现地块安全可控的重要方式.在《关于汞的水俣公约》全球履约背景下,为有效提升汞污染地块的风险预防与管控能力,该文对汞污染地块风险管控技术体系进行了深入研究.在深入分析污染地块健康风险全生命周期特征的基础上,围绕地块风险源头-暴露途径-环境受体3个核心风险要素,并结合国内外技术研发与工程示范经验,构建出适用于此类污染地块的风险全周期分类管控技术体系.该体系根据土壤与地下水风险管控标准评价地块污染水平,并结合地块敏感目标和暴露途径等暴露情景对地块进行分类管控决策.通过对工程修复、风险管控、制度控制等进行多技术有机耦合,可实现对汞污染地块全方位、多角度、系统化的风险管理,即在风险产生、风险发展与风险消褪的各个环节,分别施以源头预防、过程控制及长期管理措施,有效遏制地块新增风险的基础上,实现污染地块风险的安全可控.该技术体系存在如下特征:1)基于风险的管理决策可以反映地块管理的科学内涵;2)分类风险管控策略可以有效节约成本,实现最大的管控净效益;3)以全生命周期管理为基本理念,实现“源头-过程-末端”的全流程风险控制.     

地表环境汞污染的生物修复技术及展望

汞（Hg）及其化合物是一类重要的全球污染物，环境中高浓度的汞会对生态系统和人类健康造成严重危害。《关于汞的水俣公约》正式生效后，汞生产量、使用量和排放量将得到有效控制。然而历史排放汞导致的污染问题依然会对自然环境造成长期的生态风险，因此在减排的同时也亟需开发、发展有效治理汞污染的方法。本文总结了汞污染生物修复的技术及应用原理，分析了基于生物修复原理运用合成生物学手段改造生物将其运用到汞污染修复的优势和潜力，最后探讨了汞污染合成生物学修复应重点关注的问题和前沿研究方向。     

石油污染物在土壤中的环境行为研究进展

土壤的石油污染问题已成为全球面临的重要环境问题之一.研究石油污染物在土壤中的环境行为,有助于准确了解其在环境中的归宿以及评价污染土壤对生态系统和人类健康的危害.本文综述了土壤中石油污染物的危害及其存在状态,全面分析了石油污染物在土壤中的吸附/解吸、挥发、渗滤及自然降解等环境行为,并提出了该研究领域存在的问题以及今后的发...     

Understanding the risks of mercury sulfide nanoparticles in the environment: Formation, presence, and environmental behaviors

Mercury (Hg) could be microbially methylated to the bioaccumulative neurotoxin methylmercury (MeHg), raising health concerns. Understanding the methylation of various Hg species is thus critical in predicting the MeHg risk. Among the known Hg species, mercury sulfide (HgS) is the largest Hg reservoir in the lithosphere and has long been considered to be highly inert. However, with advances in the analytical methods of nanoparticles, HgS nanoparticles (HgS NPs) have recently been detected in various environmental matrices or organisms. Furthermore, pioneering laboratory studies have reported the high bioavailability of HgS NPs. The formation, presence, and transformation (e.g., methylation) of HgS NPs are intricately related to several environmental factors, especially dissolved organic matter (DOM). The complexity of the behavior of HgS NPs and the heterogeneity of DOM prevent us from comprehensively understanding and predicting the risk of HgS NPs. To reveal the role of HgS NPs in Hg biogeochemical cycling, research needs should focus on the following aspects: the formation pathways, the presence, and the environmental behaviors of HgS NPs impacted by the dominant influential factor of DOM. We thus summarized the latest progress in these aspects and proposed future research priorities, e.g., developing the detection techniques of HgS NPs and probing HgS NPs in various matrices, further exploring the interactions between DOM and HgS NPs. Besides, as most of the previous studies were conducted in laboratories, our current knowledge should be further refreshed through field observations, which would help to gain better insights into predicting the Hg risks in natural environment.     

杀虫剂环境风险评价工作的进展与探讨

杀虫剂使用量大，使用范围广，对生态环境影响深刻，其种类繁多，特性各异，毒理性质，物化性质及残留降解性能均与健康风险和生态风险密切相关。用一般的风险方法评价难以涵盖其危害的方方面面。因此，杀虫剂环境风险评价是一项重要而紧迫的课题，本文从理论，方法及实际工作等方面介绍了国内外杀虫剂环境风险评价的进展情况，分析了其特点和存在的问题，提出了构建杀虫剂环境风险评价整体框架的设想。以便通过环境风险评价追踪和预测杀虫剂对人群健康和生态系统结构与功能的潜在影响，从根本上预防和控制杀虫剂对人体健康和生态环境造成的危害。     

大气颗粒态汞的粒径分布特征及风险评价——以天津城区样品为例

颗粒态汞在大气中停留时间短、易沉降,易对局地环境与人体健康造成危害,明确不同粒径颗粒态汞的分布,对进一步认知大气汞循环及环境归趋具有重要意义。本文讨论了2018年天津市四季大气颗粒态汞的粒径分布特征及季节性差异,判定了其可能来源,评估了其潜在生态和人体健康风险。结果表明,受初级排放源及活性气态汞的气-粒分配影响,颗粒态汞在PM_<0.5、PM_0.5～1粒径中明显富集,其环境健康危害一直被低估。大气颗粒态汞的平均浓度为181.1±97.2 pg/m³,冬季浓度较高,可能受人为排放量大、沉降率低、气-粒分配系数K_p与温度成反比因素控制。夏季浓度较低,除受清洁海相气团影响外,天气潮湿,汞的清除作用加大也是重要因素。颗粒态汞来源不同,冬季主要来源于北方燃煤供暖,春秋季与日常工业生产、车辆排放相关,夏季受自然源海相气团影响较大。尽管大气颗粒态汞通过呼吸给人体带来的健康风险较低,但细粒径风险值显著高于粗粒径,且其具有很强的生态环境危害,需要得到高度重视。     

人类活动对流域生态健康影响风险评估方法研究:以呼伦湖流域为例

随着社会经济的快速发展,我国多数流域受到了不同程度的人类活动影响,并导致了水体污染、生物多样性退化等一系列问题,流域生态系统健康已成为制约我国经济社会可持续发展的突出因素之一.因此,开展人类活动对流域生态健康影响风险评估方法研究具有重要意义,也将对我国未来流域生态环境保护及建设的决策指导起到重要的作用.该研究以旱寒区呼伦湖流域为研究对象,基于人类活动、生态格局、生态功能和生态压力等多个角度,通过构建科学合理的流域人类活动-生态系统评价指标体系,并结合交互风险评估矩阵,开展人类活动对流域生态健康影响风险评估.结果表明:①呼伦湖流域GDP和人口主要分布在海拉尔区和满洲里市周边,其他区域GDP强度和人口强度较低;②呼伦湖流域GDP强度指标有2个子流域分别处于40~60和60~80之间,人口强度指标有1个子流域处于60~80之间,2个子流域处于40~60之间,生态系统指标有8个子流域处于60~80之间,其余子流域均大于80;③呼伦湖流域32个子流域中,有30个子流域处于低风险状态,面积占全区域的98.62%,另有2个子流域处于中等风险状态,面积占全流域的1.38%,研究区域内无高风险子流域.研究显示,该研究提出的评估方法可以有效评估人类活动对流域生态健康影响的风险,有助于明确流域生态健康主要影响因素及系统变化的内在驱动机制,从而为流域尺度生态环境保护及可持续发展提供理论依据与技术支持.      

持久性、迁移性和潜在毒性化学品环境健康风险与控制研究现状及趋势分析

持久性、迁移性、毒性或高持久和高迁移性化学品(PMT/vPvM)在全球地表水、地下水和饮用水水体已被广泛检出,是未来可能显著影响人类健康和环境的一类重要新兴污染物.按照欧盟提议的鉴别标准,现有化学品中的PMT/vPvM数以千计,涉及用途广泛,包括三聚氰胺等数10种较高产量的工业化学品.PMT/vPvM可通过农田径流、工业废水和生活污水排入环境,污水处理厂目前被认为是其主要排放途径.因难以被现行常规水处理技术有效去除,PMT/vPvM可长期存在于城镇人居环境水循环系统中,危及居民饮用水及生态系统安全.欧盟已率先开始将PMT/vPvM专门纳入现行化学品风险管理体系中的优先范畴.目前,环境中仍有众多潜在PMT/vPvM,其监测方法亟待进一步完善,物质鉴定、类别范围及清单建立均尚需时日;PMT/vPvM在全球各地区的环境分布和暴露研究十分有限,其潜在、长期的生态毒性和人体健康危害效应研究较为匮乏.与此同时,替代品或替代技术以及污水处理、污染场地修复等环境工程治理技术的研究和开发,都将成为未来PMT/vPvM风险科学研究与管理决策的迫切需求.     

垃圾焚烧飞灰熔渣的健康风险评价与豁免管理

通过对垃圾焚烧飞灰在环境中迁移转化过程的分析,对取自上海的垃圾焚烧飞灰及其处理后的熔渣进行了健康风险评价.结果表明上海原灰对儿童与成人的暴露危险指数分别为84.79和38.76,远大于可接受的风险水平(1),因此上海原灰对人体健康有较大的非致癌风险;而经过高温熔融处理之后的飞灰熔渣对儿童与成人的暴露危险指数分别为0.160和0 073 3,危险指数在可接受的范围之内,对环境和人体健康造成的危害较小,可以进行豁免,可按照一般废物进行管理.     

兰州市耕地“五毒”重金属的风险评价与归因分析

耕地土壤的重金属有可能通过食物链网迁移转化危害生态环境和人体健康.目前,人们对兰州市耕地土壤重金属的生态环境和人体健康风险还不够清楚,从而影响对其有效管控.因此,以兰州市耕地表层土壤为研究对象,采用潜在生态风险危害指数评价As、Cd、Cr、Hg和Pb共5种重金属的生态环境风险,以USEPA提出的健康风险模型和推荐的标准评估其人体健康风险,用地理探测器探究风险空间分异的主要影响因子,以便为研究区重金属污染风险的精准管控提供科学依据.结果表明,研究区耕地表层土壤重金属对生态环境风险主要为中风险（65.25%）,少部分为低风险（13.80%）和高风险（20.95%）,低风险区主要位于永登县东南部、榆中县中部和北部以及皋兰县西南部;中等风险区在三县五区均有分布;高风险区位于永登县北和东南部、城关区南部、七里河东北部、西固区东部和榆中县中部.5种重金属不同暴露途径的非致癌与致癌风险均为：经口摄入>皮肤接触>呼吸摄入,总体上儿童高于成人.但是,"五毒"重金属的非致癌风险HI均小于1,表明它们对当地居民不存在不可接受的非致癌风险.As的致癌风险分别大于1×10^-5（儿童2.04×10^-5）和小于1×10^-4（成人1.91×10^-5）,说明其对当地居民存在可接受的中等致癌风险,且儿童的大于成人.地理探测器分析表明,采样季平均降水量对As和Cd人体健康风险空间分异的影响最大,GDP对Cr风险空间分异的影响最大,距铁路距离对Hg和Pb风险空间分异的影响最大;交互作用探测表明,各因子之间均为双因子增强,除主导因子起作用外,pH值、坡度和海拔高度等其它因子也会增强主导因子对耕地土壤重金属风险空间分异的影响程度.     

生活垃圾焚烧厂周边土壤汞污染特征及评价

生活垃圾焚烧汞污染排放问题一直受到广泛的关注,特别是汞在其周边环境土壤中沉积,可能影响环境和人体健康.以华北某生活垃圾焚烧厂为研究对象,对其周边土壤中汞的含量及分布特征进行了分析,并对土壤中汞的污染状况及对周边人群的健康风险进行了评价.土壤中汞的浓度范围为0.015~0.25 mg·kg-1,平均值为(0.088±0.064)mg·kg-1.土壤中汞的浓度明显受到了风向影响,在焚烧厂西北方向(下风向)上汞的浓度高于东南方向(上风向)上汞的浓度.通过克里格插值绘制的汞等浓度值线图进一步给出了汞在周边土壤中的空间分布特征,图中显示在焚烧厂的周边存在3个浓度相对较高的区域,分别位于焚烧厂的西北偏北、东北偏北、西南偏西方向.单项污染指数及地累积指数评价结果表明焚烧厂部分周边土壤样品受到了一定影响,但健康风险评价表明土壤汞未对当地人群造成健康危害.     

Occurrence, spatial distribution and ecological risks of antibiotics in soil in urban agglomeration

Antibiotics in soil environment are regarded as emerging pollutants and have introduced increasing risks to soil ecosystem and human health in rapid urbanization areas. Identifying the occurrence and spatial variability of antibiotics in soils is an urgent issue in sustaining soil security. In this study, antibiotics in soils were investigated and analyzed in Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration. The occurrence, spatial distribution, and related affecting factors of antibiotics in soils were identified and ecological risks of antibiotics in soil environment were assessed. Results showed that (1) The mean concentration of soil antibiotics in Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration was 21.79 µg/kg. Land use substantially affected the occurrence and concentration of antibiotics in soils. Concentrations of antibiotics in cropland and orchard soils were 2-3 times higher than the other land use types. (2) The concentrations of antibiotics in soils in Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration presented a spatial pattern of high values in southeast, and low values in northwest. Spatial variability of antibiotics in soils was closely related to the application of organic fertilizer and wastewater irrigation as well as topographical features. Furthermore, soil properties and land management policy had substantial influences on soil antibiotics, and soil heavy metals may aggravate the accumulation of antibiotics in soils. (3) Ecological risks assessment of antibiotics in soils demonstrated that erythromycin (ERY), sulfamethoxazole (SMX), and doxycycline (DOX) may introduce high risks to soil ecosystem health, and more attention should be paid to the areas with intensive human activities that had potential high risk to soil ecosystem health. This study suggests that scientific land and soil management should be considered to prevent soil antibiotic pollution and sustain soil security in urban agglomeration.     

生态系统服务冲突及权衡的研究进展

生态系统提供了人类生活所需的各种产品,支撑和维护人们赖以生存的生态环境。由于人类对自然生态系统认识不足和使用不当,各种生态系统服务之间出现了冲突矛盾,限制着彼此的发挥,因此,权衡不同生态系统服务之间的关系具有重要意义。文章首先分析了冲突权衡(trade-off)产生的原因、类型差异和研究意义,接下来总结了冲突权衡分析方法进展、应用情况、有待解决的问题和未来重点研究方向。尽管对于生态系统服务的认识,尤其是价值评估已经得到了充分研究,但是生态系统服务的冲突与权衡还处于起步阶段,文章总结了当前生态系统服务权衡的热点问题,包括主要的权衡分析方法以及应用领域,提出展望和建议。未来的研究重点在以下2个方面:第一,深入研究各服务相互关联的作用因子和作用机制;第二,如何综合运用已知条件和方法,构建一个科学合理的权衡模式。     

基于PSR模型的土地生态系统健康时空变化分析——以北京市平谷区为例

论文基于“压力-状态-响应”模型（PSR）和“活力-组织-弹性-功能”理论,以网格作为评价单元,评价了平谷区土地生态系统健康状况,并利用Moran指数测度了全局和局部的空间分异情况。研究结果显示,平谷区土地生态系统健康状况总体较好且相对稳定,1993、2011年平原区健康状况平均值分别为0.53和0.51,而丘陵山区则为0.62和0.65,丘陵山区显著优于平原地区。健康状况空间集聚程度增强,1993—2011年间平原区和丘陵山区的Moran指数分别由0.49和0.41升为0.61和0.46,表明平原病态区域集聚程度增加,而丘陵山区生态环境得到改善。作为北京市的应急水源地和生态涵养区,当前平谷区土地生态系统管理应着眼于三个重点区域：维持四座楼自然保护区周边生态系统健康,加强生态廊道建设,避免产生保护区“孤岛效应”;对于丘陵山区土地生态系统健康状况趋坏的区域,应协调经济发展与生态建设,维护关键性生态用地;对于健康状况较差的中心区域,应限制建设用地拓展,推行生态型土地整治,缓解土地生态系统压力。     

略论环保新热点——生态系统健康

健康的生态系统是人类赖以生存和发展的必要条件,维护与保持生态系统健康,是关系到人类前途和命运的重大课题。该文介绍了生态系统健康的概念、特征以及与生态学、社会经济和人类健康的关系,最后提出评价方法的框架。今后的目标是,在资源编目、风险评价、环境方案预测的基础上,建立生态系统健康的评价指标和相关工具,并可利用综合性方法,来预测生态系统的行为。     

Analysis of risk trade-off relationships between organic solvents and aqueous agents: case study of metal cleaning processes

When substance substitution is implemented to reduce the target risk of production processes, countervailing risks may occur. The goal of this study is to analyze the risk trade-off relationships between organic solvents and aqueous agents in the case study of metal cleaning processes. Global environmental impacts and local risks were evaluated for the eight scenarios by life cycle and risk assessments, respectively. The results show that the contribution of the processes using chlorinated solvents to photochemical ozone creation, human toxicity, ozone depletion, and ecotoxicity was larger than processes using aqueous detergents, while the contribution of aqueous processes to eutrophication was larger than chlorinated processes. Neighbors’ health risk around a cleaning site using chlorinated solvents was sufficiently small in all scenarios, whereas ecological risk due to surfactants which are contained in aqueous detergents and emitted to the local aquatic environment should be reduced. Cleansing agents and process facilities should be selected on the basis of the comprehensive analysis of risk trade-off relationships for feasible and cleaner production.     

Mercury accumulation and dynamics in montane forests along an elevation gradient in Southwest China

Understanding atmospheric mercury (Hg) accumulation in remote montane forests is critical to assess the Hg ecological risk to wildlife and human health. To quantify impacts of vegetation, climatic and topographic factors on Hg accumulation in montane forests, we assessed the Hg distribution and stoichiometric relations among Hg, carbon (C), and nitrogen (N) in four forest types along the elevation of Mt. Gongga. Our results show that Hg concentration in plant tissues follows the descending order of litter > leaf, bark > root > branch > bole wood, indicating the importance of atmospheric Hg uptake by foliage for Hg accumulation in plants. The foliar Hg/C (from 237.0 ± 171.4 to 56.8 ± 27.7 µg/kg) and Hg/N (from 7.5 ± 3.9 to 2.5 ± 1.2 mg/kg) both decrease along the elevation. These elevation gradients are caused by the heterogeneity of vegetation uptake of atmospheric Hg and the variation of atmospheric Hg° concentrations at different altitudes. Organic soil Hg accumulation is controlled by forest types, topographic and climatic factors, with the highest concentration in the mixed forest (244.9 ± 55.7 µg/kg) and the lowest value in the alpine forest (151.9 ± 44.5 µg/kg). Further analysis suggests that soil Hg is positively correlated to C (r² = 0.66) and N (r² = 0.57), and Hg/C and Hg/N both increase with the soil depth. These stoichiometric relations highlight the combined effects from environmental and climatic factors which mediating legacy Hg accumulation and selective Hg absorption during processes of organic soil mineralization.     

试论耿马县生态环境建设与保护

生态环境是人类生存和发展的基本条件,是经济、社会发展的基础。介绍了耿马县在生态环境建设与保护方面取得的明显成效,分析了存在的森林生态系统失衡、生物多样性受到破坏、水土流失、农业生态环境恶化、自然生态规律被打乱等问题及原因,提出了对策。     

铁矿周边地下水金属元素分布及健康风险评价

以崇左市红阳村、两岸村、亭乐村和孔甲村所在地为研究区域,对该区域内某铁矿周边30个地下水样品中12种金属元素（Hg、Mn、Fe、Al、Zn、Ni、As、Pb、Cr、Cd、Co、Cu）进行测定和分析,运用多元统计的方法和健康风险评价模型研究了地下水金属元素的分布特征及其引起的健康风险.结果表明,地下水中Zn和Fe平均浓度（250.32,103.96μg/L）较高,Hg、Mn、Fe、Al和Zn超过了《地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）规定的Ⅲ类标准限值.Fe、Mn、Al高浓度主要分布在红阳村和亭乐村,Zn、Hg高浓度主要分布在红阳村和两岸村.多元统计分析表明,Fe、Mn、Al、Pb、As、Co元素主要来源于铁矿开采,Cu、Zn、Cr、Ni元素主要与铅锌矿的开采与区域地质背景有关,Hg主要来源于本底值及糖厂和造纸厂等企业污染,Cd主要来源于自然源.健康风险评价表明,两岸村地下水金属元素引起的健康总风险（8.82×10^-5a^-1）最高,儿童健康总风险大于成人,经饮水途径引起的健康风险比皮肤接触途径高2~3个数量级,Cr的致癌风险接近或高于最大可接受风险水平5.0×10^-5a^-1,非致癌风险水平在10^-14~10^-9a^-1,低于最大可接受风险水平4~9个数量级.