城市景观娱乐水体微生物风险评价

随着城市居民亲水娱乐活动日益增加,开展景观娱乐水体微生物风险评价,并以此为基础开展有效的风险管理,对于人口密集的城市区域尤为重要.以我国南方某城市3个典型景观娱乐水体为案例,采用定量微生物风险评价的方法框架,综合运用水质监测、社会调查、文献调研等方法开展暴露评价,并由此开展基于粪大肠菌(FC)、大肠埃希氏菌(EC)和肠球菌(ENT)的多微生物指标人体健康风险评价.结果表明,基于FC、EC和ENT的多指标微生物风险评价结果具有一定的一致性和可比性;位于城市居住区的B河段不宜作为人体直接或非直接接触的娱乐水体,其对公众健康的风险主要来源于用作家庭杂用水;位于城市公共开放空间的C河段和风景旅游区的E湖可以满足现有的景观娱乐功能要求,其对公众健康的风险主要来源于各种休闲娱乐活动;应重视与城市景观娱乐水体功能不匹配的无序利用(如作为家庭杂用水)对公众健康的风险.     

再生水补给型景观水体微生物健康风险评价——以圆明园为例

再生水作为景观水体的非常规补给水源被全球各个国家广泛使用,而其内病原微生物的存在可能会通过不同传输途径对人体健康产生一定的威胁.因此,本文以粪大肠菌群(Fecal Coliform,FC)、大肠杆菌(Escherichia coli,EC)、肠球菌(Enterococcus,ENT)为研究对象,系统调查了圆明园景观水体...     

基于微生物生物完整性指数的城市河道生态系统健康评价

生物完整性指数(index of biotic integrity,IBI)已被广泛运用于河流生态系统的健康评价.然而,目前基于微生物的IBI评价方法很少,针对城市河道的相关研究更是缺乏.本研究采用Illumina高通量测序技术,对浙江省内5条城市河道的微生物群落多样性及组成进行了分析.通过典型相关分析(canonical correlation analyses,CCA)和Spearman相关性分析水质对微生物组成的影响,明确受水质变化影响显著的微生物类群,与特定功能菌群一并作为备选指标.对备选指标进行分布范围、判别能力及Pearson相关性分析,筛选出香农多样性指数、微生物分类单元数、疣微菌门相对丰度、绿菌门相对丰度和分支杆菌属相对丰度等参数指标,初步构建了适合浙江城市河道的微生物生物完整性指数(microbiome index of biotic integrity,M-IBI)指标体系.采用比值法对生物指标计分,评价结果显示:总计22个样点中,9个样点为"健康"等级,占总样点的40. 9%;10个样点为"亚健康"等级,占总样点的45. 5%; 2个样点为"一般"等级,占总样点的9. 1%; 1个样点为"较差"等级,占总样点的4. 5%.各采样点M-IBI值可有效反映水体受干扰程度,且与水质状况基本吻合(R=0. 753,P 0. 01),表明M-IBI可以较合理地评价城市河道生态系统健康状况.     

夏威夷Kanaha海滩微生物定量风险评价

随着娱乐场所导致的介水传播疾病(Recreational Waterborne Illness,RWI)风险的日渐上升,控制海滩环境污染引起的肠胃道疾病(Gastrointestinal Illness,GI Illness)并提出有效的风险管理措施具有实践意义。近来,基于肠球菌(Enterococci,ENT)指标的定量微生物风险评价方法(QMRA)被应用来评估肠胃道疾病引起的潜在海滩公众健康风险。文章根据Kanaha海滩的潜在污染源,环境灭活率,当地的规章限制以及暴露对象的接触程度和敏感度进行了公众健康风险评估分析。结果表明,在污染事件发生后,通过及时的规章限制减少公众进行海滩娱乐活动可以有效地降低患病风险。     

水体病原微生物定量风险评价:历史、现状与发展趋势

环境风险评价是成型于1970年代的多学科交叉新兴领域,为环境风险管理提供决策的科学依据.环境风险评价研究的发展经历以意外事故为风险源的事故风险评价,以化学品为风险源和人体健康为风险受体的健康风险评价,以生态系统为风险受体的生态风险评价.以微生物污染为风险源和人体健康为风险受体的定量微生物风险评价(QMRA)也于1990年代开始发展.QMRA确定微生物的摄入量及其对人体产生不良作用概率之间关系的数学描述.作为一种前沿的微生物健康风险评估手段,QMRA为公共卫生政策和标准制定、采取可行的健康干预决策提供有力支撑,已被美国、加拿大、荷兰、澳大利亚等多个国家应用于环境管理.本文梳理了环境风险评价的发展历史,系统详细综述水媒传播病原微生物定量风险评价的研究与应用,同时指出当前QMRA面临的问题并提出针对性的建议.     

基于微生物完整性指数的河流健康评价 ——以无锡市为例

生物完整性指数（Index of biotic integrity,IBI）被广泛运用于河流的健康评价.然而,随着人类活动对河流影响的增加,传统指示生物多样性的损失降低了评价的准确性.在高度受影响的水体环境中,微生物群落被证明是更敏感的生态健康指标.本研究采用Illumina高通量测序技术,于2018年冬季和2019年春季对无锡市境内8条河流的微生物群落组成进行了分析,从群落组成/相对丰度、丰富度/多样性、敏感性/耐受性3个角度确定了候选指标.并对传统的核心指标筛选方法进行了改进,通过差异性分析、箱线图检验、Speraman相关性分析,建立了冬、春两季的微生物生物完整性指标框架.评价结果表明,M-IBI能有效区分不同程度的受损位点,且与水质状况和物理生境存在显著的相关性.总体而言,M-IBI为城市河流生态状况提供了一种新的评价工具.     

微生物定量风险评价

微生物定量风险评价是一种以定量的方式评价人暴露病原微生物后发生健康不良风险的可能性,它包括危害识别、危害表征、剂量-反应评价、暴露评价和风险表征。通过危害识别和危害表征识别和量化病原因子后,利用剂量-反应评价确定病原暴露水平(剂量)与相应健康不良结果的严重程度和发生频度(反应)之间的关系。在剂量-反应评价中,指数模型和β-泊松模型是最常用的剂量-反应模型。风险表征是在整合危害识别、危害表征、剂量-反应评价和暴露评价的基础上,利用静态微生物风险评价模型或动态微生物风险评价模型定量估计在特定暴露条件下相关人群发生不良影响的可能性和严重程度,包括伴随的不确定性。微生物定量风险评价有助于理解和管理病原危害,获得的定量信息能更好地确定病原微生物风险的大小,权衡和改进病原风险控制措施。文章评述了微生物定量风险评价过程和模型,并以三峡库区万州饮用水隐孢子虫风险为例介绍如何实施微生物定量风险评价,期望为我国微生物定量风险评价研究提供有益的参考。     

1980—2010年温榆河的水环境质量时空演变特征

以温榆河流域的主要超标污染物 COD 和氨氮为研究对象,通过历史数据和现场调查,系统研究了1980—2010年间温榆河的水环境质量时空演变特征.结果表明,温榆河流域水环境质量经历了清洁-污染-重度污染-污染遏制的过程,但水质现状均不达标;温榆河流域水环境质量好坏依次是上段>下段,温榆河>坝河>清河,并且Pearson相关分析表明,温榆河下段COD和NH+4-N浓度主要受清河影响;温榆河流域COD污染逐步遏制(超标倍数<1)、NH+4-N污染凸显(超标倍数8～20),耗氧物质处于从COD为主向NH+4-N为主转换的阶段;支流清河和坝河不仅是温榆河干流入河污染负荷的首要输入途径,而且支流上污水集中处理设施的排水是温榆河干流的首要补给来源(70.1%),其运行状况与升级改造对改善温榆河水环境质量至关重要.     

城市地表水中肠道病原微生物与粪便污染指示菌的关系研究

本研究选择肠道病毒、伤寒沙门氏菌、志贺氏菌、大肠埃希氏菌作为城市水体中典型的肠道病原微生物,分别建立起相应的实时荧光定量PCR检测方法.对水源水、景观娱乐用水以及城市河流样品进行长期监测,考察典型肠道病原微生物的分布特征和变化规律.肠道病毒在各地表水体中都有检出,浓度大都在103copy·L-1以下.大肠埃希氏菌的含量在保护良好的水体和接纳城市污水的水体中有明显差别,而伤寒沙门氏菌和志贺氏菌通常出现在受粪便污染较重的水体中.统计学的分析结果显示各种水体中的肠道病原微生物检出浓度均符合对数正态分布规律.粪便污染指示菌与肠道病毒之间不存在显著的相关性,但却能在一定程度上反映典型肠道病原菌的存在情况.在大肠菌群或粪大肠菌群浓度为104CFU·L-1以上的样品中,伤寒沙门氏菌、志贺氏菌具有较高的阳性率.     

某污染场地地下水石油烃的健康风险评估及其微生物群落分析

有机污染场地地下水石油烃污染问题较为普遍,对周边环境和人体健康造成一定影响. 为探究污染场地地下水环境中石油烃含量、健康风险及其与微生物群落分布关系,对天津市某污染场地地下水石油烃开展健康风险评估调查,使用气相色谱法分析石油烃浓度,利用污染场地健康与环境风险评估软件进行健康风险评估,利用高通量测序技术进行地下水微生物群落特征分析. 结果表明:①5个监测井的石油烃污染情况有显著差异,A1～A4监测井石油烃浓度较低,健康风险处于可接受水平;A5监测井石油烃浓度是其他4个监测井的60～100倍,总石油烃危害商为44.990,为可接受值的45倍,健康风险较高. ②4个监测井地下水中均含有变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes),说明这两种细菌对石油烃污染有一定耐受能力. A5监测井细菌Chao指数和Shannon-Wiener指数最高,说明细菌多样性和丰富度最高,且该监测井变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)绝对丰度均较高,说明一定浓度石油烃的存在会促进具有降解石油烃功能的细菌生长. 研究显示,一定浓度石油烃的存在使石油烃降解菌绝对丰度增加,从而增加了对石油烃的降解能力,增强了石油烃的自然衰减能力,有利于降低人体健康风险.      

2009-2019年温榆河指示微生物时空演变特征研究

温榆河是北京市城区主要的防洪和排水河道,具有以非常规水源补给为主的特点.选取FC、EC、ENT和SC等指示微生物指标和COD、氨氮等水质指标,系统分析2009-2019年温榆河流域指示微生物浓度时空变化与汛期对指示微生物浓度的影响及其影响因素.研究结果表明10年间温榆河流域在经过一系列治理措施后水环境质量明显改善,CO...     

北京市温榆河沉积物的重金属污染风险评价

河流沉积物是水环境的基本组成部分,其重金属含量常被作为水环境质量的重要指标之一.本研究探讨了北京市温榆河流域沉积物中重金属的累积特征,并采用沉积物富集系数、H(a)kanson潜在生态风险指数等方法评估了几种重金属的环境风险,简要分析了其主要来源.研究结果表明,温榆河流域沉积物中Ni和Cd的含量分别为19.9～41.4 mg·kg-1和1.19～1.67 mg·kg-1,其值介于LE-L值(最低效应水平)与SE-L值(严重效应水平)之间.根据SQG标准,温榆河表层沉积物中的重金属含量处于中度污染水平,可能会对水域生物产生一定的负面影响;而高毒元素As的含量已非常接近LE-L值,应成为下一步重点防控的对象.采用沉积物富集系数法分析,发现80%以上的样点出现了重金属的富集,且毒性强的重金属As、Cd的富集累积较为严重,根据Fe与重金属含量间的相关性,可知沉积物中Zn、Cu、Cr主要为天然地球化学来源,而Cd、As、Ni则主要来源于人为污染.以北京市土壤背景值作为参比进行分析,发现各取样点的表层沉积物均呈现出强至极强的生态风险,参与评价的5种重金属生态风险由强到弱的顺序依次为Cd、As、Cu、Cr、Zn.     

基于生态系统水平的河流风险评价

现有的生态风险评价方法主要围绕特定物质或特定受体,难以用于以生态系统为对象的管理.本研究依照系统生态学与复杂系统的理论概念,采取以“生态系统服务”作为生态系统水平的风险评价终点的做法,通过量化外界压力与生态系统服务的“压力-响应”模式,建立了基于生态系统水平的生态风险评价方法,并以黄河为案例说明这一方法的应用.结果显示,黄河生态系统的保护需要重点关注中下游河段,主要的风险源为城市和农业面源,需要重点保护生境及生物类目标.结果表明所建立的评价方法可为促进基于生态系统的河流管理提供技术支持.     

基于LUCC的陕西渭北旱塬区景观生态风险评价

基于土地利用/土地覆被变化构建景观生态风险评价模型,评价了渭北旱塬区1980～2018年的生态风险状况.结果表明,随着城镇快速扩张,土地开发利用强度加大,各土地利用类型发生了不同程度的变化,其中,耕地减少量最多,共减少了636.36km2,建设用地增加量最大,共增加了496.17km2;受人口增长和退耕还林、还草政策实...     

基于改进蒙特卡罗方法的再生水回用健康风险评价

传统的健康风险评价主要是进行单值点计算的确定性评价,为了解决再生水回用对人体健康风险影响的不确定性,利用Logistic混沌系统方法来产生可靠、简单、高效的随机数,进而改进传统蒙特卡罗方法中利用线性同余产生随机数的方法,以提高随机数输入的可靠性程度,最终提出了一种基于改进蒙特卡罗算法的再生水回用健康风险评价方法.最后,以西安市某污水处理厂再生水中的风险指标(As、Cd、Cr、Mn、Pb和Zn)为研究对象进行蒙特卡罗模拟计算.结果表明,各指标满足终生可接受风险水平的概率分别为97.25%、93.48%、97.86%、98.69%、97.13%和96.38%,影响各指标进入人体的单位体重日均暴露剂量和终生风险水平的主要因素为污染物浓度和胃肠吸收因子.研究结果可为再生水回用的不确定性健康风险评价提供一定的依据.     

东江流域典型乡镇饮用水源地有机污染物健康风险评价

为阐明东江流域典型乡镇饮用水源地有机污染物的分布特征与风险水平,对研究区域内9个区县45个水样中的常规水质指标和有机氯农药、有机磷农药、邻苯二甲酸酯、多环芳烃、多氯联苯、挥发性有机物共6大类有机污染物进行了检测分析.应用美国环保局推荐的环境健康风险评价模型,对不同类型的水源地进行了健康风险评价.结果表明,研究区域有机污染物的致癌风险水平相对较高,成人和儿童的饮水致癌风险最高分别达到了1.17×10-5.a-1和2.19×10-5.a-1;研究区域的非致癌风险较低,均在推荐的可接受范围内.不同类型水源地有机物致癌风险排序为江河>水库>山泉>地下水.研究区域有机污染物健康风险主要来源于六六六、二氯甲烷、氯丁二烯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯和多环芳烃,需要重点控制管理.     

基于人体可给性的重金属污染场地健康风险评价

《国家环境与健康行动计划》(2007—2015)文件指出要提高环境与健康风险评估能力。将基于体外模拟实验的人体可给性应用于污染场地健康风险评估,能够一定程度克服以污染物总量为基准进行风险核算的保守性问题。本研究利用相对可利用度修正毒性参数(经口参考剂量、经口致癌斜率),并对其合理性进行了分析,同时推导了筛选值和致癌风险值/危害商的计算公式。建议:(1)建立符合不同土壤类型的人体可给性方法;(2)建立基于关键影响因子的人体可给性预测模型和基于人体可给性的相对可利用度预测模型;(3)优化健康风险评价计算模型。旨在权衡"污染场地再利用"经济效益和人体健康的关系,完善重金属污染场的健康风险评价体系。     

危险废物填埋处置的地下水环境健康风险评价

基于美国EPACMTP模型和健康风险评价模型,建立了一种危险废物填埋处置地下水环境健康风险评价方法.在此基础上,以电镀污泥为例,评价了其进入危险废物填埋场和一般工业固体废物填埋场处置的地下水环境健康风险,以验证该方法的有效性.结果表明,该方法需要参数少且计算简单;电镀污泥中的污染组分(Ni、Mn和Cr6+)进入危险废物填埋场和一般工业固体废物填埋场中处置所引起的目标敏感点处的地下水环境健康非致癌风险分别为10.20×10-4和0.81×10-1,两者均小于美国标准中非致癌的可接受风险水平(1.00),表明该电镀污泥进入上述填埋场引起的地下水环境健康风险不明显;就该电镀污泥填埋处置对目标敏感点处产生的地下水环境健康风险而言,其可以进入一般工业固体废物填埋场处置.