内分泌干扰物壬基酚在环境中迁移转化的研究进展

作为一种内分泌干扰物,壬基酚(Nonylphenol,NP)是壬基酚聚氧乙烯醚(NPnEO)的主要降解产物,具有高亲脂性、难降解性、生物累积性和高毒性.全面了解NP在环境中的迁移转化规律是对其进行科学的风险评价的基础.本文归纳和分析了近几年国内外学者有关NP在环境中的分布情况及其迁移转化的研究动态,从来源、分布及其在环境中主要的迁移转化过程和机理等方面分别论述了内分泌干扰物壬基酚在环境中的行为,重点讨论了NP在沉积物和土壤中的吸附-解吸和生物降解的机理及影响因素,最后指出了今后的主要研究方向.     

多溴联苯醚在环境中迁移转化的研究进展

多溴联苯醚(Polybrominated Diphenyl Ethers,PBDEs)是全球广泛使用的一种添加型溴代阻燃剂,具有高亲脂性、难降解性、生物累积性和高毒性.全面了解PBDEs在环境的迁移转化规律是对其进行科学的风险评价的基础.归纳和分析了近几年国内外学者有关PBDEs在不同环境介质中的分布情况及其迁移转化的研究动态,并重点讨论了光解和生物降解的机理、产物和影响因素.结果表明,大气中以气态的低溴代联苯醚为主,具有较强的长距离迁移能力,而BDE-209等高溴代联苯醚则主要吸附在气溶胶颗粒物上,迁移能力有限;PBDEs在水中的浓度较低,主要在沉积物和生物体的脂肪中累积,并通过食物链的放大作用使处于食物链顶端的生物受到毒害.光解和生物降解是PBDEs在环境中转化的主要途径,在空气中和浅层水中以光解为主,而在深层水和沉积物中生物降解占主导.文章最后指出了今后的主要研究方向.     

石墨烯类纳米材料作为药物载体的研究进展及其潜在风险

石墨烯作为一种新兴的二维碳纳米材料,近年来受到了医学领域科学家的高度关注。由于石墨烯类纳米材料具有较大的比表面积,易于表面修饰等优点,目前在药物载体方面的研究发展迅速。随着纳米技术的发展,除了氧化石墨烯外,进一步将还原氧化石墨烯、石墨烯量子点、石墨烯纳米带等石墨烯类纳米材料作为药物载体应用到医学领域。本文综述了石墨烯类纳米材料作为药物载体在医学领域的研究进展,并从石墨烯类纳米材料的相关毒性研究角度,提醒了人们负载药物前后石墨烯类纳米材料的迁移规律对其潜在风险研究的重要性。     

纳米Ag粒子在我国主要类型土壤中的迁移转化过程与环境效应

随着纳米技术的快速发展,纳米材料进入环境并不断累积,因此开展纳米材料的环境安全性研究具有重要意义.纳米银(Ag NP)是目前应用最广泛的人工纳米材料之一.本课题组拟以Ag NP为研究对象,系统研究其在我国主要类型土壤中的迁移、转化过程及其生态环境效应;基于同步辐射技术、同位素技术和量子化学计算等方法,揭示Ag NP与土壤中主要矿物或有机质之间的相互作用规律;探明Ag NP对土壤中微生物、动物和植物的致毒过程及其作用机制;发展Ag NP在土壤中迁移的数学模型,预测其在土壤中的迁移、滞留通量进而评价其淋溶风险,为Ag NP的安全利用提供重要理论基础和技术支撑.     

有机磷酸酯阻燃剂的环境暴露与迁移转化研究进展

有机磷酸酯(organophosphate esters,OPEs)是目前被广泛使用的阻燃剂添加成份,其具有神经、生殖、基因等生物毒性,且具有致癌性。作为新一类污染物,有机磷酸酯在环境中越来越多的释放引起了环境研究者的关注。文章综述了OPEs在水体、土壤、空气和生物体中的暴露浓度,并介绍了OPEs在环境中的各种迁移转化途径。目前针对OPEs的环境暴露研究仍十分有限,需要更全面调查其在多环境介质中的暴露状况以综合评价其生态风险。OPEs的多种迁移途径已得到证实,但相关物理化学转化和生物转化机制研究尚不完整。最后对OPEs的进一步研究提出了展望,以期促进我国OPEs的生态风险研究。     

纳米银的迁移转化对环境微生物毒性的影响

纳米银(AgNPs)因其优越的抗菌、导电、催化等性能,被广泛应用于工业领域和日常生活中,成为当前产量和用量最高的纳米材料之一。但纳米银产品在生产、运输、洗涤、侵蚀、废弃的过程中,不可避免地会被释放到自然环境中。在复杂环境因素影响下,纳米银本身的赋存状态发生转化,并对生态环境构成严重威胁。因此,探究纳米银在环境中的迁移转化过程及其对生态环境的潜在风险成为相关领域的研究热点。针对纳米银研究现状中存在的不足,综述了天然有机质、pH值、溶解氧、离子强度、光照等环境因素对纳米银迁移转化行为以及其对微生物毒性效应的影响,并进一步深入探讨了纳米银的毒理机制,旨在为纳米银的环境行为特征研究以及风险评估提供理论基础。     

镉在土壤-植物系统中的迁移转化及其影响因素

重金属镉(Cd)被列为环境污染物中最危险的五种物质之一。因其极易通过食物链在人体内积累并危害人体健康的特性，环境Cd污染尤其是土壤系统的Cd污染已成为国内外环境污染研究的热点，Cd在土壤一植物系统中迁移转化规律备受关注。本文概述了国内外土壤Cd污染研究现状；在已有研究的基础上，总结并阐述了影响Cd在土壤一植物系统中迁移转化的几个重要因素：土壤基本理化性质(pH值、有机质等)、Zn元素、P元素、陪伴阴离子Cl^-和SO4^2-，其中包括尚未被普遍认识的P元素和陪伴阴离子Cl^-和SO4^2-；并详细论述了各因子对Cd在土壤一植物系统中迁移转化的影响及其可能机理。     

溶解性有机质在红壤水稻土碳氮转化中的作用

溶解性有机质(DOM)是土壤中活跃的C、N库,在土壤有机质分解转化等过程中有着重要的作用。但其在水田土壤C、N转化过程中究竟起多大作用仍不明确。本研究采用室内恒温培养法观测了DOM和红壤水稻土C、N矿化的关系。结果表明,去除DOM显著降低了培养期间土壤有机质的累计矿化量。其中土壤有机碳的累计矿化量下降了11.4%～20.8%(平均15.4%),且其影响主要体现在培养前期;土壤有机氮的累计矿化量下降了16.4～22.9%(平均19.2%)。研究结果初步表明,虽然DOM只占土壤有机质的很少一部分,但在红壤水稻土C、N矿化中起重要作用。     

环境微塑料的迁移转化及生态毒理学研究进展

微塑料作为一种持久性污染物,对生态环境和人类健康会产生不良的影响,近年来引起国内外的高度关注.本文对环境微塑料的形态、来源、分布特征、迁移转化、生态毒性以及作用机制进行了系统归纳和评述.环境微塑料主要来源于塑料垃圾、个人洗护品、清洁用品和化妆品等.海洋环境中微塑料的分布已呈全球化趋势,近岸、大洋、深海和极地都有微塑料的...     

稀土元素在土壤中迁移、转化模型的建立及验证

建立了稀土在褐土土壤中迁移、转化模型，定量评价稀土在土壤中的迁移、转化过程。模型包括土壤中稀土化学热力学平衡体系、土壤水分物理形状和土壤剖面的稀土通量。在中国农业大学内进行了田间实验，对模型进行了验证，模拟值与实测值能很好的拟合。     

Applications of nanomaterials in water treatment and environmental remediation

Nanotechnology has revolutionized plethora of scientific and technological fields; environmental safety is no exception. One of the most promising and well- developed environmental applications of nanotechnology has been in water remediation and treatment where different nanomaterials can help purify water through different mechanisms including adsorption of heavy metals and other pollutants, removal and inactivation of patho- gens and transformation of toxic materials into less toxic compounds. For this purpose, nanomaterials have been produced in different shapes, integrated into various composites and functionalized with active components. Nanomaterials have also been incorporated in nanostructured catalytic membranes which can in turn help enhance water treatment. In this article, we have provided a succinct review of the most common and popular nanomaterials （titania, carbon nanotubes （CNTs）, zero-valent iron, dendrimers and silver nanomaterials） which are currently used in environmental remediation and particularly in water purification. The catalytic properties and functionalities of the mentioned materials have also been discussed.     

Interaction of carbonaceous nanomaterials with wastewater biomass

Increasing production and use of carbonaceous nanomaterials (NMs) will increase their release to the sewer system and to municipal wastewater treatment plants. There is little quantitative knowledge on the removal of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs), graphene oxide (GO), or few-layer graphene (FLG) from wastewater into the wastewater biomass. As such, we investigated the quantification of GO and MWCNTs by UV-Vis spectrophotometry, and FLG using programmable thermal analysis (PTA), respectively. We further explored the removal of pristine and oxidized MWCNTs (O-MWCNTs), GO, and FLG in a biomass suspension. At least 96% of pristine and O-MWCNTs were removed from the water phase through aggregation and 30-min settling in presence or absence of biomass with an initial MWCNT concentration of 25 mg·L⁻¹. Only 65% of GO was removed with biomass concentration at or above 1,000 mg·L⁻¹ as total suspended solids (TSS) with the initial GO concentration of 25 mg·L⁻¹. As UV-Vis spectrophotometry does not work well on quantification of FLG, we studied the removal of FLG at a lower biomass concentration (50 mg TSS·L⁻¹) using PTA, which showed a 16% removal of FLG with an initial concentration of 1 mg·L⁻¹. The removal data for GO and FLG were fitted using the Freundlich equation (R² = 0.55, 0.94, respectively). The data presented in this study for carbonaceous NM removal from wastewater provides quantitative information for environmental exposure modeling and life cycle assessment.     

环境因素对干旱-半干旱区城市银杏叶片碳同位素组成的影响

影响植物碳同位素组成的环境因素较多,在环境参数越复杂的地区控制因素则越多。城市环境相对于自然环境来说,不仅气象因素对植物同位素组成有较大的影响,而且,城市环境中人为因素如大气污染物、城市建筑等均可以影响植物的碳同位素组成。根据对兰州市校园中银杏（Ginkgo biloba）各向叶片生长期（四月至十月）的碳同位素组成分析,了解影响叶片同位素组成的环境参数特征,通过CANOCO统计分析确定各参数之间的相关性。分析表明,城市中大气污染物质量浓度的变化对植物同位素组成的影响较大（两者的相关性为r=0.550）,降水、光照、温度等也是影响植物碳同位素组成的重要因素。由于受到各个环境因素的综合影响,除有效湿度（两者的相关性为r=0.761）外,其它各种因素与叶片碳同位素组成之间的相关性并不强。而环境参数对植物叶片碳同位素组成影响主要由叶片气孔的开闭进行。     

冻融作用对土壤磷素迁移转化影响研究进展

磷素是生态系统中重要的生源要素之一,其在土壤中的丰缺变化制约着植物的生长状况,寒冷地区土壤的结构与理化性质常年受到冻结和融化的周期性影响,而冻融作用又强烈的影响着土壤磷的迁移转化途径,磷的生物地球化学行为是生态系统初级生产力的决定因素之一。系统的归纳分析了近年来国内外关于土壤吸附作用、土壤含水率以及土壤生物对磷素迁移转化过程影响的研究报道,主要研究结论认为：（1）冻融循环导致土壤颗粒粒径变小以及铁铝化合物形态改变,进而影响了磷在冻融土壤上的吸附行为;（2）土壤水在冻融作用下的固液相转换改变了土壤浸提液中磷的含量,而土壤含水率的高低与磷在土壤中的汇聚和释放存在密切关系;（3）土壤微生物和植物体内的磷在冻融过程中成为土壤中有机磷的主要来源之一。众多研究结果显示,同一制约因素在冻融作用驱动下对土壤磷的影响效果各不相同,这是因为冻融过程中土壤成分、水分含量、冻融时间、循环次数、植被类型和微生物状况等条件共同影响着磷的迁移转化行为,众多相互关联的因子产生的综合效应导致磷在冻融土壤中的迁移转化行为各异。总结分析当前的研究成果,提出冻融作用对土壤磷的影响应在土壤景观尺度、研究方法和手段、预防和治理措施方面进行深入的研究和探索。     

城市环境熵模型的建立及其在城市化环境影响评价研究中的应用

城市化是20世纪以来的一个全球性进程,与此同时,城市化对环境的影响也日益明显,并逐渐成为社会各界关注的焦点之一。文章在简单介绍热力学原理的基础理论、城市化概念特别是城市化对环境影响的基础上,从系统的角度深入分析了城市化对环境的影响与热力学熵原理的相似性。由此提出在城市化环境影响评价研究中借鉴热力学方法,提出了城市化环境影响评价的新概念和新方法——"城市环境熵"模型。最后,以珠江三角洲经济区城市化河水质量影响评价为例,运用"城市环境熵"模型进行了具体计算,结果表明,用此模型的评价结果与用均值化综合污染指数法的评价结果基本一致,相对误差为6.67%。可以认为用城市环境熵模型法来评价城市化对城市环境的影响是可行的。     

Applications of hollow nanomaterials in environmental remediation and monitoring: A review

Hollow nanomaterials have attracted significant attention because of their high chemical and thermal stability, high specific surface area, high porosity, low density, and good biocompatibility. These state-of-the-art nanomaterials have been shown to efficiently adsorb heavy metals, and volatile hazardous substances, photodegrade persistent organic pollutants, and other compounds, and inactivate bacteria. Such properties have enabled the use of these materials for environmental remediation, such as in water/wastewater treatment, soil remediation, air purification, and substance monitoring, etc. Hollow nanomaterials showed higher photocatalytic activity than those without hollow structure owing to their high active surface area, reduced diffusion resistance, and improved accessibility. And, the Doping method could improve the photocatalytic performance of hollow nanomaterials further under visible light. Moreover, the synthetic mechanisms and methods of these materials are important because their size and morphology help to determine their precise properties. This article reviews the environmental applications and potential risks of these materials, in addition to their syntheses. Finally, an outlook into the development of these materials is provided.     

The role of black carbon as a catalyst for environmental redox transformation

Black carbon (BC) is an important class of geosorbents that control the fate and transport of organic pollutants in soil and sediment. We previously demonstrated a new role of BC as an electron transfer mediator in the abiotic reduction of nitroaromatic and nitramine compounds by Oh and Chiu (Environ Sci Technol 43:6983-6988, 2009). We proposed that BC can catalyze the reduction of nitro compounds because it contains microscopic graphitic (graphene) domains, which facilitate both sorption and electron transfer. In this study, we assessed the ability of different types of BC--graphite, activated carbon, and diesel soot--to mediate the reduction of 2,4-dinitrotoluene (DNT) and 2,4-dibromophenol (DBP) by H(2)S. All three types of BC enhanced DNT and DBP reduction. H(2)S supported BC-mediated reduction, as was observed previously with a thiol reductant. The results suggest that BC may influence the fate of organic pollutants in reducing subsurface environments through redox transformation in addition to sorption.