进化毒理学:生态毒理学研究的新视角

环境污染是驱动生物适应性进化的重要因素之一。近年来,随着分子生物学的迅猛发展和进化生物学理论的逐步更新,进化毒理学(evolutionary toxicology)这一交叉学科快速发展。进化毒理学研究是运用分子生物学和种群遗传学的方法,以进化生物学和保护遗传学的理论和概念为基础,试图描述生物体适应环境的机制、原则以及环境污染对生物体适应过程的影响与作用。本文回顾了进化毒理学的理论发展,归纳总结了进化毒理学的研究范畴和主要研究内容,并对进化毒理学在未来生态风险评估中的应用、进化毒理学的研究方向以及相关理论进行了展望。本文旨在对进化毒理学这一新兴交叉学科进行梳理和简介,为丰富生态毒理学研究提供理论支持,同时也为解决日益加剧的环境污染问题提供新的研究思路与途径。     

我国城市公交全面电力化的战略思考

近两年来,雾霾天气不断侵扰我国,尽管有关部门和各级政府采取了一系列措施,仍难产生立竿见影的效果。能否积极有效地改善环境质量特别是改善城市空气质量是考验我国生态环境治理体系和治理能力的重大课题。本文提出了将城市公交全面电力化作为突破口的有益思考。     

河套地区暴雨的地域性特点及灾情分析

选取河套地区87个气象站1961-2010年逐日降水量资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验以及合成分析等方法,分析了河套地区暴雨日数的时空分布特征及其气候变化规律。结果表明:河套地区暴雨日数呈明显的"东南多、西北少"空间分布特征,暴雨主要出现在河套地区东南部;暴雨以单站暴雨为主,同日1个站出现暴雨占暴雨总数的49.5%,同日10站以上出现暴雨主要是在河南、山西、陕西三省交界和山西、陕西、内蒙古三省交界地区;7-8月份暴雨日数占暴雨总日数的74.1%;局地性暴雨平均每年出现26.3 d、区域性暴雨平均每年出现4.4 d,暴雨总日数、局地性暴雨日数和区域性暴雨日数均呈减少趋势,并存在明显的波动性年际变化,但均未发生突变现象;河套地区暴雨具有雨日少、雨量大,局地性暴雨多、区域性暴雨少的分布特点,暴雨常常造成人员伤亡、农作物受灾、牲畜死亡、房屋倒塌、道路与通信设施毁损,因灾经济损失十分巨大。     

嘉陵江出口段硅藻水华发生规律

嘉陵江是三峡库区最大支流,是重庆主城区重要的饮用水源,其主城段硅藻水华的发生预示着水质下降. 2005年8月—2008年3月连续对嘉陵江出口段水体水华硅藻密度进行监测并对数据进行分析. 结果表明:水华优势藻种为星肋小环藻(原变种)(Cyclotella asterocoststs),于每年的冬、春之交(1—3月)发生,生长速度快,发生数量有明显峰值并在总藻比例中绝对占优(0.02＜优势度＜0.28),4月以后水华现象消失直至次年同期再次发生,具有明显的年规律性. 水华发生时,污染物含量较高的磁器口右岸与朝天门右岸2个采样点的水华现象严重,尤其在2008年3月,磁器口右岸小环藻密度达到269×104 L-1,占同期总藻密度的92%. 较短的生活世代(5～7 d)使小环藻在适宜的生境中迅速增殖并在短期内迅速成为嘉陵江出口段富营养化敏感水体水华的优势藻种.      

QUAL2E模型在长江重庆段水质模拟中的应用研究

QUAL2E模型是美国国家环境保护局(USEPA)推出的一个河流综合水质模型。三峡成库后,由于河道的水文特性将发生重大变化,长江重庆主城区段水环境也将发生变化。但成库后长江重庆主城区段水文特征与目前平水期相当。因此,以长江重庆主城区段平水期水质为原型,应用QUAL2E模型对成库后的水质进行了模拟和预测。选用水温、溶解氧、叶绿素a作为模拟预测指标,并对模拟结果进行了验证,结果表明预测值与实测值的相关性较好。为QUAL2E模型在长江的多参数水质模拟上进行了探索,可供参考。     

重庆渝北双龙湖综合治理与工程实践

城市水景水体的修复和保持是水资源保护与可持续利用研究中的热点之一，重庆市双龙湖是典型的城市水景水体，治理前富营养化状况严重。双龙湖治理采取了综合整治的方案，包括污水截流工程、雨水截流及净化工程、湖水复氧循环工程、湖水的生态治理工程和污泥固化工程等。截断外源污染，抑制内源污染，有效的控制了水体的富营养化。经过治理，双龙湖水体水质明显提高，由治理前的劣Ⅴ类水质恢复到Ⅳ类水质，满足景观水要求。双龙湖水环境综合整治为我国，特别是三峡库区众多的城市水体的修复和保持积累经验，为城市水景水体富营养化的防治提供技术和方法上的借鉴。     

泥沙沉降对水库富营养化指标的影响

为监测成库后三峡库区重庆段富营养化的状况,通过泥沙沉降对水质影响静态模拟试验,研究了长江原水的泥沙沉降对水体中Chla、SD、TP、TN、浊度等指标的影响.结果表明,三峡成库后泥沙更易沉降,引起水体浊度降低、SD增大,这可能利于藻类的生长,导致Chla的质量浓度增加,同时,泥沙沉降也使水体的TN/TP增大,对富营养化的发生有抑制作用.     

蓄水后三峡库区重庆段污染负荷与时空分布研究

针对三峡库区重庆段蓄水后的污染负荷状况及时空分布进行了研究。介于三峡库区蓄水后污染形式的变化以及污染源的多样性和库区内各区县污染源特征的差异，将各类污染源分类并分区域进行计算预测。除了对受广泛关注的工业污染、生活污染进行了预测外，还研究了农田径流污染、船舶流动污染、淹没土壤释放污染的计算方法并对其进行了计算。计算结果表明，在2002、2010、2020年重庆段库区水体的主要污染源为农田径流污染、城市生活污水污染和农村生活污染，其中农田径流污染的CODCr、NH3-N、TP的贡献率分别达到了59．95％、74．64％、85．86％，为主要污染源。在2002年、2010年、2020年重庆段三峡库区CODCr、NH3-N、TP的主要来源区域为重庆主城区、万州区、涪陵区和江津市。     

丝绸厂汰头废水除磷试验研究

针对丝绸厂汰头废水高有机物浓度高氮磷的特点,对该废水的化学除磷工艺及生物化学组合除磷工艺的除磷效能进行了对比研究,考察了有机负荷、运行工况、工艺组合、药剂种类和投加量等对除磷效能的影响.试验结果表明:对汰头废水采用厌氧-生物除磷-生物脱氮-化学除磷组合工艺除磷经济高效,当生物除磷SBBR工艺单元有机负荷为3 kgBOD5/m3·d,运行工况为进水0.5 h-厌氧2 h-曝气4 h-沉淀1 h-排水0.5 h,化学除磷工艺单元投加60 mg/L聚合氯化铝(PAC)时,可使COD及PO3-4分别为10 000 mg/L和114 mg/L的进水,出水COD及PO3-4分别为93 mg/L和0.23 mg/L;总ηCOD91.5%,ηPO3-4为99.8%.其中生物除磷工艺单元承担的ηPO3-4为75%;化学除磷工艺单元承担的ηPO3-4为24.8%.     

青藏高原重要交通国道路侧土壤重金属分布特征及生态风险评价

为了阐明交通对青藏高原敏感脆弱生态系统和主要生态安全屏障功能的影响,在G214、 G213、 G345、 G109、 G316和G317等国道部分路段,采集路边0~25 m范围内土壤样品,分析6种土壤重金属含量及分布特征,运用单因子污染指数法（P_i）、内梅罗综合指数法（P_N）及潜在生态风险指数法（RI）对路侧土壤重金属的污染程度及潜在生态风险进行综合评价.结果表明,青藏高原重要交通国道路侧土壤重金属ω（As）、 ω（Cd）、 ω（Hg）、 ω（Ni）、 ω（Pb）和ω（Zn）分别介于5.65~176.00、 0.04~0.27、 0.01~0.14、 9.52~113.00、 9.16~54.50和24.70~109.00 mg·kg^-1,呈高度变异,部分采样路段存在As、 Cd和Hg元素高于当地土壤背景值.路侧土壤重金属单因子污染指数大小为：P_i （As） > P_i （Hg） > P_i（Cd） > P_i （Pb） > P_i （Ni） > P_i （Zn）,内梅罗综合污染指数在0.41~9.20,平均值为1.53,属于清洁或轻度污染,局部处于中度或重度污染.研究路段综合潜在生态风险指数平均值为106.2,土壤总体处于无污染和轻度污染,仅有两个路段的土壤重金属富集达到中等及强度生态危害,其G213a土壤综合潜在风险指数显示为中度至重度生态危害,主要受到Hg、 As和Cd的影响,G317土壤综合潜在风险指数显示为轻度至中度生态危害,主要受到Hg和Cd的影响.青藏高原路侧土壤重金属含量与路侧距离及土壤深度没有显著相关性,与年均气温呈显著正相关（P < 0.05）.青藏高原道路建设人为活动剧烈、交通流量较大的区域有土壤重金属富集趋势.