A Methodology Framework for Regional Land-use Change Studies based on Landsat TM images: A Case Study in Northeast China

Land-use change is an important aspect of global environment change. It is, in a sense, the direct result of human activities influencing our physical environment. This paper analyzed the land-use change in Northeast China during 1985-2000 based on Landsat TM images. It divides Northeast China into five land-use zones based on the dynamic degree model of land-use: woodland/grassland-arable land conversion zone, dry land-paddy field conversion zone; urban expansion zone, interlocked zone of farming and pasturing and reclamation and abandon zone. The findings include the obvious increase of cropland area, paddy field and dry land increased by 75 and 276 thousand hm2 respectively; urban areas expanded rapidly, areas of town and rural residence increased by 76.8 thousand hm2; areas of forests and grassland decreased sharply with the amounts of 1399 and 1521 thousand hm2 respectively; areas of water body and unused land increased by 148 and 514 thousand hm2 respectively. This paper also discusses the driving     

东部牡蛎（Crassostrea virginica）药物和个人护理产品及其混合物暴露时间效应的代谢组学研究

东部牡蛎（Crassostrea virginica）是大型水产养殖业的支柱，是大西洋沿岸的关键物种之一。本地牡蛎经常暴露在复杂的混合污染物中，其中越来越多的污染物包括药物和个人护理产品（PPCPs）。不幸的是，混合污染物对牡蛎的生物学效应尚不清楚。本文采用非靶向GC-MS代谢组学方法对氟西汀、N,N-二乙基间甲苯胺（DEET）、17α-炔雌醇（EE2）、苯海拉明及其混合物对牡蛎的影响进行了定量研究。将牡蛎暴露于每种化学品或混合物（1μg/L ）中10天，然后进行8天的净化期。第0、1、5、10和18天取内收肌（n=14/处理组）进行分析。轨迹分析表明，代谢效应和处理组的聚类在每个时间点都不同。总体而言，牡蛎在净化后只能部分恢复。改变的代谢物与细胞能量学（即三羧酸循环中间产物）以及氨基酸代谢和尿素循环有关。暴露于这些PPCPs除了来自每个化学物质假定的作用机制的生理效应之外，还影响与厌氧代谢、渗透胁迫和氧化应激相关的代谢通路。净化后代谢产物改变较少，但没有一个处理组能恢复到初始空白值，这表明代谢紊乱是长期的。有趣的是，在偏最小二乘判别分析的得分图中，混合物并没有直接与各单独暴露处理组聚类，而且许多受影响的代谢途径也没有从单独暴露组中得到很好的预测。这项研究强调了非靶向代谢组学在开发对双壳类有不同作用模式的化合物的暴露生物标记物中的应用。     

腐殖酸可降低纳米银的水生生物毒性

本文作者主要研究了腐殖酸对聚乙烯吡咯烷酮包覆的纳米银颗粒(polyvinylpyrrolidone-coated AgNPs)毒性的影响，受试生物涵盖了水生系统不同的营养级别，包括藻类(Raphidocelis subcapitata)、水蚤类(Chydorus sphaericus)以及淡水鱼类(Danio rerio)。结果显示，腐殖酸可降低AgNPs对本研究中所有水生生物的毒性，并具有明显的剂量效应关系。原因为：1）腐殖酸使AgNPs表面带有更多负电荷，这阻碍了AgNPs与藻细胞的接触，使毒性降低；2）腐殖酸抑制了AgNPs中Ag⁺的溶出，而本研究显示自由Ag⁺的毒性高于团聚的纳米银颗粒。
精选自Zhuang Wang, Joris T.K. Quik, Lan Song, Evert-Jan Van Den Brandhof, Marja Wouterse and Willie J.G.M. Peijnenburg. Humic substances alleviate the aquatic toxicity of polyvinylpyrrolidone-coated silver nanoparticles to organisms of different trophic levels. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 34, Issue 6, pages 1239–1245, June 2015. DOI: 10.1002/etc.2936
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.2936/full
     

湖北省土壤侵蚀量模拟及其在吸附态氮、磷量匡算中的应用

采用美国通用USLE(土壤流失方程)作为建立侵蚀模型的基本理论,使用GIS等空间信息技术作为研究的技术平台,对湖北省进行了多年(1989—2008年)平均土壤侵蚀量的模拟,并对模拟结果进行验证. 利用土壤普查资料获得氮、磷营养物含量,进行多年平均吸附态氮、磷量模拟.结果: ①研究并建立了湖北省多年平均状况土壤侵蚀模型. 利用USLE和栅格计算方法得到的土壤侵蚀强度等级大体上可以与水利部土壤侵蚀遥感数据相当,存在显著相关关系,由此验证了所建立的湖北省土壤侵蚀模型的可行性. ②对湖北省吸附态氮、磷负荷进行的模拟结果显示,土壤吸附态氮、磷负荷整体结构与土壤侵蚀量分布规律相似,以长江、江汉盆地为输沙沉积中心,分别从南、北向中部,由西向东依次下降.      

基于自然环境中优选药物的毒性和生态毒理风险研究

在如今超过1 500种在用原料药中,环境中发现几率明确和对环境影响明确的原料药所占比例很小。由于很难监管所有在用原料药,众多先前的研究提议将原料药按照受关注程度排序,从而可以将研究资源集中于那些最受瞩目的药物。然而这些研究都存在局限性,本文从之前优先性方法的实践经验出发,提出了一种更为全面的原料药排序方法。该方法基于对水生生物、土壤生物、鸟类、野生哺乳动物和人类的风险,综合考虑了食物链顶端存在的生态毒理学研究终点和由这些治疗性药物作用机制带来的非顶端效果。对于在英国社区以及医院设置中使用的146种活性药物的分析可以更为详细地说明该方法的运用。根据这一方法,我们将16种化合物列为优先考虑的药物。这些药物包括了抗生素、抗抑郁药、抗炎药、抗糖尿病药、抗肥胖药、雌激素类化合物以及相关的代谢产物。我们建议这种优先性方法在将来可以更广泛地应用于世界上不同的地区。
精选自Jiahua Guo, Chris J. Sinclair, Katherine Selby, Alistair B.A. Boxall. Toxicological and ecotoxicological risk based prioritisation of pharmaceuticals in the natural environment. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 35, Issue 7, pages 1550–1559, July 2016. DOI: 10.1002/etc.3319
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.3319/full
     

化学物质水体归趋与影响数据库(CAFE)，一种用于评估水环境中化学物质溢出水平的工具

化学物质水体归趋与影响 (简称CAFE)数据库是一个允许快速并无限制访问数据的集中式数据库。CAFE将现有的32 377种化学物质的归趋数据和4 498种化学物质的毒性效果数据整合至用户友好的工具中,以物种敏感度分布(SSD)的形式总结毒性数据,并提供了相关的1%和5%危害浓度(HC₁和HC₅)。为探究CAFE数据与报道的化学事故之间的联系,一项数据可用性评估显示,2000年至2014年间在美国国家应急中心呈报的55种化学物质中,32种物质的归趋和20种物质的毒性在CAFE中均有记录;2003年至2014年间由美国海洋及大气管理局呈报的205种化学物质中,86种物质的归趋和103种物质的毒性在CAFE中也均有记录。我们假设2种化学物质在环境中溢出(丙烯腈,溢出量为625桶 ;变性乙醇,溢出量为857桶),根据模型对其环境浓度进行模拟,进而说明CAFE在实际中的应用。在24 h时程的SSD中,大多数物种很可能分别在溢出后最初的35 min内和15 h内受到丙烯腈和变性酒精的影响。丙烯腈浓度在溢出后45 min已低于HC₅(17 mg?L^L-1),变性酒精浓度在溢出后60 h已低于HC₅(2 676 mg?L^L-1)。将100种化学物质以CAFE数据为基础得出的HC₅与发表的HC₅进行对比,我们发现超过一半的数值都在2倍差异以内,较少的一部分数值则超过了10倍差异。CAFE的发展提高了获取相关环境信息的能力,并可能应用于水体环境污染物溢出分析之外的更多领域。
精选自Adriana C. Bejarano, James K. Farr, Polly Jenne, Valerie Chu, Al Hielscher. The chemical aquatic fate and effects database (CAFE), a tool that supports assessments of chemical spills in aquatic environments. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 35, Issue 7, pages 1576–1586, July 2016. DOI: 10.1002/etc.3289
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.3289/full
     

目前针对水环境化学品风险评估的方法是正确的么？

我们想要保护水生生态环境,通过测试数以千计的化学物质和成百上千的水生物种之间交互作用,得到成千上万的结果,但仍然不可能考虑到所有物质的混合情况。污染物对野生鱼类的内分泌干扰作用的课题推动了人们对如药物之类的微污染物的研究。尽管我们担心鱼类会因污染而繁殖能力下降,但并没有足够的证据表明鱼类种群处于危险之中。事实上,许多鱼类生物学家认为,在过去的30 - 40年里,鲤科的数量已经在逐步恢复中。目前的风险评估的关键在于其核心假设,也就是实验室观测或者模型预测的结果简单地适用于群体水平,显而易见这个假设是值得质疑的。 我们明白了疏于监测野生动物种群的变化成为了我们的环境保护战略的关键弱点。如果我们不知道水生野生动物物种是在减少或增加,那么我们研究的其他生态毒理行为又有多少价值呢？
精选自Andrew C. Johnson, John P. Sumpter. Are we going about chemicals risk assessment for the aquatic environment the wrong way?. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 35, Issue 7, pages 1609–1616, July 2016. DOI: 10.1002/etc.3441
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“生物有效性测量”与“全沉积物毒性识别评估(TIE)”联用有效识别出沉积物中主要致毒污染物

沉积物中污染物种类繁多,准确判断其中产生生物毒性的主要来源是个难点,本文作者先采用TIE法初步判断出主要致毒污染物为有机物和重金属(毒性描述阶段(相I)),传统的毒性单位分析结果显示Cr、Cu、Ni、Pb和Zn主要致毒重金属,而为氯氰菊酯、氯氟氰菊酯、溴氰菊酯和氟虫腈为主要致毒有机物中(毒性鉴定阶段(相II))。采用4步分级提取法和Tenax提取法分析了重金属和有机物的生物有效性。生物有效性毒性单位分析更加准确地锁定了毒性主要贡献重金属为Zn、Ni和Pb,毒性主要贡献有机物为氯氰菊酯、氯氟氰菊酯和氟虫腈。沉积物的稀释降低了重金属的毒性并使其毒性贡献鉴定变得复杂,生物有效性测量可以有效地提高TIE结果的准确性。
精选自Xiaoyi Yi, Huizhen Li, Ping Ma and Jing You. Identifying the causes of sediment-associated toxicity in urban waterways in South China: Incorporating bioavailabillity-based measurements into whole-sediment toxicity identification evaluation. Environmental Toxicology and Chemistry: Volume 34, Issue 8, pages 1744–1750, August 2015. DOI: 10.1002/etc.2970
详情请见http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/etc.2970/full