基于机器视觉的鱼类行为特征提取与分析

近年来,水污染问题备受关注。生物式水质监测成为目前国家环境保护工作的重要任务之一。为准确监测水质污染情况,本文以青鳉鱼(Oryzias latipes)为研究对象,采用非接触式的机器视觉监测技术,提取青鳉鱼的生理特征(呼吸频率)和运动特征(胸鳍和尾鳍的摆动频率),并分析这些特征与水质之间的关系。本文采用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)准确提取鱼鳃,并根据鱼鳃呼吸面积大小变化计算出鱼的呼吸频率。基于形态学细化算法提取青鳉鱼骨架,求出胸鳍和尾鳍的摆动频率。结果显示:不同浓度铜离子暴露实验测得的青鳉鱼生理特征和运动特征与实际情况一致;通过对不同铜离子浓度下的毒性实验数据对比,发现了青鳉鱼的生理特征和运动特征会随不同的铜离子浓度发生相应变化,可以作为水质监测的评价标准。     

自动化前处理-气相色谱串联质谱法测定淡水鱼体中的有机磷阻燃剂

应用自动化前处理设备和气相色谱串联四级杆质谱仪建立了淡水鱼体中10种有机磷阻燃剂的检测方法。该方法先采用自动索氏提取仪进行样品的提取,再应用凝胶渗透色谱净化仪和florisil柱对提取液进行两级净化,最后用气相色谱串联四级杆质谱法(多反应监测模式)对样品中的有机磷阻燃剂(OPFRs)定性定量。实验表明,凝胶渗透色谱净化系统在以乙酸乙酯∶环己烷(1∶1,V/V)为流动相,流速为5.0 m L·min-1的条件下,收集OPFRs的最佳时间为900~1 680 s;方法的检出限为0.002~0.192 ng·g~(-1)湿重,加标水平为5.000 ng·g~(-1)湿重时,平均加标回收率为48.7%~122%,相对偏差除磷酸三乙酯(TEP)(17.7%)和磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯(TDCP)(11.9%)外均小于10%。应用该方法测定采集于东江某污水处理厂入河排污口的鱼类样品时,回收率指示物(d27-TBP)的回收率为82.4%~114%,鱼类样品中∑OPFRs的浓度范围为nd~6.41 ng·g~(-1)湿重。     

邻苯二甲酸酯类雌激素活性联合作用模型分析

环境雌激素对生命健康影响受到广泛关注,现行污染物环境标准制订和风险评价只针对单一化合物而非混合物效应,不足以保护生命安全与人类健康。为探讨环境雌激素的混合物效应,选择对雌激素敏感的人乳腺癌MCF-7细胞增殖实验,检测雌二醇(E2)、邻苯二甲酸酯类化合物(DBP和DEHP)的单一及其联合雌激素活性;基于单一化合物的浓度-反应曲线,运用浓度相加(CA)和独立作用(IA)模型对混合物的毒性进行预测,并将模型预测结果与混合物实验数据进行比较分析。结果表明,E2、DBP、DEHP对MCF-7细胞的单一作用数据可通过Weibull方程拟合,由拟合方程得到的半数效应浓度(EC50)及95%置信区间分别为3.450×10-6(2.373×10-6~1.675×10-5)、5.138(1.489~1.082×10)、1.186(4.478×10-1~2.24)μmol·L-1;3种化合物的混合物数据亦可通过Weibull、Logistic和Exp Gro1方程进行有效拟合,混合物效应与化合物单独作用产生的效应具有显著性差异;3种化合物表现非相似联合作用,利用独立作用(IA)模型预测混合物效应较为可靠,外源性环境雌激素与内源性雌激素联合作用产生的混合效应显著。环境雌激素混合物毒性可以通过相加作用模型预测,为环境复合污染的风险评价和管理提供基础数据。     

Effects of an iron-silicon material,a synthetic zeolite and an alkaline clay on vegetable uptake of As and Cd from a polluted agricultural soil and proposed remediation mechanisms

Economic and highly effective methods of in situ remediation of Cd and As polluted farmland in mining areas are urgently needed. Pot experiments with Brassica chinensis L. were carried out to determine the effects of three soil amendments [a novel iron-silicon material (ISM), a synthetic zeolite (SZ) and an alkaline clay (AC)] on vegetable uptake of As and Cd. SEM–EDS and XRD analyses were used to investigate the remediation mechanisms involved. Amendment with ISM significantly reduced the concentrations of As and Cd in edible parts of B. chinensis (by 84–94 % and 38–87 %, respectively), to levels that met food safety regulations and was much lower than those achieved by SZ and AC. ISM also significantly increased fresh biomass by 169–1412 % and 436–731 % in two consecutive growing seasons, while SZ and AC did not significantly affect vegetable growth. Correlation analysis suggested that it was the mitigating effects of ISM on soil acidity and on As and Cd toxicity, rather than nutrient amelioration, that contributed to the improvement in plant growth. SEM–EDS analysis showed that ISM contained far more Ca, Fe and Mn than did SZ or AC, and XRD analysis showed that in the ISM these elements were primarily in the form of silicates, oxides and phosphates that had high capacities for chemisorption of metal(loid)s. After incubation with solutions containing 800 mg L^?1 AsO₄ ^2? or Cd²⁺, ISM bound distinctly higher levels of As (6.18 % in relative mass percent by EDS analysis) and Cd (7.21 % in relative mass percent by EDS analysis) compared to SZ and AC. XRD analysis also showed that ISM facilitated the precipitation of Cd²⁺ as silicates, phosphates and hydroxides, and that arsenate combined with Fe, Al, Ca and Mg to form insoluble arsenate compounds. These precipitation mechanisms were much more active in ISM than in SZ or AC. Due to the greater pH elevation caused by the abundant calcium silicate, chemisorption and precipitation mechanisms in ISM treatments could be further enhanced. That heavy metal(loid)s fixation mechanisms of ISM ensure the remediation more irreversible and more resilient to environmental changes. With appropriate application rate and proper nutrients supplement, the readily available and economic ISM is a very promising amendment for safe crop production on multi-metal(loids) polluted soils.     

利用EROD生物测试法快速筛选二噁类化合物

环境样品采集于湖北省鸭儿湖地区。每一样品分作两份,一份用于高分辨色质联用多离子检测法测定,另一份样品的提取液经多层色谱净化后再用7－乙氧基－异吩　唑酮－脱乙基酶（EROD）活力诱导法进行生物测试。PCDDs/PCDF＿s和PCB＿s总的TCDD毒性等价指数（TEQ＿s）最高,分别为1090ng/kg和996ng/kg。说明湖中二　　类化合物来源于附近化工厂有机氯生产排放的污水。同时,周围农田中发现的二　　类化合物数量少得多。这些化合物可能是来自于污水灌溉或大气尘降。在本研究中,EROD生物测试法具有良好的剂量效应关系,适合于对环境样品中的二　　类化合物进行快速定量筛选,而HRGC/HRMS－MID对生物测试所获得的数据作了进一步确认。     

不同日摄氟量居民罹患氟斑釉的研究

人和动物体内的硬组织（牙齿、骨骼等）是氟化物作用的主要部位,严重者可引起氟骨症和氟斑釉,其中氟斑釉是慢性氟中毒的一项特异指标。通常日摄氟量高的居民其氟斑釉率和斑釉指标均增高。本文用日摄氟量作指标评价环境氟对居民牙齿的影响。研究结果揭示,当地居民的斑釉率和斑釉指数均与日摄氟量呈非常显著的正相关,r＝0.9084,P<0.01。     

中国首批环境标志产品的研究

环境标志产品是对产品设计、生产、使用、处置全过程的环境行为进行环境评价合格的产品。通过研究产品与控制全球环境问题的关系,按照产品与人民生活的相关程度以及产品环境行为的先进程度,确定了我国首批环境标志产品的标准,做为产品评价依据。其中家用制冷器具和气溶胶(发胶、摩丝等)对禁用和替代ＣＦＣ具有重要意义;无铅汽油、水性涂料、降解地膜等对改善生态环境、保护人体健康有积极作用;再生卫生纸对废纸回收和利用具有导向意义。本文介绍的原则和方法,将做为１９９４年继续筛选环境标志产品和制订其标准的依据。      

海域有机污染物优先排序和风险分类模糊评判系统

本文提出了对区域性有机污染物优先排序和风险分类和定量评判系统：模糊评判系统。该评判系统以反映污染物的毒性，暴露水平和环境化学性质的７项碜数为指标，通过指标参数的标准化及模糊运算，获得有机污染优先排序和风险分类的定量结果。     

环境空气质量新标准对郑州和开封空气质量评价的影响

利用河南省环境空气质量新标准实施一期城市(郑州、开封)2013年的环境空气自动监测数据,分析了实施《环境空气质量标准》(GB 3095—2012)对这2个城市空气质量评价的影响。研究发现,若采用新标准,郑州、开封污染物年均浓度超标情况加重;城市空气质量达标率从51%、71%下降到35%和31%,下降了16和40个百分点;PM2.5的纳入是空气质量达标率下降的最主要原因,大于NO2标准的收严和CO、O3纳入评价指标的影响,其超标率分别为58%(郑州)和63%(开封);且PM2.5取代PM10成为郑州、开封的首要污染物,其作为首要污染物的比例均大于70%。