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。     

计算毒理学在内分泌干扰物筛选上的应用和展望

内分泌干扰物通过干扰内分泌系统导致多种疾病,如生殖疾病、肥胖症甚至癌症。然而,面对环境中大量潜在的内分泌干扰物,传统的体外、体内评估方法由于成本高、耗时长等问题,难以实现内分泌干扰物的高通量筛查。计算毒理学逐渐发展成为被美国环保局(Environmental Protection Agency,EPA)、经济合作与发展组织(Organization for Economic Co-operation and Development,OECD)等机构所推荐的内分泌干扰物筛选与预测方法。本文综述了计算毒理学在内分泌干扰物筛选上的进展,主要包括分子对接和分子动力学模拟的应用,并对有害结局路径(adverse outcome pathway,AOP)的方法进行介绍和展望。     

农药混配制剂环境风险评估现状与展望

本文综述了欧洲和美国农药混配制剂的环境风险评估方法。详细介绍了欧洲食品安全局(EFSA)评估体系中的2种方法,即,基础的"整体测试法"和近年来提倡的"基于组分的方法"。"基于组分的方法"的特点是以浓度加和模型(CA模型)作为默认假设进行初级评估,以独立作用模型(IA模型)等作为高级评估手段的农药混配制剂环境风险评估方法。此外,本文还介绍了模型偏差率(MDR)、毒性相似度及毒力单元(TU)等概念以及混配制剂风险评估流程。本文的目的旨在为建立我国农药混配制剂的环境风险评估方法体系提供参考。     

序言

我国环境科学学科的主要开创者之一、南京大学环境学院教授、博士生导师王连生先生离开我们已一年,我们深沉缅怀他对我国环境科学的卓越贡献.王连生先生1934年7月出生在江苏丰县.1956年毕业于南京大学化学系,1962年莫斯科大学化学系副博士研究生毕业,并于当年回国在南京大学化学系任教.1978年开始从事环境保护方面的科研工作,并于1980赴美国南加州大学化学系访问进修,开展多环芳烃的环境行为及结构活性相关研究.享受国务院特殊津贴.     

基于统计方法的辽东湾沉积物中多环芳烃来源特征分析

为研究辽东湾表层沉积物中多环芳烃(PAHs)的来源特征,2014年5月采集了20个辽东湾海域表层沉积物样品,并利用气相色谱质谱联用仪对优先控制的16种PAHs进行测定,采用聚类分析、主成分分析-多元线性回归分析、异构体比值3种统计方法对辽东湾表层沉积物中PAHs来源特征进行了研究。结果表明,辽东湾表层沉积物中PAHs含量范围88.5~199.3 ng·g-1,平均值为(126.3±35.3)ng·g-1,其中,萘、菲和荧蒽是PAHs优势组分。通过统计分析结果表明,辽东湾北部表层沉积物中PAHs含量低于西南部,沉积物中PAHs的来源包括石油燃烧来源、煤炭、木材等生物质燃烧来源和石油来源,其中燃烧来源是主要来源,煤炭、木材等生物质燃烧来源占49.9%,石油燃烧来源和石油来源占50.1%。     

Chemical additives affect sulfate reducing bacteria biofilm properties adsorbed on stainless steel 316L surface in circulating cooling water system

This paper studied the biofilm properties and corrosion behavior of sulfate reducing bacteria (SRB) on stainless steel 316L (SS316L) surface in circulating cooling water system with and without additives including hydroxy ethyl fork phosphonic acid (HEDP), dodecyl dimethyl benzyl ammonium chlotide (1227) and NaClO. Biochemical technique, electrochemical technology, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscope (SEM) were used. The results show that the extracellular polymeric substance (EPS) in biofilm attached on the SS316L surface mainly contain proteins and polysaccharides, the contents are 98 ug·cm^-2 and 635ug·cm^-2, respectively. The polysaccharides were cut by 1227 about 80%, while 55% by NaClO. The proteins were reduced by NaClO about 53%, while only 30% by 1227. The potentiodynamic polarization shows that the corrosion potential of SS316L was enhanced from -0.495 V to -0.390 V by the chemical additives, delaying the occurrence of the corrosion. And the corrosion rate was also reduced from 5.19 × 10^-3 mm·a^-1 to 2.42 × 10^-3 mm·a^-1. But NaClO still caused pitting corrosion after sterilizing the bacteria, while 1227 can form a protective film on the surface of SS316L. Though HEDP contribute to the bacteria activity, it can enhance the breakdown potential. XPS results confirmed that 1227 can change the value of C:O in the biofilm attached on metal surface, and NaClO can eliminate the existence of amidogen. This study would provide some recommendations for the selection of chemical additives in the thermal power plant.

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黄、渤海滨海带大气颗粒物时空分布与来源特征

PM10作为大气污染物监测的主要指标之一,探究大气PM10浓度对大气环境质量和人体健康评价具有重要意义。黄、渤海滨海带包括京、津和辽、冀、鲁、苏等工、农业大省,区域大气PM10污染的时空分布和来源特征具有复杂性和典型性。在锦州、北京、天津、烟台、青岛、连云港和盐城7个城市布设10个采样点,含7个城市点和3个农村点,开展为期一年的大气颗粒物的采样;同时,于冬季1月和夏季7月在锦州、天津和烟台进行合计60 d的加密采样,藉以确定研究区域大气PM10的时空分布和来源特征。结果表明,黄、渤海滨海带大气年均PM10总浓度为(129’18)"g·m~(-3),单月最低值出现在2015年7月盐城农村样点15"g·m~(-3),最高值为2015年3月北京城市点307"g·m~(-3)。盐城大气PM10浓度(城市点(85’27)"g·m~(-3)和农村点(66’35)"g·m~(-3))显著低于其他样点大气PM10浓度。渤海滨海带中西部的京(140’68"g·m~(-3))、津(169’60"g·m~(-3))两市大气PM10年均浓度显著高于东部的锦州(125’41"g·m~(-3))和烟台(109’31"g·m~(-3));而且黄海滨海带大气PM10年均浓度(114"g·m~(-3))显著低于渤海滨海带年均浓度(136"g·m~(-3)),总体上表现出西高东低、北高南低的特征。黄、渤海滨海带城市点和农村点年均浓度分别为(129’18)"g·m~(-3)和(112’30)"g·m~(-3);农村点春冬季大气PM10浓度和城市点浓度相当,无显著差异,夏秋季大气PM10浓度略低于城市浓度,表明农村地区大气颗粒物污染情况也较为严重,需受到关注。区域内PM10浓度季节变化整体表现为春冬高、夏秋低。利用多元回归分析初步判断黄、渤海滨海带PM10属于复合来源,大气PM10浓度约30%的变化与降水、人均能耗和沙尘天气相关。黄、渤海滨海带大气PM10浓度的昼夜变化不大,大气PM10浓度与气温呈现正相关,与风速和降水呈现负相关,表现为受各种气象因素综合作用的影响。     

环境有毒有害物质快速鉴别方法与应用

频发的污染事故严重影响环境质量,危害人群健康,事故的源解析和修复成为了关键问题。而传统的靶向分析方法无法胜任实际工作需求。因此,本研究建立了1)有毒有害物质清单;2)一种针对有毒有害物质的快速高效鉴别方法。将上述方法应用于某场地污染事件,成功筛查鉴定出30种环境高关注度物质,通过数据库比对进一步鉴定了6种危废物质,通过购买标准样品成功验证了4种物质。同时,还通过文献查阅与标样比对确认了另外2种有毒物质。因此,本研究建立的有毒有害物质快速筛查方法为实际环境中的污染物快速鉴别提供了一种可靠的、可行的方法。     

3种典型微生物农药对家蚕的毒性研究

苏云金芽孢杆菌、球孢白僵菌以及棉铃虫核型多角体病毒是细菌类、真菌类和病毒类微生物农药的典型代表。为了明确微生物农药对家蚕的毒性影响,选取以上3种典型微生物农药,分别探究其对家蚕的毒性。结果显示:苏云金杆菌原药对家蚕LC50值为1.33×105CFU·m L-1;球孢白僵菌原药对家蚕LC50值为1.14×106CFU·m L-1;棉铃虫核型多角体病毒母药对家蚕LC50值大于1.00×108PIB·m L-1。与此同时,通过进一步试验,明确了以上3种微生物农药对家蚕结茧率、死笼率、全茧量、茧层量等关键指标的影响。结果显示:除了棉铃虫核型多角体病毒母药,高浓度苏云金杆菌原药、球孢白僵菌原药对家蚕的结茧率和死笼率均具有显著影响;3种微生物农药对家蚕产茧能力指标全茧量、茧层量以及蛹重均无显著性影响。     

7种农药对管氏肿腿蜂的毒性及初级风险评价

为评估农药对寄生类自然天敌昆虫的安全性,选择管氏肿腿蜂(Scleroderma guani Xiao et Wu)作为受试生物,采用管测药膜法测定了3种杀虫剂、2种除草剂、2种杀菌剂对其致死效应,并根据田间推荐剂量计算暴露量,采用风险商值HQ对杀虫剂进行风险评估。结果显示,与空白对照比较,3种杀虫剂均具明显毒性作用,其中丁硫克百威、吡虫啉和呋虫胺对管氏肿腿蜂的24 h半致死量(24 h-LR50)分别为5.11、2.92和0.06 g a.i.·ha-1,农田内风险商值分别为60.23、16.64和3 105。除草剂和杀菌剂在3倍最大田间推荐剂量作用下,24 h管氏肿腿蜂死亡率均小于50%。上述结果表明,在田间推荐用量下,3种杀虫剂对管氏肿腿蜂的初级风险评价为存在高风险,建议进一步开展高级阶段风险评估或者采取合理的风险管理措施来降低风险;除草剂和杀菌剂对管氏肿腿蜂的风险可接受。