Application of a real-ambient fine particulate matter exposure system on different animal models

Simulation of fine particulate matter (PM_2.5) exposure is essential for evaluating adverse health effects. In this work, an ambient exposure system that mimicked real atmospheric conditions was installed in Taiyuan, China to study impacts of chronic PM_2.5 exposure on adult and aged mice as well as Sirtuin3 knockout (Sirt3 KO) mice and wild-type (WT) mice. The real-ambient exposure system eliminated the possible artificial effects caused from exposure experiments and maintained the physiochemical characteristics of PM_2.5. The case studies indicated that aged mice exhibited apparent heart dysfunction involving increased heart rate and decreased blood pressure after 17-week of real-ambient PM_2.5 exposure. Meanwhile, 15-week of real-ambient PM_2.5 exposure decreased the heart rate and amounts of associated catecholamines to induce heart failure in Sirt3 KO mice. Additionally, the increased pro-inflammatory cytokines and decreased platelet related indices suggested that inflammation occurred. The changes of biomarkers detected by targeted metabolomics confirmed metabolic disorder in WT and Sirt3 KO mice after exposed to real-ambient PM_2.5. These results indicated that the real-ambient PM_2.5 exposure system could evaluate the risks of certain diseases associated with air pollution and have great potential for supporting the investigations of PM_2.5 effects on other types of rodent models.     

热能喷雾处理反渗透浓盐水的实验研究

目前,反渗透废水中,高浓度的含盐量会对环境带来严重危害。本研究运用热能喷雾处理反渗透浓盐水技术,对反渗透（Reverse Osmosis,RO）出水进行处理。结果表明,该技术在热量值为4.8×106 kcal、空气流量为60 m3／h的条件下,处理效率达到了90％以上。产出的冷凝水的水质符合饮用水的相关标准;在处理量为10 L／h～12 L／h时,可达到废水零排放的效果;在处理量大于12 L／h时,排出的废水总溶解物（ Total dissolved sol-ids,TDS）很高。     

露天煤矿声环境影响后评估——以胜利一号露天矿为例

本文以胜利一号露天矿为例,在主要噪声源强以及厂界和周边敏感目标的噪声级现状监测的基础上,对煤矿开发后声环境影响进行回顾性分析和验证性评价,结果表明：（1）煤矿四厂界环境噪声昼间和夜间均达到了《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）2类标准限值要求。噪声源中采掘场噪声较大,铁路装车站、铁路专用线以及破碎车间、机修车间、变电所、排水泵站、锅炉房等机修设备噪声源产生的噪声值相对较小。（2）随着煤矿开采量和开采面积的增加,露天煤矿采掘场噪声污染、厂界噪声和周边敏感点噪声会不断加大。而且,采掘场最大噪声级出现的方向也会随着开采方向的推进而变化。（3）验证性分析结果表明,胜利一号露天矿原环评结论较可靠,但预测结果相对偏低,偏低幅度昼间在5.2%-10.7%,夜间在2.4%-13.1%。（4）现状监测和回顾性分析表明,胜利一号露天矿噪声污染不太明显,目前采取的噪声防治措施起到了较好的防治效果。     

丹江口水库底栖动物群落次级生产力空间分布

于2007年7月—2008年5月,分季度对丹江口水库底栖动物群落及水环境进行为期一年的调查。运用经验公式估算丹江口水库大型底栖动物群落的生产力,并分析底栖动物密度、生物量、生产力及P/B系数的空间分布,探讨环境因子与底栖动物群落生产力空间分布的关系。结果显示,丹江口水库底栖动物年平均密度、生物量及生产力分别为4 761 ind·m~(-2)、1.61 g DM·m~(-2)和35.45 g DM·m~(-2)·y~(-1),P/B系数为22.0 y~(-1)。不同区域生产力差异很大,湖泊区达61.80 g DM·m~(-2)·y~(-1),而支流区仅有5.48 g DM·m~(-2)·y~(-1)。P/B系数同样在湖泊区达到最大,为34.0 y~(-1);在丹江过渡区最低,为13.1 y~(-1)。颤蚓是生产力的主要贡献者,周年生产力为31.85 g DM·m~(-2)·y~(-1),占总生产力的90%。湖泊区由于其稳定的水动力条件,为颤蚓提供了非常适宜的生境,因此具有很高的生产力水平。与之相反,支流区由于水体扰动较大,底栖动物生物量及生产力水平均较低。从生产力的角度研究丹江口水库底栖动物群落的空间分布规律及影响因子,对丹江口水库的生态管理具有参考价值。     

有色矿业区耕作土壤、蔬菜和大米中重金属污染

有色金属矿业区周边土壤重金属污染严重,对我国生态环境质量、食品安全和人体健康构成了一定威胁,研究典型矿业区周边复合污染地带的土壤环境质量及其食物安全对促进其可持续发展具有深远的意义。从湖南省的长沙、株洲、衡阳、郴州等有色金属矿业区收集耕作土壤、蔬菜和大米样品,结合主成分分析、聚类分析和相关分析,研究其中重金属元素的累积和迁移特征,评估蔬菜和大米中重金属元素对人体健康的潜在危害程度。研究结果表明,耕作土壤中主要重金属污染元素为Cd、As、Pb、Cu、Zn等;主成分分析表明,菜地土中第一主成分主要反映了Pb、Zn、Cd、As的复合污染信息以及与土壤pH的相关关系;水稻土中第一主成分主要反映了Cu、Zn、Pb、Cd的复合污染信息;聚类分析进一步阐明耕作土壤以Cd、Pb、As、Cu、Zn为主的复合污染特征。研究区蔬菜中Cd、Pb、As、Cu、Zn、Cr含量,大米中Cd、Pb和Zn含量均明显超过我国食品卫生标准;蔬菜中Cd、Pb、As和大米中Cd、Pb对人体健康的潜在危害较大。     

生物可降解络合剂聚天冬氨酸治理土壤重金属污染

土壤重金属污染会产生严重的生态环境问题,土壤淋洗技术可达到土壤修复的目的,其中络合剂的选择是达到安全、有效修复效果的关键.聚天冬氨酸(PASP)可生物降解,对环境安全.文章选择PASP作为重金属的络合剂,研究其修复土壤重金属污染的效果.结果表明,PASP对金属离子Cd、Zn和Ca均有较好的提取率,均超过50%,并且络合剂/重金属的摩尔比越高,提取效果越好,受pH的影响就越少,提取速率开始比较快,而后趋于平缓.在PASP络合物的形态分布中,在pH较低阶段,PASP-Cd络合物所占的比例较大,随着pH的升高,PASP-Zn和PASP-Ca的比例增加,同时微生物对聚天冬氨酸的降解作用对治理效果产生负面影响.PASP可作为环保型的络合剂,达到修复土壤重金属污染的目的.     

铁浓度诱导的三角褐指藻生长和生化组分变化

采用试验生态学方法,以海洋硅藻三角褐指藻(Phaeodactylum tricornutum)为研究材料,设置一系列铁浓度处理(3.15mg·L-1、6.30 mg·L-1、9.45 mg·L-1、18.90 mg·L-1和34.65 mg·L-1),着重测定藻液光密度(OD450)、比生长率、藻细胞密度、藻生物量、叶绿素含量和蛋白质含量等生理生化指标,探讨铁浓度对海洋微藻生长特性和生化组分的影响.结果表明,铁浓度对三角褐指藻的生长状况产生了显著的影响.三角褐指藻经培养48 h后,不同铁浓度下的藻液光密度(OD450)存在显著的差异,6.30 mg·L-1铁浓度下的藻液光密度值(OD450)最高,而随着铁浓度的进一步升高,藻液光密度值(OD450)却明显降低;比生长率和藻细胞密度在3.15 mg·L-1到9.45 mg·L-1铁浓度范围内随着铁浓度升高而增大(最大值分别约为0.609 d-1和1200×104 cell·mL-1),但高于9.45 mg·L-1的铁浓度显著降低了比生长率和藻细胞密度;在试验所设置的铁浓度范围内,藻生物最表现出随铁浓度的升高而增大的趋势,34.65 mg·L-1铁浓度下的藻生物量高达0.460 mg·ML-1.同样地,微藻叶绿素a含量和蛋白质含量也明显地受到铁浓度的影响.在3.15 mg·L-1到18.90 mg·L-1铁浓度范围内,叶绿素a含量逐渐增高(最大值为2.41 mg·L-1);同样地,蛋白质含量在9.45 mg·L-1.铁浓度下达到最大值(0.153 mg·mL-1),而随着铁浓度的逐渐升高,叶绿素和蛋白质含量却明显降低.研究结果表明.铁浓度诱导海洋微藻的生长及代谢发生变化.一定较高浓度的铁显著地促进了藻细胞的生长繁殖和藻细胞化学组分的转化和积累.这些发现将有利于加深认识铁浓度在海洋生态系统中扮演的角色,进一步明确赤潮爆发的生理生态机制,从而有助于人们采取有效的预测、预防和管理措施以降低赤潮的危害.     

海拔梯度上的植物生长与生理生态特性

环境是植物生存和发展的条件,在各种不同的生境中聚生着特定的植物种类.全球气候变化迅速而显著地改变着高海拔地区的生态环境,这必将导致山地植物生理生态适应性、分布界限等发生变化,这些变化反过来又会对气候变化造成深远影响.因此,研究山地植物的生理生态特性,揭示其对全球气候变化的响应和适应性,具有重要的现实与科学意义.海拔梯度由于包含了温度、湿度、光照等诸多环境因子的剧烈变化而成为了研究植物对全球气候变化响应的理想区域.随着海拔升高,气温下降、大气压及CO2分压降低、光强增加等,植物的生态和生理特征将产生巨大的变化,可能影响到植物种类在海拔梯度上的分布、植物群落的结构组成.一些亟待回答的问题包括:全球气候变化将如何影响高山植物的生长环境?环境变化如何影响植物生理生态适应性?植物群落的分布、结构和组成将发生哪些变化?这些变化又将怎么样影响气候进一步变化?众多的研究报导了树木的生理生态特征、生长速率和生产力等对海拔的响应.本文在总结前人研究的基础上,系统地综述了海拔梯度上温度、水分、光照、土壤等环境因子的差异对高山植物的生长及生理生态特性的影响,以及植被分布的变化,旨在阐明植物对全球气候变化的行为与生理生态响应,以期为该领域的深入研究提供参考.     

Concentrations, distribution, and bioaccumulation of synthetic musks in the Haihe River of China

Seven typical synthetic musks (SMs) in the samples from the surface water, sediment and fish of the Haihe River were measured. The SM concentrations in the sediment and surface water of the Haihe River were significantly lower than those in the Dagu Drainage River and Chentaizi Drainage River (p < 0.05). Along the flow direction, the SM concentrations in surface water and sediment tended to increase from the upstream to the downstream of Dagu Drainage River. The Bioaccumulation factors (BAFs) of galaxolide (HHCB) and tonalide (AHTN) were calculated at high levels in the muscles of crucian carp, common carp, and silver carp. Most of the biota-sediment accumulation factors (BSAFs) for HHCB and AHTN were higher than 1.7, suggesting magnification possibly exist in the musk bioaccumulations of the three fishes in the Haihe River. No significant differences in HHCB/AHTN ratios were observed among the water, fish, and sediment samples (p > 0.05). However, the HHCB/AHTN values in the Haihe River were much lower than those in the Dagu Drainage River and Chentaizi Drainage River (p < 0.05). Compared with several typical persistent organic pollutants (POPs), the musk concentrations were higher or comparable in the Haihe River.     

嘉兴南湖整治后水质对微生物种群生态分布的影响

2002年4月至2003年4月,在南湖水面设了6个采样点,对湖中微生物的分布进行调查,年平均值为：异养细菌2752个／mL、纤维素分解菌326个／mL、氨氧化菌393个／mL、亚硝酸氧化菌305个／mL、硝酸盐还原菌1507个／mL、脱氮菌55个／mL、有机磷分解菌36．5个／mL、大肠杆菌平均≥5000个／L,有机磷分解菌的分布和湖中总磷含量存在正相关性;全年细菌量以11月份最高,8,9份最低。从各样点分离出108个菌株对其进行鉴定,结果有12个属,假单胞菌属是南湖水中的优势菌,占细菌总数的34．2％。水中总磷、氨氮、挥发性酚含量虽然低于综合整治前,但仍然偏高。南湖为富营养化的湖泊。