Effect of acute exposure to PFOA on mouse liver cells in vivo and in vitro

Increasingly, epidemiological evidences indicate chemosynthetic perfluorooctanoic acid (PFOA), an environmental pollutant, induces potential adverse effect on human health after long-term exposure. However, less study has been performed for assessment of acute effect of PFOA exposure on metabolic homeostasis. In experimental designs, PFOA-exposed liver cells in vivo and in vitro were used to discuss underlying mechanism related to PFOA-induced metabolic dysfunction. In serological tests, PFOA-exposed mice showed increased treads of liver functional enzymes in alanine transaminase (ALT), aspartate transaminase (AST), and total bilirubin (T-BIL), trypsinase, low density lipoprotein-cholesterol (LDL-C), and insulin, while blood glucose, high density lipoprotein-cholesterol (HDL-C), and glucagon levels were reduced. In histocytological observations, PFOA-exposed liver showed visible cytoplasmic vesicles, and intact pancreatic islets were observed in PFOA-exposed pancreas. Additionally, increased insulin-positive cells and reduced glucagon-positive cells were detected in PFOA-exposed islets. As shown in immunoassays, PFOA-exposed liver resulted in elevations of cluster of differentiation 36 (CD36)-labeled cells and CD36 protein. In mouse liver cell study, PFOA-exposed cells showed increased cell apoptotic count, and increased phosphorylated levels of Bcl-2 and Bad in the cells. Furthermore, PFOA-exposed liver cells exhibited elevations of CD36-labeled cells and CD36 protein. Taken together, the present data demonstrate that acute exposure to PFOA-impaired liver function is associated with inducting CD36 expression and apoptosis, as well as disrupting key hormones in the pancreas.     

围垦后南汇东滩海三棱藨草的空间分布及其影响因子研究

2015年9月~10月期间对2012年底围垦后南汇嘴区域的海三棱藨草(Scirpus mariqueter)湿地系统进行了调研,运用主成分分析、典范对应分析(canonical correspondence analysis,CCA)方法,基于101个样地土壤的有机碳、总磷、总氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮、正磷酸盐、pH、含水率、粒径、盐度、滩涂高程等12个环境因子数据,探讨了围垦后海三棱藨草空间分布的关键影响因子。结果表明:海三棱藨草的分布与滩涂高程具有显著正相关(P0.05),海三棱藨草群落主要分布在南汇滩涂2.5~3.4 m高程范围内;海三棱藨草的密度、盖度与盐度呈显著正相关(P0.05)。结论认为滩涂高程和土壤盐度是影响海三棱藨草分布的主要环境因子。未来需要结合围垦后的水动力变化过程数值模拟,对海三棱藨草生态系统高时空分辨率的响应过程及机制进行研究,以进一步确立海三棱藨草对围垦工程响应的关键阈值。研究对围垦工程后的滨海湿地植被恢复及滩涂生态修复具有参考意义。     

农作物病虫害专业化防治服务对农药施用强度的影响

农药过量施用已造成严重的负外部性。推行农作物病虫害专业化统防统治服务可以实现安全、科学、合理用药,有效缓解农业面源污染问题和提升食品的质量安全水平。为了探究病虫害专业化统防统治服务在缓解农业面源污染方面的效果,文章利用全国七省水稻病虫害专业化防治服务调查数据,基于倾向得分匹配方法(PSM),剔除样本自选择内生性问题的影响,分析农户将水稻病虫害防治环节外包给植保专业化服务组织("统防统治")与"自防自治"户相比使用农药的种类和施用次数的差异,即植保专业化防治是否取得了较好的环境效应。研究结果表明,植保专业化服务显著减少了农药施用强度,提高了无公害低毒农药的采用比例;并且其效果在小农户和规模种植大户之间存在明显差异,与采纳病虫害统防统治服务的规模种植大户相比,小规模种植户在采纳病虫害统防统治服务后在降低农药施用强度,提高无公害低毒农药的应用比例方面效果更显著。基于此,文章建议强化对植保专业化防治项目的财政扶持力度,提高病虫害专业化防治覆盖率;重点鼓励小规模种植户采纳病虫害统防统治服务;鼓励农户土地流转,促进农业生产规模化经营,加强对种植专业户的病虫害防治方面的培训和引导,并着力发挥专业大户的示范带头作用,提高统防统治的效率,从而促进食品质量安全水平的提升和农业生态环境的保护。     

中国耕地非农化压力时空格局的演变分析

社会经济和资源禀赋的区域差异导致耕地非农化压力表现出明显的空间异质性。开展耕地非农化压力测算并揭示其时空格局演变,是实现土地资源优化配置的基础。从经济因素、社会因素、产业结构和资源禀赋4个方面构建耕地非农化压力指数评价指标体系,采用熵值法计算各指标权重,继而计算1990~2014年中国31省的耕地非农化压力指数,并在此基础上开展了耕地非农化压力的时空格局分析。结果表明:(1)从空间格局分布来看,中国耕地非农化压力空间分布呈现明显的地理梯度,总体上呈现从东到西依次递减的态势。(2)从时间变化趋势来看,不同地区各省份之间的耕地非农化压力指数变化呈现多元化趋势。东部沿海地区,山东、浙江、江苏的耕地非农化压力指数处于上升阶段,上海、福建的压力指数变化趋势逐渐趋稳,广东的压力指数呈现下降趋势。中部地区,河南、河北、山西、江西的耕地非农化压力指数趋稳,陕西、湖北以及四川、重庆等西南地区省份的压力指数呈上升趋势。西部沿边3省(云南、西藏、新疆)的耕地非农化压力呈现了一致的下降趋势。(3)从时空格局结合来看,耕地非农化压力不同的省份其变化趋势呈现出截然不同的走向。在耕地非农化压力较大的地区,耕地非农化经历了从制度驱动向发展推动的阶段,经济增长的倒"U"型轨迹明显,经济增长与耕地非农化之间的关系逐渐脱钩。在耕地非农化压力居中或较小的地区,产业发展滞后,土地比较收益较低,耕地的社会保障作用、生态作用对耕地非农化的影响较大,从而增加了部分省份的耕地非农化压力。     

产业园区碳排放核算方法研究

产业园区是一个协同实现经济效益和环境效益的重要单元,同时也是重点碳排放源,其转型和发展对实现国家和地区的低碳战略起到关键作用。碳排放核算方法影响园区碳排放水平的评估,是制定有效碳减排策略的基础。产业园区碳排放核算需要明确核算对象、核算结果表征和核算范围。本研究首先界定核算对象,辨析"二氧化碳量"与"二氧化碳当量"两种表征方式,认为二氧化碳量可以反映产业园区能源结构,而二氧化碳当量则能够量化园区的不同排放过程和环境效应。同时,从价值链角度出发,将园区碳排放核算划分为三个Scope,分别反映园区直接排放和上下游关联企业的间接排放。然后,从排放活动和部门关联出发,分析三种典型碳排放核算方法(清单分析法、投入产出分析和生态网络分析),进一步划分为流量分析模式和结构分析模式。流量分析模式主要从排放量角度对园区内部及其上下游产业链相关的碳排放活动进行核算;结构分析模式则聚焦园区相关碳排放部门和价值链的组织形式,从投入产出或者网络关联角度开展分析。研究发现清单分析法可以自下而上量化产业园区碳排放活动的流量,投入产出法则自上而下揭示碳排放单元的直接和间接流量以及平行结构,而生态网络分析则采用混合式核算模式刻画碳排放单元之间的网状关联结构。最后,本研究初步提出了产业园区碳排放核算方法的研究框架,力求提高排放因子精度,改进核算模式和建立动态核算模型,对碳排放总量和结构进行预测,从而实现产业园区的低碳发展。     

基于遥感反演长江中游地区悬浮泥沙研究

悬浮泥沙定量研究对于调查长江的水质、地貌、生态环境等起着至关重要的作用。以长江中游武汉地区2012~2013年14幅不同时相的Landsat ETM+遥感影像为主要数据源,结合野外采样悬浮泥沙浓度数据,分析了悬浮泥沙遥感定量反演方法,数据处理中针对ETM+SLC OFF影像缝隙问题,采用自适应局部回归匹配算法（ALR）进行影像自动恢复处理,在波段选择中对悬浮泥沙浓度和光谱反射率数据进行相关性分析,并运用传统关系建模方法和高斯模型方法对比,比较悬浮泥沙定量反演模型,利用实测验证数据对反演模型精度进行评估。研究结果表明：（1）ALR可以有效的获取悬浮泥沙敏感波段的遥感光谱反射率;（2）ETM+Band3悬浮泥沙浓度的高斯模型相关系数最高,通过对比得到模型反演的验证精度较高,研究证明遥感定量反演适合于长江流域武汉段泥沙含量大范围监测     

东洞庭湖湿地生态系统健康状态与水位关系研究

基于CBERS卫星遥感影像数据,以东洞庭湖国家级自然保护区为研究区,通过光谱特征分析建立决策树分类模型,提取东洞庭湖湿地的地物类型。以生态系统健康理论为基础,依据东洞庭湖湿地的特点,综合湿地生产力、组织结构、弹性和功能4个方面,建立湿地生态系统健康状态评价指标体系和评价模型,利用GIS技术,分析东洞庭湖湿地在2000～2006年10个时相的生态系统健康状态。结合城陵矶水文站的水位数据,探讨了东洞庭湖湿地健康状态与城陵矶水位之间的相关性,并利用2007年两个时相的数据进行检验。研究结果表明：东洞庭湖湿地健康状态与城陵矶水位之间存在着较大的相关性,当城陵矶水位达到30 m左右时,东洞庭湖湿地健康状态达到最佳值     

基于MODIS数据的安徽区域日蒸散量估算与分析

蒸散的估算在区域能量平衡和水资源研究中具有重要意义,遥感技术发展促进了区域蒸散的研究。利用安徽省气象资料、MODIS数据产品及GIS背景信息,基于SEBAL模型,按1 km空间分辨率进行了面尺度的安徽省日蒸散量估算,并在GIS空间分析模块的支持下对不同土地覆盖类型的日蒸散量进行统计分析。结果表明：遥感估算的蒸散量与利用Penman Monteith公式计算的蒸散量比较,两者之间具有较好的相关性,遥感蒸散估算值整体偏小,不同土地利用类型的日蒸散量间差异显著。遥感蒸散估算方法在安徽省具有一定的实用性,需优化模型参数,以提高其进一步技术推广的前景     

Stability of 6:2 fluorotelomer sulfonate in advanced oxidation processes: degradation kinetics and pathway

Perfluorooctane sulfonate (PFOS), a widely used mist suppressant in hard chrome electroplating industry, has been listed in the Stockholm Convention for global ban. 6:2 Fluorotelomer sulfonate (6:2 FTS) acid and salts have been adopted as alternative products in the market, but no data about their abiotic degradation has been reported. In the present study, the degradability of 6:2 FTS potassium salt (6:2 FTS-K) was evaluated under various advanced oxidation processes, including ultraviolet (UV) irradiation, UV with hydrogen peroxide (H₂O₂), alkaline ozonation (O₃, pH = 11), peroxone (O₃/H₂O₂), and Fenton reagent oxidation (Fe²⁺/H₂O₂). UV/H₂O₂ was found to be the most effective approach, where the degradation of 6:2 FTS-K followed the pseudo-first-order kinetics. The intermediates were mainly shorter chain perfluoroalkyl carboxylic acid (C₇ to C₂), while sulfate (SO₄ ^2?) and fluoride (F^?) were found to be the final products. The high yields of SO₄ ^2? and F^? indicate that 6:2 FTS-K can be nearly completely desulfonated and defluorinated under UV/H₂O₂ condition. The degradation should firstly begin with the substitution of hydrogen atom by hydroxyl radicals, followed by desulfonation, carboxylation, and sequential “flake off” of CF₂ unit. Compared with PFOS which is inert in most advanced oxidation processes, 6:2 FTS-K is more degradable as the alternative.     

有机改性成都粘土预处理垃圾渗滤液

以成都粘土为原料,十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)为改性剂制备有机改性土,并将其应用于垃圾渗滤液的预处理。采用单因素静态吸附实验,以粘土对垃圾渗滤液COD和氨氮的去除率作为考查指标,初步探究有机改性土预处理垃圾渗滤液的适宜条件;并对有机改性粘土及原土进行性能表征,初步分析其吸附机理。研究结果表明,有机土的处理效果明显优于原土,处理效果上比原土提高了1.6~2.3倍;有机土预处理垃圾渗滤液适宜条件为:投加量120 g/L、搅拌速度200 r/min、搅拌时间50 min、pH=7、静置时间为6 h。