新型污染物氯代消毒副产物的生态环境及人体健康毒性效应研究进展

水消毒是保护人体健康免受病原体侵害并防止病原体在水中传播的基本策略,已被广泛应用于水质净化中. 在水消毒过程中,消毒剂易与天然存在的有机物（如腐殖酸和富里酸）、无机物、污染物以及原水中存在的游离氯、溴或碘反应,生成新型污染物（emerging contaminants,ECs）消毒副产物（disinfection by-products,DBPs）,其中氯代消毒副产物（chlorinated disinfection byproducts,Cl-DBPs）是检出率和浓度水平最高的一类. Cl-DBPs可引发内分泌紊乱及“三致”效应,对生态环境和人体健康均构成了一定的威胁,然而造成这些不良影响的毒性机制在很大程度上尚不清楚. 因此,全面了解Cl-DBPs的毒性效应对保护生态环境和人体健康至关重要. 本文综述了目前已发现的Cl-DBPs的种类和来源,探讨了Cl-DBPs及其混合物对水生生物、陆生生物、人体健康的毒性效应,为评价Cl-DBPs的环境风险提供科学依据.     

多种色谱质谱联用技术测定沉积物中的十溴二苯醚

随着十溴二苯醚（BDE-209）正式进入《斯德哥尔摩公约》名单,准确测量其浓度水平对研究其环境行为具有重要意义.本文对多种色谱质谱联用技术——气相色谱-负化学电离质谱（GC-NCI-MS）、气相色谱-电子轰击电离质谱（GC-EI-MS）、气相色谱-电感耦合等离子体质谱（GC-ICP-MS）和高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱（HPLC-ICP-MS）进行了优化和评估,并对其在实际环境沉积物样品中检测BDE-209的性能进行了考察.4种检测方法的定量限为3—200 ng·mL^-1,在0.5-10 μg·mL^-1的范围内有良好的线性关系（r² > 0.995）,测量结果的相对标准偏差（RSD）在0.5%—8.7%之间,可以满足BDE-209分析检测的需求.应用到沉积物实际样品的检测时,各方法测量结果的RSD为0.7%—15.7%,基质效应为98%—166%,其中GC-EI-MS和GC-NCI-MS表现出基质增强效应且分析结果的稳定性受到影响,可通过内标或基质加标方式进行校正,GC-ICP-MS、HPLC-ICP-MS几乎不受实际样品基质的影响,测量结果的准确性良好.     

邻苯二甲酸二丁酯对KM小鼠神经行为学的影响及芒果苷的拮抗作用

探究邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对小鼠神经行为学影响的剂量-反应关系,以及芒果苷(MAG)的拮抗作用。36只性成熟雄性KM小鼠随机分为4组：(1)生理盐水组,(2) 5 mg·kg^-1 DBP组,(3) 25 mg·kg^-1 DBP组,(4)125 mg·kg^-1 DBP组,实验周期28 d。应用国际通用的高架十字迷宫(EPM)和旷场实验(OFT)检测DBP暴露后KM小鼠的神经行为学变化;通过脑组织病理学切片,检测KM小鼠的靶组织脑海马CA1区病理变化;通过测定活性氧(ROS)、谷胱甘肽(GSH)、丙二醛(MDA)、DNA-蛋白质交联系数(DPC),检测KM小鼠的脑海马组织氧化损伤水平。以MAG作为抗氧化剂,36只KM小鼠随机分为4组：(1)生理盐水组,(2) 50 mg·kg^-1 MAG组;(3) 125 mg·kg^-1 DBP组;(4) MAG+DBP组,进行神经行为测试,同时评估各组KM小鼠脑海马组织氧化损伤。与对照组比较,随着DBP暴露剂量的升高,125 mg·kg^-1 DBP组KM小鼠进入开放臂次数减少,停留时间偏短,运动距离较短,运动轨迹偏离中央区域;脑海马CA1区锥体神经细胞排列紊乱,细胞形态肿胀变形,树突缩短甚至消失;且脑系数下降,ROS、MDA含量及DPC系数逐渐上升,GSH含量逐渐降低,且差异均有统计学意义(P＜0.05, P＜0.01);加入拮抗剂MAG处理后,与125 mg·kg^-1 DBP组比较,MAG+DBP组小鼠神经行为学出现一定程度的缓解,脑海马CA1区病理程度减轻,脑系数上升,ROS、MDA含量及DPC系数出现一定程度的下降,GSH含量出现一定程度的上升,且差异均有统计学意义(P＜0.05, P＜0.01)。DBP所致小鼠的神经行为学变化可能与脑海马组织的氧化损伤有关;MAG可通过降低小鼠脑组织氧化应激水平,对DBP暴露所致的小鼠神经行为学影响起到一定的保护作用。     

双重环境目标约束下的产业转型升级:“减污降碳”何以“协同增效”

在全面推进人与自然和谐共生的中国式现代化进程中,处理好多目标环境规制政策的协同性是推进国家治理体系和治理能力现代化的重要工作。面对建设美丽中国与实现“双碳”目标两大战略任务,环境政策协同是否可以更加有效推动产业转型升级,现有研究尚无确定答案。因此,该研究利用“两控区”和低碳城市试点政策作为环境政策协同的准自然实验,将有为政府与有效市场纳入统一分析框架,利用2003—2020年中国282个地级及以上城市面板数据,通过构建双重差分模型,研究减污降碳双重环境目标约束对地区产业转型升级的影响。研究表明：①与单一环境规制相比,减污降碳协同推进地区产业转型升级效果更佳,这一结论在一系列稳健性检验中均成立。②机制分析发现,在双重环境目标约束下,有为政府通过财政支出调节效应推动地区产业转型升级;有效市场激励微观企业产生易地搬迁效应和创新补偿效应,从而实现地区产业转型升级。③进一步研究发现,减污降碳双重环境目标推动产业转型升级具有明显的异质性,双重试点政策对东部地区、非老工业基地、高环保意识地区、环境基础设施水平高的地区产业转型升级的作用更加显著。基于此提出：①地方政府应统筹全局,避免走偏、盲目上马“两高”项目;②充分发挥财政的支柱作用,吸引和带动更多社会资金流入绿色低碳行业;③根据各地实际将国家减污降碳目标分解落实,探索可推广、可复制的经验和样板;④加大创新激励力度,鼓励低碳技术与低污染排放治理技术协同创新;⑤因地制宜实施差别化的政策,推进各区域要素禀赋深度融合,充分发挥减污降碳协同优势。     

基于AHP-FUZZ方法的高校节能评价方法

根据综合评价指标体系建立的原则,建立了高校节能评价指标体系。利用层次模糊(AHPFUZZ)综合评价方法,分别计算各指标权重和建立评判矩阵,根据加权平均的方式提出高校节能效果评价方法。评价方法对定性评估高校节能效果提供了定量计算依据,对评估实际节能工程改造效果具有指导作用。     

城市道路径流对植物种子萌发的影响

针对城市道路径流对植物生长的影响尚不明确、无法评价道路径流的潜在生态毒性的问题,本研究选取小麦、水稻、油菜、荞麦和萝卜5种植物,考察城市道路径流对植物种子萌发和幼苗生长的影响.结果表明,不同交通密度道路径流对小麦、水稻、油菜、荞麦和萝卜5种植物种子的萌发具有明显抑制作用,与对照组相比,3条道路径流显著降低了植物种子的发芽指数,但对植物种子的平均发芽速度影响效果并不显著;道路径流胁迫后,植物幼苗株高、根长和鲜质量有所减小,幼苗干质量无明显变化;且交通密度较大,其路面径流污染物浓度较高,其径流对植物种子萌发、幼苗生长抑制作用越明显.利用隶属函数值法对5种植物各项生长指标进行综合评价,小麦生长对道路径流胁迫的敏感性高于其他植物,通过偏最小二乘法-判别法筛选出小麦的发芽势和根长可作为指示评价道路径流潜在生态毒性的敏感性指标.     

纳米MgO对斜生栅藻的毒性效应及致毒机理

为探究纳米氧化镁(MgO)对微藻的毒性效应及致毒机制, 以斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)为实验材料, 测定了纳米MgO对斜生栅藻细胞形态、生长、叶绿素含量及SOD和POD酶活性的影响.结果表明, 低浓度的纳米MgO(>0.8 mg·L-1)即可对斜生栅藻的生长及叶绿素的合成有抑制作用, 说明纳米MgO对斜生栅藻具有明显的毒性.100 mg·L-1纳米MgO处理时, 完全抑制了栅藻的生长和叶绿素的合成, 藻细胞在4 d内死亡.通过亚甲基蓝还原法测定培养体系中活性氧(ROS)含量发现, 随着纳米MgO浓度的升高, ROS大量增加;且纳米MgO暴露条件下, POD酶活性相比于对照组显著增强, 但不同浓度纳米MgO处理组之间POD酶活性无明显差异.纳米MgO处理96 h后, 当其浓度高于0.8 mg·L-1时, SOD酶活性随浓度升高而降低, 表明长时间暴露于纳米MgO后, SOD酶活性受高浓度纳米MgO抑制, 而POD酶则作为主要的抗氧化酶清除产生的各种自由基.扫描电镜观察发现, 纳米MgO(>20 mg·L-1)处理时, 斜生栅藻细胞变形, 甚至裂解.纳米MgO发生团聚, 附着在栅藻细胞表面;团聚的纳米MgO对藻细胞鞭毛有缠绕作用, 使细胞聚集成团, 限制了藻细胞的游动, 并导致细胞间相互遮弊, 不利于藻细胞吸收光能.透射电镜观察发现, 纳米MgO没有进入藻细胞内部.通过测定纳米MgO解离出的Mg2+的含量和对藻细胞部分生理生化指标的影响发现, 其对藻细胞没有毒性效应.因此, 纳米MgO对斜生栅藻的致毒机理可归纳为:通过释放大量ROS对藻细胞产生氧化胁迫抑制其生长;高浓度的纳米MgO引起藻细胞的接触性物理损伤, 导致藻细胞质壁分离, 裂解;同时纳米MgO团聚并覆盖在藻细胞表面, 通过与藻细胞鞭毛的相互作用使细胞聚集成团, 影响细胞的正常游动及其对光能、营养物质的吸收利用和气体的交换.     

纳米碳黑与重金属对BEAS-2B细胞的联合毒性作用模式评价

通过研究空气颗粒物的代表性组分纳米碳黑(nano particle carbon black,NPCB)与重金属(Pb/Cr/Cd)联合染毒对BEAS-2B细胞存活率和LDH漏出率的影响,旨在阐明NPCB与重金属对细胞毒性的联合作用模式。检测NPCB与重金属(Pb/Cr/Cd)联合染毒24 h后BEAS-2B细胞存活率(CCK-8法)和LDH漏出率(LDH活性比色法)的变化,采用析因方差分析判断其是否存在联合毒性作用及联合作用模式。NPCB与重金属(Pb/Cr/Cd)联合染毒在细胞存活率和LDH漏出方面存在联合作用;与对照组和单独染毒组相比,低剂量Pb(125μmol·L^-1)与NPCB联合染毒对细胞存活率无交互作用,对LDH漏出表现为拮抗作用;高剂量Pb(1 000μmol·L^-1)与NPCB联合染毒对细胞存活率表现为协同作用,对LDH漏出无交互作用;Cr和Cd与NPCB联合染毒在细胞存活率方面均表现为协同作用;低剂量Cr和Cd与NPCB联合染毒在LDH漏出方面无交互作用,高剂量时表现为协同作用。NPCB与重金属存在联合作用,金属不同、剂量不同以及评价指标不同,其联合作用模式不尽相同。     

非均相催化臭氧氧化深度处理炼油废水

采用非均相催化剂催化臭氧氧化处理炼油废水,考察了催化剂负载率、pH、催化剂投加量和臭氧投加量及反应时间对处理效果的影响。结果表明,组合工艺最佳工艺条件为:催化剂负载率2.1%、pH 9、催化剂投量80 g/L、臭氧投量8.1 mg/L、反应时间60 min,COD、石油类、NH3-N、硫化物和SS去除率分别为91.3%、92.7%、80.5%、34.5%和59%。处理炼油废水过程中组合工艺存在明显协同效应,协同因子为1.47。中间臭氧氧化和催化臭氧氧化在最优工艺条件下对炼油废水COD的降解均符合准一级动力学规律。基于叔丁醇的实验结果,结合降解动力学可以推测,降解炼油废水过程中非均相催化剂催化臭氧产生高活性羟基自由基是降解效率提高的主导因素。