中国环境基准理论与方法学研究进展及主要科学问题

环境基准是指环境介质中的环境要素对特定保护对象不产生不良或有害效应的最大限值,是环境标准制修订的科学依据。环境基准理论与方法学一直是国际环境科学和环境保护科学研究领域的前沿,也是国家环境管理的重大科技需求。本文在总结国际和我国环境基准研究成果的基础上,较为系统地阐述了环境基准的基本概况、理论方法学及重要进展。同时,结合学科特点和环境基准科技需求,综合分析了与环境基准理论方法学密切相关的系列关键科学问题。     

镧对微囊藻的生长效应及被富集的动力学研究

研究了稀土元素La3 对微囊藻生长效应及其被微囊藻富集的动力学过程 .结果表明 :当La3 的添加浓度小于 2mg·l- 1 时 ,对微囊藻的生长有促进作用 ,当La3 的添加浓度大于 2mg·l- 1 时 ,微囊藻的生长受到抑制 .La3 在微囊藻中富集的动力学过程可用表面配位模型表征     

Bi_2MoO_6可见光催化去除4BS染料实验研究

以Bi(NO_3)_3·5H_2O和(NH_4)_6M_o7O_(24)·4H_20为原料,采用预超声-水热法合成可见光催化剂Bi_2MoO_6,考察了在可见光催化条件下,催化剂的用量、污染物初始浓度、溶液pH值等因素对偶氮染料直接耐酸大红4BS去除效果的影响.结果表明,4Bs溶液初始浓度为20mg·l~(-1)、原始pH值6.90条件下,催化剂的最佳投加量为2g·l~(-1),光照60min后,4BS去除率达到92.7%;在实验浓度20-100mg·l~(-1)的范围内,催化剂投加量为2.0g·l~(-1),光照210min后染料去除量最大可达到约50mg·l~(-1),溶液在弱酸或弱碱性条件下脱色较为稳定,在强酸或强碱性条件下脱色较快,效果明显;催化剂重复使用前后结构和成分稳定,但光催化活性有所下降.     

贵阳市郊菜园土-辣椒体系中重金属的迁移特征

选择贵阳市郊二戈寨、马铃乡和永乐乡的辣椒地,研究重金属在菜园土-辣椒体系中的迁移过程.结果表明,二戈寨、马铃乡和永乐乡3处采样地点菜园土中存在不同程度的重金属污染,综合污染指数分别为1.17、1.23和2.18,主要污染元素为Zn、Cu、Cd.但辣椒果实中仅有Cd超标.在土壤-辣椒体系各界面间,重金属元素迁移能力大小顺序发生了变化:在土壤-根部间为CdCu＞Zn＞Pb,在根部-茎叶间为Zn＞Cd＞Pb＞Cu,在茎叶-果实间为Cu(＞＞)Zn＞Cd＞Pb.对于Cu、Pb和Zn元素来说,辣椒根-土界面是重金属进入辣椒果实的主要障碍,其生物富集系数BCF值(蔬菜根中重金属含量/土壤中重金属含量)分别在0.21～0.44、0.04～0.24和0.033～0.08之间,而Cd的BCF值却达1.06～4.23,表现为富集作用.Cd的迁移系数TF1值(蔬菜茎叶中重金属含量/根部重金属含量)表明,其在根部-茎叶间的迁移几乎不受阻碍,但在果实-茎叶界面再次受阻,其TF2值(蔬菜果实中重金属含量/茎叶中重金属含量)在0.42～0.51之间.     

广州市灰霾期间大气颗粒物中无机元素的质量浓度

用ICP-MS测定K,Al,Fe,Mn,Cu,Pb 和Zn等27种元素的浓度,讨论了这些元素在灰霾与非灰霾期的浓度特征.结果表明, 广州市大气PM10中无机元素的质量浓度在灰霾期要高于非灰霾期,同时灰霾与非灰霾期间所测元素的分布特征基本一致,说明灰霾与非灰霾期间无机元素的来源基本上是一致的.富集因子法分析结果显示,来源于人为活动的Zn, Pb, As和Cu在灰霾期更容易富集.     

有机化合物生物富集因子的计算机预测研究

有机化合物在生物体内的富集,通常用生物富集因子(bioconcentration factor,简称BCF)来表达,这是化合物生态环境毒性评估的重要指标。为合理预测有机化合物是否易于生物富集,首先从美国环保局网站收集了624个具有不同BCF值的化合物,然后采用7种分子指纹结合5种机器学习方法(包括支持向量机、C4.5决策树、k最近邻法、随机森林法和朴素贝叶斯法),构建了化合物BCF的分类预测模型,所有模型均采用独立外部验证集进行验证。其中,使用Chemo Typer分子指纹结合支持向量机方法得到的二分类模型,整体预测准确度最好,达到了85.4%。通过采用信息增益、频率分析等方法,进一步确定了化合物中易于引起生物富集的关键子结构,包括芳基氯、二芳基醚、氯代烷烃等。研究中所用到的方法为有毒化学品的生态风险评价提供了良好可靠的预测工具。     

攀枝花工矿区土壤重金属人为污染的富集因子分析

在环境地球化学研究中,自然异常与人为异常往往同时存在,因此要判断环境污染状况,从自然异常中分离人为异常是十分重要的。文章根据重金属元素的环境地球化学行为,采用富集因子来判别表层土壤中重金属的人为污染情况,攀枝花工矿区的实例研究表明,应用富集因子可有效区分工矿区重金属污染的自然影响和人为影响。     

春、夏季长江口海水、沉积物及生物体中重金属含量及其评价

根据2009年5月（春季）、8月（夏季）长江口海域的环境调查资料,分析了长江口及其临近海域水相、表层沉积物及生物体内的6种重金属含量及分布特征,利用单因子指数法对污染状况进行了评价,并就污染来源进行了探讨。结果表明：研究海域春季表层水体中以Cu和Hg污染为主,超标率均为30%,而底层则主要为Hg污染,超标率为35%,Zn和Pb除个别站位超标外,其它站位状况良好;夏季表、底层水体中重金属污染以Cu、Zn和Hg污染较为严重,各重金属质量浓度约为春季水体中的2倍。研究海域春季表层沉积物中重金属污染状况由大到小依次为Cd、As、Cu、Zn、Pb、Hg,夏季表层沉积物中重金属污染状况由大到小依次为Cd、Cu、As、Hg、Zn、Pb,春、夏季沉积物中各重金属质量分数有所差异,总体表现为春季高于夏季。生物体内重金属质量分数状况较好,均符合各类食品安全标准。春、夏季沉积物对重金属的富集能力有所不同;但总体表现为春季富集能力高于夏季,这可能与泥沙再悬浮造成的重金属重新释放有关;鱼类和甲壳类对不同重金属的富集能力有所差异,鱼类对重金属的富集能力由大到小依次为Cd、Pb、Cu、Zn、Hg、As,而甲壳类对重金属的富集能力由大到小依次为Pb、Cd、Hg、Zn、Cu、As。     

铜胁迫对铜锈环棱螺致死率、富集性、CAT和SOD的影响

以浙江省温州市瓯海茶山某河内的铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)为研究对象,研究了铜胁迫下铜对铜锈环棱螺的致死效应、铜锈环棱螺对铜的富集性、铜对铜锈环棱螺肝胰腺过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响。结果表明,铜锈环棱螺对较低浓度Cu2+(1.0、2.0 mg.L-1)具有一定的抵抗能力,而在较高浓度Cu2+(4.0～8.0 mg.L-1)胁迫下,则出现较高的死亡率。当ρ(Cu2+)为0.2～0.8 mg.L-1时,随着染毒时间的增加和染毒剂量的加大,铜锈环棱螺对铜的富集性也在增强,但当ρ(Cu2+)为1.6 mg.L-1时,铜锈环棱螺对铜的富集量却随染毒时间的增加而呈下降趋势。在铜胁迫下,铜锈环棱螺肝胰腺CAT和SOD活性受到较大影响。     

外源洛克沙胂对水生态系统砷蓄积及底泥微生物生长的影响

为探明洛克沙胂(ROX)对水生态系统的毒性效应,采用模拟水生态系统,研究了外源添加不同浓度洛克沙胂(0、10、20、40、80和160 mg·L-1)对水生态系统砷含量及底泥微生物生长的影响。结果表明,水体及底泥砷含量随外源ROX用量增加而增加,但随暴露时间延长水体砷含量降低的同时底泥砷含量逐渐增加。金鱼藻和鲫鱼体内均出现明显砷蓄积现象,且160 mg·L-1ROX处理的水生态系统鲫鱼毒害效应明显,暴露1 d的死亡率为100%。金鱼藻对砷具有较强的富集能力,暴露32 d后砷富集量达398.1~1 538.91 mg·kg-1。不同浓度ROX对底泥真菌、细菌和反硝化细菌生长均具有不同程度的抑制效应,而对放线菌和氨化细菌生长具有一定的促进作用,且低浓度ROX(10 mg·L-1)对放线菌生长的促进作用明显。总体上,外源ROX进入水生态系统导致水体砷污染的同时在生物及非生物媒介中再次迁移、分配和蓄积,进而对鲫鱼及部分底泥微生物生长产生毒害。