环境中金属生物有效性的预测模型——生物配体模型研究进展

生物配体模型(BLM)是一种用于预测环境中金属生物毒性的机理性模型.模型理论起源于自由离子活度模型(FIAM)和鱼鳃络合模型(GSIM),考虑了自由金属离子的活度以及自然环境存在的其他离子(如Ca2+、Na+、Mg2+、H+)、非生物配体(如可溶性有机质、氯化物、碳酸盐、硫酸盐)和生物配体的竞争.目前,在水生生态系统中,基于鱼鳃络合模型的框架基础,通过生物化学实验手段并结合数学方法,建立了预测铜、锌、银、镍对Rainbowtrout(虹鳟鱼)、Fatheadminnow(黑头呆鱼)和Daphniamagna(水蚤)的急、慢性毒性的BLM版本,并积极探索其在陆地生态系统中的应用.虽然生物配体模型在实验室模拟条件下取得了较为满意的结果,但其中包含着一些假设,在实际应用中还具有一定的局限性,尤其是陆地生态系统生物配体模型的发展还需要做许多研究工作.本文主要论述了生物配体模型的理论基础、实现手段和应用情况,讨论了生物配体模型的优势和局限性并对其未来研究方向进行了展望.     

利用钝化剂控制城镇街道灰尘重金属污染

为控制城镇街道灰尘中重金属污染,降低重金属生物有效性,采用向街道灰尘样品加入钝化剂溶液的方法,分别研究了不同施用量的单一钝化剂K_2HPO_4和Na_2SiO_3以及2种钝化剂以不同质量比组成的混合钝化剂对成都市街道灰尘中的Cu、Pb和Cd的生物有效性的影响。结果表明,在K_2HPO_4或Na_2SiO_3施用量为灰尘质量的1%时,即可有效钝化灰尘中的Cu、Pb和Cd,使其生物有效性分别降低27.9%、33.9%、53.2%或36.1%、34.4%、48.5%;继续提高钝化剂的施用量对降低灰尘中重金属生物有效性无显著作用;当总钝化剂施用量不变时,K_2HPO_4和Na_2SiO_3以1∶1组成混合钝化剂对灰尘中Cu和Pb的钝化效果优于单一钝化剂。使用重金属钝化剂可降低街道灰尘中重金属的生物有效性,在城市环卫喷洒用水中添加适量钝化剂一定程度上会达到控制飞灰与控制重金属污染的双重目的。     

农田土壤镉生物有效性及暴露评估研究进展

随着工业化和城市化进程的发展,我国在农田土壤污染领域面临较大挑战,其中镉(Cd)为最优先控制元素之一。农田土壤Cd污染风险类型为健康风险,其主要暴露途径为经土壤-植物系统,并经膳食进入人体。在当前的土壤Cd风险评估中,一般不考虑生物有效性问题,这使得风险评价中实际暴露评估的不确定性普遍偏高。所以,近年来欧洲国家有许多研究者提出将生物有效性因素放在土壤污染物风险评价框架内。基于此,本文立足于农田系统,并从土壤、植物、污染物及环境因素等4个方面详细综述了农田土壤Cd生物有效性的影响因素及其作用机理。其次,分别综述了近年来土壤Cd生物有效性预测模型和土壤Cd膳食暴露评估模型研究进展。最后,分析了我国土壤重金属风险评价中存在的不足,并对农田土壤Cd暴露评估发展态势和研究方向进行了初步预测,以期为农田土壤Cd健康风险评估及安全基准研究提供一定参考。     

沉积物与盐度对罗红霉素生物有效性的影响

在河口环境,沉积物与盐度对抗生素的生物有效性有重要影响。使用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)分析单一和复合控制系统(水、水-沉积物、水-斑马鱼、水-沉积物-斑马鱼)中的各相态中的罗红霉素,以期量化各相态中罗红霉素的迁移、分布。随着暴露时间延长,水体中罗红霉素浓度不断减少,沉积物和斑马鱼体内罗红霉素不断蓄积。沉积物的存在会减少罗红霉素在斑马鱼中的生物有效性。在高盐度环境下,沉积物拥有更大的吸附效率,符合盐析效应,导致罗红霉素的生物有效性及斑马鱼富集能力下降。水-沉积物-斑马鱼系统达平衡时,沉积物为罗红霉素的主要富集场所,可积累42.0%的罗红霉素。同时,斑马鱼可吸收和富集0.16%的罗红霉素。上述研究为研究抗生素环境行为和毒理提供了参考。     

口服纳米银对大鼠的生物有效性及其体内分布的研究

由于独特的抗菌特性,纳米银(AgNP)在诸多领域得到广泛应用,但是其生物有效性、动物组织分布及排出尚不清楚。将聚乙烯吡咯烷酮包被的AgNP溶液按照10 mg·kg~(-1)给雌性SD大鼠灌胃,采用ICP-MS检测SD大鼠组织、粪便及尿液中总银浓度。结果表明,AgNP通过小肠吸收后,可以通过血液循环快速分布在肝、肾、脾、肺、脑等靶器官。灌胃后1 h,大鼠各组织中总银浓度达到最大值(肝、肾、脾、肺、脑中银浓度分别为(0.29±0.13)mg·kg~(-1)、(0.23±0.04)mg·kg~(-1)、(0.17±0.05)mg·kg~(-1)、(0.11±0.01)mg·kg~(-1)、(0.06±0.02)mg·kg~(-1)),之后银浓度随时间而降低,直至和对照组无显著性差异。在灌胃途径下,AgNP对SD大鼠的有效性为8.5%,且73%的AgNP是通过粪便的途径排出体外。     

工业废气治理方法及有效性提升对策研究

随着中国式现代化战略改革转型时期的到来,我国工业企业增强了生态化与产业化的关联,持续提升工业废气治理效率,推进生态产业化和产业生态化发展。文章以此为出发点,分析了工业废气治理方法,并在剖析影响其治理有效性因素的基础上,分别从治理理念、治理技术、治理人才、环境管理4个层面,提出了有利于提高工业废气治理效果的建议。     

矿区土壤Pb的分布特征及植物修复应用性研究

对云南省某有色矿区采矿厂及选矿厂周围土壤Pb污染现状、土壤中Pb的形态分布特征及其植物有效性进行了分析.按照Tessier的重金属形态分级和浸提方法,Pb在土壤中主要以铁锰氧化物结合态及有机结合态为主,植物有效性较低.比较两样点土壤Pb活性,选矿厂高于采矿厂,这可能是由于Pb的来源不同.从土壤含Pb及植物有效态Pb含量来看,该矿区样点土壤Pb污染均较严重,开展污染修复工作势在必行.以植物体内Pb含量、地表上部有效富集系数及转移系数为指标,对20种植物对Pb的富集特性分析发现,类芦富集和转移Pb的能力较强,进一步研究价值很大.从土壤Pb的有效态含量及生态安全考虑,在该矿区进行土壤Pb污染的植物提取修复是可行的.     

规划环境影响评价中的公众参与探讨

公众参与在规划环境影响评价中具有重要的意义,因此,首先讨论了规划环评中公众参与的涵义和作用,以及规划环评公众参与的对象、形式、时机,然后根据中国环境影响评价中公众参与的现状,提出了提高规划环评公众参与的有效性的途径。     

四种砷化合物对藻类生长及光合作用的影响——以三角褐指藻为例

为了给砷对生态系统的影响研究提供参考,利用调制叶绿素荧光技术探讨了自然环境中常见的4种形态的砷对三角褐指藻生长和光合作用的影响.结果表明,在36 h内,亚砷酸盐对藻类生物量的增长和光合活性都有明显的抑制作用;砷酸盐在抑制藻类生长的同时却因为干扰代谢而使藻类表现出光合活性的增强;一甲基砷酸盐和二甲基砷酸盐对藻类在这些方面的影响相对较弱.但对藻类光能利用效率、非光化学淬灭系数等还是产生了较明显的影响.因此,除亚砷酸盐毒性较强之外,其余几种砷化合物在宏观层次上都观测不到明显的生长抑制效应,但是在微观层次上已表现出对光合效应的不同影响.     

鲤鱼鱼鳃微环境酸碱条件与铜形态分布模拟

用鱼鳃微环境测定装置和化学平衡计算方法,研究了在人工河水中暴露于铜的鲤鱼鳃部微环境的pH、碱度、粘液含量和铜形态分布.结果发现,鱼鳃pH平衡点为6.92,人工河水pH高于或低于此值时,鱼鳃微环境pH偏低或偏高.变化幅度约达-0.6至0.4 个pH单位.根据实测结果分别建立了计算人工河水和鱼鳃微环境碱度以及鱼鳃粘液分泌量随暴露铜含量和pH变化的定量模型.化学平衡计算结果说明,在pH6至9范围内,人工河水中优势态铜从游离态铜过渡到羟基络合态铜.由于粘液和pH差异的影响,鱼鳃微环境中生物有效态铜含量显著低于人工河水.这样的差别在酸性条件下尤为显著.