Copper stimulates the incidence of antibiotic resistance, metal resistance and potential pathogens in the gut of black soldier fly larvae

The black soldier fly larvae (BSFL) have been successfully applied to treat various organic wastes. However, the impacts of heavy metals on antibiotic resistance in the BSFL guts are poorly understood. Here, we investigated the effect of copper (exposure concentrations of 0, 100 and 800 mg/kg) on the antibiotic and metal resistance profiles in BSFL guts. A total of 83 antibiotic resistance genes (ARGs), 18 mobile genetic elements (MGEs) and 6 metal resistance genes (MRGs) were observed in larval gut samples. Exposure to Cu remarkably reduced the diversity of ARGs and MGEs, but significantly enhanced the abundances of gut-associated ARGs and MRGs. The levels of MRGs copA, czcA and pbrT were dramatically strengthened after Cu exposure as compared with CK (increased by 2.8–13.5 times). Genera Enterococcus acted as the most predominant potential host of multiple ARG, MGE and MRG subtypes. Meanwhile, high exposure to Cu aggravated the enrichment of potential pathogens in BSFL guts, especially for Escherichia, Enterococcus and Salmonella species. The mantel test and procrustes analysis revealed that the gut microbial communities could be a key determinant for antibiotic and metal resistance. However, no significant positive links were observed between MGEs and ARGs or MRGs, possibly suggesting that MGEs did not play a crucial role in shaping the ARGs or MRGs in BSFL guts under the stress of Cu. These findings extend our understanding on the impact of heavy metals on the gut-associated antibiotic and metal resistome of BSFL.     

徐州北郊大气降尘重金属污染特征与风险评价

采集了徐州北郊第三、四季度大气降尘样品,分析了降尘中As、Cr、Cd、Pb、Cu的污染水平和健康风险.结果表明,研究区域降尘中Pb、Cu、Cr、As和Cd沉降通量分别为1.49,1.21,0.96,0.243mg/（m²·月）,以及9.23μg/（m²·月）.降尘中5种元素含量均超过当地土壤背景值,但未超过相关标准值.研究区域内Cu空间变异性最强（110.05%）,Pb的沉降通量最高,Cd最低,相较于国内其他工业城市,Cr、Cu的沉降通量偏高,Cd偏低.时间上,第三季度,5种重金属地累积指数排序为：Cu>Pb>Cd>As>Cr;第四季度则为Pb>Cu>Cd>As>Cr.其中Cu、Pb、Cd污染程度均在中度和偏重度以上,As介于轻度和偏中度污染,Cr为轻度污染.10处监测点各重金属均为轻微潜在生态风险,降尘中As对儿童存在一定的非致癌风险和经口摄入的致癌风险.     

宁波市地表水重金属时空分布特性和健康风险评价

分别在丰水期和枯水期,从宁波市工业区和商业区地表水中采集了120个水样,检测了6种重金属(Cd、 Cr、 Ni、 Pb、 Zn和Fe)的浓度水平,分析了它们的时空分布特征,计算了重金属间的斯皮尔曼相关系数;结合时空特征和斯皮尔曼相关系数推测了主要污染源;通过计算健康风险指数和致癌风险指数评价了地表水中重金属对暴露人群存在的风险.结果表明,宁波市工业区和商业区不同季节地表水重金属的污染特性有很大的差异.工业区丰水期和枯水期重金属浓度平均值的大小顺序分别为：Fe>Zn>Ni>Pb>Cr>Cd和Fe>Zn>Cr>Ni>Pb>Cd,超标的严重性顺序分别为：Cr>Cd?Pb和Pb>Cr=Cd,含重金属工业废水是工业区地表水重金属的主要污染源之一.商业区丰水期和枯水期重金属浓度平均值的大小顺序分别为：Fe>Pb>Ni>Zn>Cd>Cr和Fe>Pb>Ni>Zn>Cr=Cd,丰水期超标的严重性顺序为：Cd>Pb;枯水期仅有Pb超标,超标率60%,公路源污染物是商业区地表水...     

洞庭湖南缘农田土壤重金属特征及源解析

基于网格布点法于2020年4～8月在洞庭湖南缘农田中采集了1 589件表层土壤样品,采用ICP-MS、 ICP-OES、 HG-AFS和ISE方法测定土壤中As、 Cd、 Pb、 Cu、 Zn、 Ni、 Cr、 Hg元素含量及pH,重点研究了区内土壤重金属含量、潜在生态风险、空间分布特征及其来源解析.结果表明,土壤重金属ω(Zn)、ω(Cr)、ω(Pb)、ω(Cu)、ω(Ni)、ω(As)、ω(Cd)和ω(Hg)平均值依次为：118.18、 82.21、 52.1、 33.76、 32.81、 18.25、 0.42和0.13 mg·kg^-1.各重金属均处于中、高度变异,土壤以弱酸性为主,pH介于3.96～7.90之间,Hg和Cd存在较高的生态风险.各重金属元素空间分布规律均呈西南高东北低的趋势.采用PMF和PCA方法对8种重金属元素进行来源解析及贡献率计算,PMF结果表明,研究区土壤重金属来源贡献率依次为：农业活动源(36.98%)、自然源(32.94%)、水土交换源(17.05%)和大气干湿沉降源(13.03%),而PCA结果表明研究区土壤重金属主要来源于农业...     

锰矿区周边农田土壤重金属污染特征、来源解析及风险评价

为了解锰矿周边农田土壤重金属污染和生态风险情况,采集某矿区周边174份农田土壤样品,分析了土壤中8种重金属(Cu、 Zn、 Pb、 Cr、 Ni、 Mn、 As和Hg)的含量,采用主成分分析(PCA)和正定矩阵因子分解模型(PMF)分析土壤重金属的来源,通过单因子污染指数法、地累积指数法、潜在生态风险指数法和人体健康风险评价模型评价土壤重金属生态环境风险.结果表明,研究区农田土壤Cu、 Zn、 Cr、 Ni、 Mn和Hg含量的均值均高于贵州省土壤背景值,100%样本Zn和38.86%样本Cu均超过农用地土壤污染风险筛选值.源解析显示农田土壤重金属的主要来源为矿业开采排放源,其次为农业活动和交通运输混合源、自然源和农业活动源.风险评价结果表明,土壤中Ni、 Cr、 Pb和As属于清洁水平,Hg和Cu属于轻度污染水平,Zn属于偏中度污染水平,Mn属于偏重污染水平.Cu、 Zn、 Pb、 Cr、 Ni、 Mn和As存在轻微潜在生态风险,Hg存在强潜在生态风险.研究区整体存在强潜在生态风险,8种重金属存在致癌风险和0～5岁儿童非致癌风险,主要贡献因子分别是Cr和Mn.     

基于APCS-MLR和PMF模型解析黄河下游文化公园土壤重金属污染特征及来源分析

选取黄河下游典型人类扰动区——黄河文化公园为研究区域,系统采集表层土壤样品,测定土壤中7种(Cr、 Ni、 Cu、 Zn、 Cd、 Pb和As)重金属含量,利用地累积指数研究公园土壤重金属污染特征,应用克里格空间插值法、绝对因子分析-多元线性回归模型(APCS-MLR)和正定矩阵因子分解(PMF)模型解析黄河文化公园土壤重金属的来源.结果表明,研究区表层土壤重金属(Cd、 Zn、 Cu、 Pb和As)含量平均值高于黄河下游潮土区土壤元素背景值,分别是背景值的4.62、 1.78、 1.41、 1.08和1.03倍.除Zn外,其他元素含量均低于黄河流域沿线不同区域土壤相应元素值.7种元素地累积指数递减趋势为：Cd>Zn>Cu>Ni>Pb>As=Cr,元素Cd属于偏中污染,在表层土壤中积累明显.空间分布特征及源解析结果显示,Cr、 Ni和Cu为自然源因子,主要受成土母质影响;Cd和Pb为交通源,Zn和As属于受少量人类活动和自然叠加影响的混合源.APCS-MLR的分析结果显示：自然源贡献率为46.67%,交通源贡献率为24.11%,混合源贡献率为16.12%,...     

Comparison of heavy metals content in compost against vermicompost of organic solid waste: Past and present

Disposal of the municipal organic solid waste is a serious problem worldwide. Composting is one of the most preferred methods of solid waste management practice, principally due to the high percentage of organic material in the waste composition. Composting has advantages over land-filling and incineration in Mauritius because of lower operational costs, less environmental pollution, beneficial use of the end product, high humidity and organic content of household waste. Vermicomposting is a comparatively enhanced method in composting, and involves the stabilization of organic solid waste through earthworm consumption that converts the waste into earthworm castings. In both composting and vermicomposting processes, the presence of heavy metals and different toxics substances limits its land use without processing. The production and application of compost potentially contaminate the environment with heavy metals. There is a high-degree of consensus in the past and present literatures that composting increases metal concentrations but whether similar changes in metal concentration and availability occur during vermicomposting has not been fully resolved. This review deals with various total metal contents present in composting compared to that present in vermicomposting of organic solid wastes from past and present years.     

再生水灌水水平对土壤重金属及致病菌分布的影响

为了探讨再生水不同灌水水平对土壤重金属、活性微生物和典型环境致病菌分布的影响,采用室内土柱灌水实验,研究再生水、自来水不同灌水水平对土壤重金属Cd、Pb、Cu、Zn和土壤细菌、真菌、大肠菌群、大肠埃希氏菌分布的影响.结果表明：相同灌水水平下,与自来水灌溉处理相比,再生水灌溉处理下土壤重金属含量略有提高,但仍远低于《土壤环境质量标准》[GB15618-1995]限值,因此短期再生水灌溉不会造成土壤重金属污染;再生水不同灌水水平对比分析表明,充分灌溉相比非充分灌溉提高了表层土壤Cd、Pb含量,Cu、Zn含量无明显差异.此外,相同灌水水平下,再生水灌溉相比自来水显著提高了表层土壤细菌总数和大肠菌群、大肠埃希氏菌数量,对土壤真菌总数影响不大;再生水不同灌水水平对比分析表明,充分灌溉相比非充分灌溉显著提高了表层土壤细菌和真菌总数及大肠菌群、大肠埃希氏菌数量.土壤重金属与土壤活性微生物及典型环境致病菌之间的相关性分析表明,土壤Cd、Pb、Zn含量与土壤细菌、真菌总数及大肠菌群、大肠埃希氏菌数量之间呈正相关性,推断较低含量重金属对土壤活性微生物及典型致病菌的生长繁殖存在一定程度上的刺激作用.因此,再生水灌溉促进了土壤活性微生物的繁衍,并且在一定程度上增加了土壤重金属和环境致病菌的污染风险;合理控制再生水灌水水平可以有效阻控土壤重金属和致病菌含量.     

生活垃圾重金属对环卫工人身体健康影响研究

以珠江三角洲5市（广州、深圳、佛山、惠州和肇庆）生活垃圾为研究对象,分析了55个生活垃圾样品的干基组分及典型重金属（As、Cd、Hg、Cr和Pb）的含量,采用主成分因子分析探论重金属的主要影响因素及可能来源,并结合人体健康风险评价模型,用蒙特卡洛模拟定量评价生活垃圾收运、分类及处理各环节环卫工人的健康风险.结果表明,珠江三角洲5市生活垃圾中As、Cd、Hg、Cr和Pb的浓度分别为（4.49±1.18）,（1.95±1.96）,（0.41±0.60）,（147.28±160.48）和（121.59±199.42） mg/kg;生活垃圾中Hg和Pb可能主要来源于金属制品和镀金材料;Cd和Cr可能主要来源于金属制品、镀金材料、快餐垃圾和包装垃圾;As可能主要来源于生活垃圾中的沙土和草木组分.生活垃圾的收运、分类及处理环节,街道清扫保洁工人、分类收运工人和填埋处理工人的非致癌风险基本不用考虑,但致癌风险很高,致癌风险指数最高可达安全阈值的6倍,主要风险暴露途径为手-口摄入（非食物途径）;垃圾焚烧处理工人的非致癌风险和致癌风险均很高,非致癌风险和致癌风险指数最高值分别约为安全阈值的11倍和90倍,主要风险暴露途径为手-口摄入和呼吸吸入;相同暴露环境下,女环卫工人的非致癌风险和致癌风险概率均略高于男环卫工人.因此,生活垃圾收运、分类及处理环节需做好安全防范措施,对重金属人体暴露途径进行阻隔.     

厦门某国道旁土壤重金属赋存形态及生物有效性

采用改进的BCR提取法结合ICP-MS测定厦门某国道旁土壤中重金属Fe、Mn、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn、V、Sr的赋存形态,分析其形态与土壤性质之间的相关性,运用风险评价编码(RAC)法和次生相与原生相分布比值(RSP)法评估重金属生物有效性。结果表明:表层土壤重金属含量随路基距离的增加先降低后增高,在距路基0～1 m处含量最高,说明国道旁重金属受交通运输影响较大;垂直剖面土壤中Cu、Zn、Mn、Pb、Sr含量随土壤深度的增加而降低,其含量峰值主要出现在表层0～10 cm处。表层土壤中Pb、Cu、Zn、Mn、Sr的可提取态比例随距路基距离增加先降低后升高; Ni、Zn、Cu、Sr、Mn和V可提取态比例随垂直剖面深度增加而降低。元素各形态含量随元素总量的增加而增加,各形态间存在一定的相关性,重金属化学形态受土壤性质的影响。表层土壤中大部分重金属RAC值呈两端高中间低的趋势。其中Zn、Sr和Mn在距路基0～1m处风险较高,以交通活动来源为主;其余重金属在低风险范围内,但Cu受到交通活动、水泥厂的显著影响; Fe、V和Pb以自然来源为主。垂直剖面土壤重金属的RAC值呈整体下降趋势,Cu、Sr、Ni和Zn的高风险主要发生在表层,受到交通源的影响,其它重金属的风险低且以自然源为主。