生态系统健康及其评价指标和方法

生态系统健康是一门研究人类活动、社会经济组织、自然系统和人类健康的跨学科综合性学科。如果一个生态系统是稳定、持续和活跃的,能够维持其组织结构,受到干扰后能够在一段时间内自动恢复过来的话,则这个生态系统是健康和不受胁迫综合症影响的。生态系统健康的基本原理有动态性原理、层次性原理、创造性原理、相关性原理和脆弱积累性原理等5个原理。论文提出了包括活力、组织和恢复力在内的生态系统健康的8个评价指标,具体地介绍了生态系统健康的活力、组织结构和恢复力的评价方法。目前生态系统健康研究还处在发展的初始阶段,也存在不少的问题,在进一步发展生态系统健康理论的同时,需要依靠遥感和GIS等技术来对它进行定量化研究,以促进生态系统健康的发展。     

塑胶跑道中有机磷酸酯的含量及健康风险

采用超声萃取-层析净化-气相色谱/质谱联用仪定量分析塑胶跑道中7种有机磷酸酯(OPEs),方法回收率为71.41%~110.58%,标准曲线相关系数r0.99,质控良好.采集并分析了成都市12个学校内的塑胶跑道样品中OPEs的含量及分布.结果表明2/3学校内的塑胶跑道样品中检出了OPEs,其中磷酸三正丁酯[tri-n-butyl phosphate,TnBP]、磷酸三异辛酯[tris(2-ethylhexyl)phosphate,TEHP]的检出率较高,而磷酸三(2-氯乙基)酯[tri(2-chloroethyl)phosphate,TCEP]、磷酸三(1,3-二氯异丙基)酯[tridichloropropyl phosphate,TDCPP]、磷酸三苯酯[triphenyl Phosphate,TPh P]在所有样品中均未检测到.Σ7OPEs含量范围为ND~534.89 ng·g~(-1),其中单体含量最高的是TnBP(ND~462.18 ng·g~(-1)).一个样品中检出了毒性较大的氯代磷酸酯-TCPP[trichloropropyl phosphate],含量为205.94 ng·g~(-1).成人和儿童通过皮肤接触摄入的Σ7OPEs日均暴露剂量(以bw计)最高,分别为0.14 ng·(kg·d)~(-1)和0.64 ng·(kg·d)~(-1),儿童的日均暴露剂量明显高于成人.成人及儿童的风险熵值(RQ)为10~(-7)~10~(-5).建议政府对塑胶跑道中OPEs使用量及添加种类进行管控,以更好地保护人群健康.     

基于层次分析法的重庆市城乡结合部生态系统健康评价

在界定城乡结合部概念的基础上,针对其特征和存在问题,综合考虑社会人居、经济发展和自然生态等因素,构建了城乡结合部生态系统健康评价指标体系.以复合生态系统整体状态为目标,采用层次分析法确定指标权重,对城乡结合部进行生态系统健康评价,并选取重庆市大渡口区进行了案例研究.现状评价显示:相较于城市,城乡结合部的结构与功能耦合不够优化,生态潜力有待发掘;城乡结合部的活力优于城市,而组织结构、恢复力和环境质量均逊于城市;其中经济产业结构、市政设施、社会人口组成、道路噪声、空气质量是城乡结合部与城市差距最大的方面.这些因素均值得在城乡结合部综合整治中予以考虑.     

多溴联苯醚及其衍生物在土壤中的分布、转化和生物效应研究进展

多溴联苯醚（polybrominated diphenyl ethers,PBDEs）作为一种良好的溴系阻燃剂被大量地添加到工业产品中,随着产品的使用、回收和废弃处理会进入各种环境介质中,是一类分布十分广泛的持久性有机污染物.PBDEs的衍生物羟基化多溴联苯醚（hydroxylated polybrominated diphenyl ethers,OH-PBDEs）和甲氧基化多溴联苯醚（methoxylated polybrominated diphenyl ethers,MeO-PBDEs）,由于具有比母体化合物更大的毒性效应和更复杂的环境行为也受到人们广泛关注.通过对PBDEs及其衍生物在土壤中的分布特征、转化规律及生物效应研究的最新进展进行综述发现,PBDEs在土壤中的分布浓度随离工业区距离增加而减小,且大多数污染地区土壤中以高溴代PBDEs为主,偏远地区土壤中则以低溴代PBDEs为主.进入土壤的PBDEs在动物、植物体内及微生物作用下均可发生脱溴代谢转化产生低溴代PBDEs,也可发生羟基化生成OH-PBDEs和甲氧基化生成MeO-PBDEs,与此同时,OH-PBDEs和MeO-PBDEs之间也会发生相互转化.PBDEs及其衍生物作为一种环境内分泌的干扰物对大部分的植物、动物都有显著的毒性效应,对植物而言能够抑制植物种子萌发、幼苗生长、损伤细胞结构以及影响植物代谢活动等;对动物而言能够影响动物的内分泌功能、妨碍动物生殖系统的发育以及对神经系统产生毒性等.目前,关于PBDEs及其衍生物在土壤生态系统中环境化学行为和生态毒性的报道十分有限,探讨土壤中PBDEs的代谢转化过程和毒性效应可为全面深刻地认识PBDEs的环境行为和潜在生态风险提供科学参考.      

天津供水系统中抗生素分布变化特征与健康风险评价

通过采用固相萃取富集法和液相色谱质谱联用技术对天津市供水系统中净水厂和管网中的6类10种抗生素浓度水平进行了分析,研究了抗生素在各处理工艺单元后的变化特征,以及在管网中的分布迁移规律,并进行了健康风险评价.对不同处理工艺的A、B两水厂中抗生素的检测结果显示:采用传统处理工艺的A水厂出水中抗生素的质量浓度范围为0.96~126.43 ng·L~(-1),总去除率为-46.47%~45.10%,混凝工艺对抗生素物质的去除起主要作用;具有深度处理工艺的B水厂出水中抗生素的浓度为ND~72.27 ng·L~(-1),其中罗红霉素未检出,抗生素的去除效率为40.25%~70.33%,明显优于A水厂,紫外+氯消毒工艺对抗生素的去除最为明显.给水管网中抗生素浓度分析结果表明:10种抗生素中除罗红霉素检出率为75.0%外,其余均为100.0%.抗生素浓度范围为ND~348.99 ng·L~(-1),浓度随管段的延伸而逐渐降低,其衰减符合一级反应动力学模型.基于蒙特卡洛法对饮用水中抗生素的致癌风险和非致癌风险进行了评估,结果表明均处于可接受风险水平.     

不同土地利用类型土壤重金属生态风险与人体健康风险

采集龙口市北部平原区5种土地利用类型表层土壤,检测5种重金属(Cu、Pb、Zn、Cd和As)的含量.在初步了解土壤重金属污染状况的基础上,利用调整评估阈值以后的Hakanson潜在生态风险评价模型和修正参数后的健康评估模型,评价该区由土壤重金属引起的潜在生态风险和对人体健康带来的风险.结果表明,本研究中的5种重金属含量均超过背景值;Cd元素的潜在生态风险高而复杂,在水浇地、果园和裸地中主要为二级风险,城市工业用地和采矿用地以重度风险为主,As元素在每种地类中一级和二级风险基本相当,其余3种重金属各地类的轻微风险面积占比都在70%以上; 5种元素的综合生态风险在除裸地外的地类中多为三级风险,城市工业用地及采矿用地四级风险的面积占比相对较大;该区5种土壤重金属对人体健康存在非致癌和致癌风险,成人和儿童由Pb元素引起的非致癌风险以经口摄入为主要途径,且致癌重金属As对这两类人群的致癌风险的暴露途径亦是经口摄入.     

生态系统健康评价的研究进展

回顾了生态系统健康的概念,阐述了水生态系统健康评价的三种指标体系:指示物种指标体系、结构功能指标体系、V-O-R指标体系.其中,结构功能指标体系从选取指标和指标分类两方面进行了方法归纳,分析了生态系统健康的几种评价方法,以及讨论了生态系统健康研究中存在的问题和发展趋势.     

Role of the reduction site in the fluorinated or sulfated TiO2 photocatalytic process

In this article,the effects of TiO_2 surface fluorination and sulfation,on the active oxygen species formed at the reduction site in the photocatalytic process,namely O_2~(?) and H_2O_2,were investigated from a new perspective.The superoxide radical,(O_2~(?)),was determined by colorimetry of nitroblue tetrazolium,a prominent O_2~(?) scavenger.Hydrogen peroxide (H_2O_2) was estimated by using the iodide-starch method.In the naked TiO_2 photocatalysis,O_2~(?) though less reactive,was a very important intermediate.When the TiO_2 surface was fluorinated,more O_2~(?) and H_2O_2 were produced,which indicated that the surface modification could greatly reduce the recombination of photogenerated electrons and holes,thus enhancing the photocatalytic rate.In the sulfated system,photocatalysis proceeded with a more complicated mechanism.These results added support to the view of fluoride-induced enhancement and sulfide's nonappreciable inhibition effect.     

改善空气质量健康效益的非市场价值评估

采用目前美国国家海洋局(NOAA)推荐的双边界二分式条件价值评估方法,对北京市空气质量改善产生的健康效益进行评估.对北京市城八区居民共发放880份调查问卷,调查居民对通过改善空气质量进而使健康免受危害计划的最大支付意愿.结果表明:未来5年内北京市居民每户的平均最大支付意愿为652.33元/a,居民健康总经济效益现值为61.08×108～75.41×108元;支付意愿影响因素分析表明,支付意愿与居民家庭经济状况、受教育程度、健康状况有正向关系,男性比女性的支付意愿高.分析结果与经济学原理相符,该评估的可靠性得以验证.      

泉州市大气PM2.5中有毒金属元素的环境风险评价

于2014年3月至2015年1月采集了泉州市5个采样点共136个PM_2.5样品, 采用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）测定样品中11种有毒微量金属元素（Zn、Cu、Pb、As、Ni、Cd、Co、Ba、Cr、Be、V）的浓度。采用单级酸提取法分析了大气PM_2.5中有毒金属元素的化学形态,并利用元素酸提态含量占总量的比值计算了有毒金属元素的生物有效性。采用美国EPA推荐的人体健康风险评估模型对大气PM_2.5中有毒金属元素的人体健康风险进行了评价。结果表明：（1）各有毒金属元素生物有效性大小顺序为Zn > Cu > Pb > As≈Ni > Cd > Co≈Ba > Cr > Be > V;（2）大气PM_2.5中Ni、As、Cd、Zn、Cu和Pb为生物可利用元素,容易在环境介质中进行迁移和转化;Be、Cr、Co、V和Ba为潜在的生物可利用元素,在大气环境中较为稳定,但当大气环境条件发生变化时有可能会重新被释放出来;（3）泉州市大气PM_2.5中有毒金属元素主要通过口鼻吸入方式危害人体健康,Cr、Co、As对泉州市区居民有潜在的致癌风险,Ni和As有潜在的非致癌风险。