Endocrine disruption of water and sediment extracts in a non-radioactive dot blot/RNAse protection-assay using isolated hepatocytes of rainbow trout

Goal, Scope and Background In order to evaluate the estrogenic activity of sediments and XAD water extracts of selected sites of the catchment area of the River Neckar, a river system in Southern Germany, an integrative assessment approach was used to assess the ecological hazard potential of endocrine-disrupting compounds in sediment and water. Methods The approach is based on estrogen receptor-mediated vitellogenin synthesis induced in isolated hepatocytes of rainbow trout and quantified in a non-radioactive dot blot/RNAse protection-assay in parallel to comprehensive chemical analyses of estrogenic substances. Results and Discussion Numerous investigated extracts revealed an estrogen activity comparable to that of the positive control (1 nM 17?-estradiol corresponding to 270 ng/L in the test medium). Based on a concentration factor of 30 in the extracts and a recovery of XAD resins of approximately 80 %, 17?-estradiol equivalent concentrations between 20 and 26.7 ng/L could be calculated downstream of a sewage treatment plant (< 0.1 ng/L for a reference site). A comparison of the bioassay-derived Bio-TEQs (toxicity equivalents) and the Chem-TEQs revealed a high correlation with a Pearson coefficient of 0.85, indicating that the same ranking of the samples could be obtained with respect to the endocrine disrupting potential with both chemical and bioanalytical analysis. However, the TEQ concentrations computed from chemical analyses were significantly lower than the bioassay-derived TEQ concentrations. In fact, in none of the samples, more than 14 % of the vitellogenin-inducing potency could be attributed to the substances (steroids, alkylphenols, bisphenol A, diethylstilbestrol) analyzed. A comparison of the endocrine disrupting potential of sediments extracted by the solvents acetone and methanol revealed lower biological effects for acetone-extracted samples. Possible reasons may be a masking of endocrine effects in acetone extracts by cytotoxicity, a low extraction efficiency of the solvent acetone, or anti-estrogen potencies of some extracted sediment compounds. Using a mass balance approach, the contribution of the compounds analyzed chemically (Chem-TEQs) to the total endocrine activity (Bio-TEQs) was calculated. Based on the very low detection limits, particularly of the steroids with their high TEF factors, results revealed that a calculation of the Chem-TEQs is associated with considerable scale inaccuracy: Whereas only 7-15 % of the biological effectiveness (Bio-TEQs) could be explained by endocrine substances identified above the detection limits, the assumption of concentrations slightly below the given detection limits would result in a significant over estimation (137-197 %) of the Bio-TEQs. Even the interassay variation of the dot blot assay with different fish donors for primary hepatocyte (factor 2 - 2.5) is relatively low, when compared to the large range of the Chem-TEQ concentrations (factor 20) obtained when applying different modes of calculation. Conclusions and Outlook Overall, only a minor portion of the endocrine activity detected by bioassays could be linked to compounds identified by chemical analysis. In vitro assays for assessment of endocrine activities are useful as sensitive integrating methods that provide quantitative estimates of the total activity of particular receptor-mediated responses. Although discrepancies may also result from different bioanalytical approaches, it is overall likely that bioanalytical and not chemical analytical approaches give the correct estimate of endocrine disrupting potencies in environmental samples. As a conclusion, assessment of endocrine disruption based on chemical analysis alone does not appear sufficient and further research into the spectrum of substances with potential endocrine activity as well as into additive or even synergistic effects in complex environmental samples is urgently needed.     

常规水处理厂中小隐孢子虫卵囊的去除效果

介绍了小隐孢子虫卵囊的特点及其对人体的危害，分析了pH、混凝剂种类与投加量、电导率和天然有机物含量等对小隐孢子虫卵囊的Zeta电位的影响，总结了混凝－沉淀－过滤和直接过滤对小隐孢子虫卵囊的去除效果，探讨了水温、水质、混凝剂种类与投加量、滤料层组成和滤速等对去除效果的影响。     

HCA强化混凝预处理生活污水的效能及机理

通过单因素及正交试验,以聚二甲基二烯丙基氯化铵（HCA）为混凝剂对模拟农村生活污水进行强化混凝预处理,考察了影响HCA混凝去除SS、TP及有机物的主要因素及其主次顺序,并以Zeta电位及分形维数对HCA的混凝机理进行了分析.结果表明,影响HCA处理效果的因素顺序为初始pH值值 > HCA投加量 > 絮凝搅拌时间 > 混合搅拌速度梯度 > 混合搅拌时间 > 絮凝搅拌速度梯度,在优化条件下HCA混凝对SS、TP及COD去除率最高分别达94.1%、74.9%及61.1%;当HCA投加量为15mg/L时,Zeta电位与絮体分形维数分别为-2.03mv及1.0149.试验表明HCA对生活污水具有较好的处理效果,强化混凝去除污染物的机理主要是电性中和作用.     

甘肃陇中地区近55年潜在蒸散量及干旱指数演变趋势

了解陇中地区干湿状况,对进一步研究植被与气候变化和农业水资源管理有重要意义。基于陇中地区1961—2015年的地面气候资料日值数据集,应用彭曼蒙特斯模型(P-M模型)、滑动t检验、Morlet小波、主成分分析和薄盘样条插值等方法,对陇中地区近55 a潜在蒸散量(ET_0)和干旱指数(AI,aridity index)的变化趋势进行了研究。结果表明:年际分布上ET_0以上升趋势为主,AI整体上升趋势不显著,表明陇中地区近55 a气候趋于干旱;年内分布上ET_0呈单峰型分布,AI则呈谷状分布;空间分布上陇中地区ET_0和AI都呈有规律的从南向北依次增加的趋势,越往北气候越干;ET_0在1975年、1983年和1997年发生了突变,AI则在1983年、1986年和2012年发生突变,ET_0和AI的序列周期不尽相同。近55 a陇中地区气候趋于干旱。     

成都市工业挥发性有机物排源成分谱

选取成都市汽车制造和石油化工等典型工业行业,通过瓶采样和SUMMA罐采样及GC-MS分析方法,研究了不同生产工艺环节的挥发性有机物(VOCs)排放特征.结果表明,汽车制造各工艺环节均有各自的优势组分,其中喷漆排放以烷烃(32%)和芳香烃(35%)为主.家具制造排放特征与使用原辅料高度相关,以芳香烃(50%)和OVOCs(38%)为主.石油化工各装置区VOCs浓度范围为49～1 387μg·m~(-3),不同装置区存在较大差异,主要是由于炼油区主要产品为C_5～C_9的汽油和苯系物等,化工区则较多使用了溶剂同时生成烯烃类产品.电子制造均以OVOCs为主,占VOCs总排放的50%以上.制鞋行业排放VOCs主要由烷烃和OVOCs贡献,平均占比分别为52%和36%,与所用溶剂组分高度相关.汽车制造VOCs排放组分差异较大,主要以正十二烷和2-丁酮等为主.家具制造排放组分主要为苯乙烯、乙酸乙酯和间/对-二甲苯等,为涂料和稀释剂的典型组分.石油化工各装置区排放组分有差异,炼油区以苯乙烯等为主,化工区主要为1,3-丁二烯等,仓储区主要为C_3～C_5烷烃等,废水处理则主要为C_6～C_8烷烃等.电子制造主要组分均为乙醇和丙酮等醛酮组分.制鞋企业排放组分以C_5和C_6等烷烃为主.通过臭氧生成潜势计算比较,汽车制造和石油化工行业对臭氧生成潜势贡献较大的VOCs排放组分以烯烃和芳香烃为主,具有较高的污染源反应活性.研究表明各工业行业OVOCs排放比例(17%～96%)和对臭氧生成潜势贡献均较为显著,因此在进行VOCs排放控制时,除重点管控芳香烃和烯烃外,亦应提高对OVOCs组分的关注.     

不锈钢波纹管在海洋大气环境下的腐蚀失效分析

目的 研究热带海洋大气环境下06Cr19Ni10不锈钢波纹管的腐蚀失效机理。方法 对失效导管进行宏观形貌分析,确定宏观腐蚀特征。进一步对失效管段进行显微组织以及化学成分的分析。采用体式显微镜、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)开展失效管段的微观腐蚀形貌观察和腐蚀产物分析。结果 宏观来看,导管上金属网套和波纹管外面有几处轻微腐蚀,波纹管侧面腐蚀略微严重,内部没有发现腐蚀。金相组织显示,波纹管基体材料为奥氏体晶粒,在U型波纹管顶部有少量马氏体存在,波纹管基体材料化学成分符合国标要求。扫描电镜下,波纹管外表面发生了严重的点蚀,在U型波纹管的顶部和波纹间的平台均有较大的点蚀坑,U型顶部的点蚀更为严重,并且波纹管不同部位发生了明显的晶间腐蚀。点蚀坑处的EDS显示,腐蚀产物多为Fe的氧化物,坑内还发现了少量的Cl^?,并且坑内产物的Cr元素含量明显少于基体。结论 由于波纹管固溶处理不当,导致晶界间贫铬,使材料表面大部分区域产生晶间腐蚀。同时由于波纹管顶部的塑性变形诱导马氏体生成,使得该处更容易发生点蚀,而海洋大气环境中的氯离子进一步促进了这种点蚀的发生,最终导致了波纹管的腐蚀失效,U型顶端发生的点蚀是材料失效的主要原因。     

合肥市典型交通干道大气苯系物的特征分析

为研究合肥市交通干道大气苯系物污染状况,采用自主研制的差分吸收光谱(DOAS)系统,于2016年3月期间对合肥市交通主干道大气苯系物(苯、甲苯、间二甲苯和邻二甲苯)以及常规污染物NO_2、SO_2等进行了连续观测.观测结果显示,观测期间苯、甲苯、间二甲苯和邻二甲苯的平均浓度分别为:21.7、63.6、33.9和98.7μg·m~(-3).与国内外其它城市比较显示,合肥市交通干道大气苯和甲苯的污染处于中等水平,二甲苯的污染较为严重.结合观测期的间风速风向、T/B特征比值以及与CO等污染物的相关性,对上述苯系物来源进行了分析,结果显示观测期间T/B值为0.8~4.5,苯、甲苯与CO的相关性系数R分别为0.55和0.34.表明机动车尾气排放是观测区域苯和甲苯的主要排放源之一,同时也受到周边工业园区排放的影响,二甲苯的主要排放源为观测地点北偏东方向的涂料行业工业园区.苯和甲苯的夜间高浓度峰值分析结果表明,夜间的高浓度苯和甲苯可能主要来源于观测地点周边工业园区的排放.观测区域苯系物的臭氧生成潜势(OFP)表现为邻二甲苯间二甲苯甲苯苯,其中二甲苯的OFP占总OFP的85%,表明周边工业园区的排放对该地区臭氧生成的贡献较大.     

典型异味源的感官特性及特征污染物筛选

为研究不同异味源的感官特性以及不同行业特征污染物的排放差异,以卷烟厂、烘培坊、烤漆厂为研究对象,采用愉悦度9级度量法,测定源样品不同稀释倍数（5~6个浓度梯度）下的愉悦度等级,绘制3种典型异味源愉悦度-臭气浓度指数特征曲线,并进行回归分析,同时筛选出3个典型异味源的特征污染物（烤漆厂的特征污染物为乙酸乙酯、对二乙苯、乙苯、间二甲苯、乙酸丁酯,卷烟厂为乙醇、萘、2-丁酮、柠檬烯、丙烷,烘培坊为乙醇、柠檬烯、α-蒎烯、甲苯、丙酮）,并建立了异味评价干扰潜力的数学模型.结果表明:3种典型异味源的愉悦度与臭气浓度指数之间的关系均符合二次多项式模型,卷烟厂和烤漆厂异味源的愉悦度均为负值,并且厌恶程度随臭气浓度的增大而增强;而烘焙坊异味源的愉悦度为正值.当愉悦度等级为-2时,卷烟厂和烤漆厂对应的臭气浓度分别为30和26.干扰潜力的强弱是由臭气浓度和愉悦度2个因素直接决定的,烤漆厂的干扰潜力为-14.48,卷烟厂为-14.17,烘培坊为11.77.研究显示,愉悦度与臭气浓度指数间量化关系模型以及异味源干扰潜力评估模型的建立,可为异味源的分类分级以及异味源环境影响标准的制订提供科学依据.      

象山近海表层沉积物重金属分布特征和生态风险评价

浙江省象山东部的开阔海域接纳沉积了长江和浙北沿岸经济发达地区包括重金属污染物在内的入海物质.为全面了解象山近海沉积物重金属污染状况,基于2017年夏季54个采样点表层沉积物测试资料,分析其中Cr、Cu、Zn、Pb、Hg、As、Cd等7种重金属元素的分布特征、影响因素和主要来源,并应用地质累积指数法和潜在生态风险指数法对重金属元素进行污染状况和生态风险评价.结果表明:研究区Cr、Cu、Zn、Pb、Hg、As、Cd平均质量分数分别为89.860、36.890、108.740、32.150、0.041、6.090和0.134 μg/g,研究区中部和韭山西北侧海域表层沉积物中的重金属含量较高,近岸区域和东南部外海区域含量较低.Cr、Cu、Zn、Pb、Cd受控于粒度和有机质分布,均以陆源输入为主;Hg、As以其他物质来源为主.主成分分析法将全部因子概括为3个主成分.地累积指数评价结果表明,象山近海表层沉积物中Cu和Cd属轻度污染;研究区中部大片区域具有中等潜在生态风险,主要生态风险因子为Hg和Cd.研究显示,象山近海仍以陆源输入型重金属污染物为主,同时受到海洋水动力、理化条件以及人类用海活动的影响.      

中国国家公园建设潜在区域识别研究

国家公园是保护具有国家代表性资源的自然生态区域,建设国家公园体制是中国国土生态安全保障和生态文明体制改革的重要内容。论文基于国际经验、国家公园功能和政策内涵,依据国家公园主导定位和生态系统服务理念,构建了包含6个关键指标的综合评价模型,包括生态系统完整性、生态重要性、原真性、生物多样性、自然景观价值与人文遗产价值,分别进行单一要素层评价和多指标空间叠加分析,再结合中国生态地理区划、生态功能区划和省级行政区管理等因素进行比对和范围遴选提取,初步确定了中国国家公园建设的潜在区域。结果表明,生态系统完整性、生态重要性、生物多样性、原真性的高值集聚区域具有趋同性,生态系统完整性较好的区域,承担着重要的生态功能,生物多样性也较高,原真性保存较好。中国三大阶梯与自然地理区域的叠加分布特征明显,东西部潜在区域的面积差异较大,西部地区的空间连续性较强,潜在区域的跨界性较为明显。初步遴选出55处未来可以重点考虑建设的陆地型国家公园潜在区域。研究可为中国国家公园建设合理布局提供方法参考和理论借鉴。