Aliphatic and polycyclic aromatic hydrocarbon contamination in surface sediment of the Chitrapuzha River,South West India

Distribution (seasonal and spatial) of aliphatic and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in surface sediments of the Chitrapuzha River, Cochin, India, was investigated using gas chromatography. Significantly high concentrations prevailed during the pre-monsoon season with the industrial zones of the river appearing to be hot spots with particularly elevated levels of the hydrocarbons. AHCs ranged between 7754 and 41,173?ng/g with an average of 25,256?ng/g, while total PAHs varied from 5046 to 33,087?ng/g. n-Alkane indices and PAH diagnostic ratios point to petroleum contamination in the sediments. The significance of PAHs in the sediments was explored using universally accepted interpretation tools. Observed levels of PAHs in sediments of Chitrapuzha are likely to cause adverse effects on biota.     

浑蒲灌区土壤中多环芳烃的分布及生态响应

因污水灌溉、大气沉降和油井的直接输入可能导致浑蒲灌区土壤中的w(PAHs)升高. 沿灌渠走向选取了8个采样点和1个对照点,分析了不同深度的土壤中w(PAHs)和表层土壤中微生物PLFAs(磷脂脂肪酸)的组成. Spearman分析表明,除了芴和蒽,其他PAHs、2~6环PAHs和总PAHs的质量分数均与土壤深度呈显著负相关. 油井附近的旱田土壤中w(PAHs)较高〔Ⅰ-2U采样点为(645.77±204.21)μg/kg,Ⅰ-6U采样点为(660.39±208.83)μg/kg〕;浑蒲灌区土壤中的PAHs以低环数的菲〔(61.92±13.72) μg/kg〕、蒽〔(39.11±10.68) μg/kg〕和芴〔(31.12±8.14) μg/kg〕为主;由于淋洗作用,水田土壤中w(PAHs)明显低于旱田. 相比对照点,浑蒲灌区土壤中微生物量降低,但微生物多样性增加. 通过对PLFAs的主成分和聚类分析,受油井影响的水田(Ⅰ-1P、Ⅰ-5P采样点)与旱田(Ⅰ-2U和Ⅰ-6U采样点)聚在一起,与对照点距离较远,说明油井附近水田和旱田的微生物结构与对照点存在显著差异,二者同时受到了油田的影响,相应的生态功能也会受到同样的影响. 尽管水田土壤中w(PAHs)明显低于旱田,但其土壤微生物结构也明显受到了石油污染的影响,而且水田地下水健康风险增加,因此建议关注水田风险,并为水田和旱田制订不同的PAHs土壤基准值.      

热带砖红壤生长的小白菜吸收和累积PAHs的特征

为了了解和掌握热带土壤栽培的小白菜（Brassica rapa L. Chinensis Group.）对多环芳烃（PAHs）污染物的吸收和累积规律,为热带土壤的安全利用及农产品安全生产提供科学依据,于2013 年5-9 月在海南省农垦科学院海口试验站网室内进行了小白菜盆栽试验.各处理土壤分别施加3 种单体 PAHs 的质量分数梯度为0、0.4、0.8、1.6、3.2 mg·kg^-1,撒播小白菜种子出苗后,每盆留苗6 株,自然条件,常规管理,各处理小白菜培养30 d 后收获.小白菜和土壤样品,用超声水浴萃取,层析小柱净化后,利用气相色谱-质谱法测定样品中的3 种PAHs.结果表明,小白菜根和叶中3 种PAHs 累积量随土壤施加质量分数的升高而增加,根部和叶对Phe 最大累积量分别为86.25 ng·g^-1 和37.18 ng·g^-1,而对 BaP 的最大累积量分别为20.78 ng·g^-1 和3.56 ng·g^-1;小白菜根对Phe 与Fla 的生物富集系数较大,且二者无明显差异,但对 BaP 的生物富集系数较小,且差异显著（P=0.006）;3 种PAHs 单体在各种处理土壤中的残留在 84.49%-94.03%之间,各单体之间无明显差异,各处理之间也无明显差异.说明热带土壤生长的小白菜根和叶中3 种单体 PAHs 浓度显著低于其土壤中的浓度,且根部积累3 种单体PAHs 的浓度显著高于其叶中的浓度;小白菜叶对BaP 的吸收和累积量极少;小白菜根更易吸收和累积Phe 和Fla;小白菜生长30 d 后,绝大部分PAHs 仍残留在土壤中.     

我国36个重点城市饮用水中多环芳烃健康风险评价

分别用2种基于不确定性的风险评价方法(蒙特卡洛法和三角模糊数法)和1种基于确定性的风险评价方法(美国EPA终身致癌风险)对我国36个重点城市饮用水中多环芳烃的终生致癌风险进行评价。所研究的98个水厂出水中多环芳烃浓度范围为17.5~408.3 ng·L-1,致癌性多环芳烃(苯并[a]蒽,屈,苯并[b]荧蒽,苯并[k]荧蒽,苯并[a]芘,茚并[1,2,3-cd]芘)的总量浓度为nd~94.7 ng·L-1。所有水厂出水中苯并[a]芘浓度均小于10 ng·L-1。假设出厂水即为最终饮用水,对16种PAHs浓度用毒性当量因子法转化为相对于苯并[a]芘等效浓度(TEQ BaP)。使用概率风险评价方法计算,结果显示在95%的概率区间我国居民通过饮水途径暴露多环芳烃的终生致癌风险小于5.45×10-6(蒙特卡洛法)和7.56×10-6(三角模糊数法)。而采用确定性风险评价方法,计算得到的最大风险为7.12×10-6。两种计算方法得到的我国饮用水中多环芳烃的终生致癌风险都处于可接受水平。比较不同的评价方法后发现,不同方法获得的信息并不完全重合,相对于通常的基于确定性的非概率健康风险评价方法,基于不确定性的概率风险评价方法获得的结果更为保守。     

上海工业区玻璃表面多环芳烃分布特征与溯源

利用GC-MS对上海工业区玻璃表面16种优控多环芳烃(PAHs)进行了定量分析.结果表明,宝山工业区、吴泾化工区和金山化工区玻璃表面PAHs平均含量分别为10.66,16.48,31.94mg/m2,工业区附近对照点PAHs平均含量分别为2.7,8.86,4.18mg/m2.各采样点玻璃表面不同环数PAHs分布特征相似,以3环和4环PAHs为主,平均含量分别占∑16PAHs的25%和47%;其次为5环和6环PAHs,分别占∑16PAHs的14%和9%,最低为2环PAHs,仅占5%.单体PAH以Phe、Fluo、Py和Chry为主.源解析表明,玻璃表面PAHs主要来源于煤和焦炭燃烧,部分来源于石油燃烧.质量标准化毒性当量浓度范围在0.07~3.23mg/g之间,对毒性当量贡献最大的单体PAH分别是BaP,BbF,BkF,DahA.     

石化污泥混合菌和白腐真菌对气相苯系物的降解能力比较

为寻找合适的菌源在生物滴滤器中挂膜以降解苯系物挥发性有机废气,选用以甲苯为底物驯化的石化污泥和白腐真菌做菌源,研究了2类菌源对苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机气体的生物降解规律.比较了石化污泥菌源微生物对苯系物代谢过程在耐受化合物浓度、降解起动期、降解速率以及降解程度等方面的差异.结果表明,石化污泥混合菌对苯的降解效率远高于白腐真菌,混合菌最大降解率为100%,而白腐真菌最高降解率只有46.1%.在石化污泥菌种体系中,对于同种化合物而言,随着化合物初始浓度的增加所需起动期增长,降解率降低;3种化合物的降解难易顺序为:甲苯＞苯＞二甲苯,同种物质的平均降解速率低于起动期后的降解速率.石化污泥菌源更适合降解苯系物废气.     

丹江口水库迁建区土壤PAHs的分布特征与来源及其生态风险评价

为评价丹江口水库迁建区土壤中PAHs的污染水平及该区域被淹没后的生态风险,采用GC/MS(气相色谱-质谱联用仪)分析技术,检测了该区域表层(0～20 cm)土壤中的w(PAHs),并探讨不同土地利用方式下PAHs的分布特征及来源. 结果表明:①研究区域表层土壤中w(PAHs)为4.04~181 ng/g,平均值为41.3 ng/g,在不同土地利用方式下表现为居住地>玉米地>菜地>其他耕地>养殖地>林地>果园. ②特征化合物指数法分析结果显示,菜地、居住地和其他耕地表层土壤中PAHs主要来自柴油燃烧,少部分属既有燃料燃烧又有石油污染的混合源,养殖地和玉米地表层土壤中PAHs主要来自燃料燃烧,说明土地利用方式对表层土壤中PAHs的质量分数、组成及其来源等均产生一定影响. ③与国内其他地区湖泊和水库沉积物相比,研究区域表层土壤中w(PAHs)较低,属于清洁无污染等级. 迁建区表层土壤被淹没成为沉积物后,由于PAHs污染程度较小,因此潜在生态风险较低.      

取代脲类除草剂光催化降解动力学比较

为研究取代脲类除草剂在TiO₂光催化降解过程中的动力学规律,以非草隆、异丙隆和利谷隆3种取代脲类除草剂为研究对象,通过Langmuir-Hinshelwood动力学模型对其TiO₂光催化降解动力学进行模拟,并系统探讨了催化剂用量、C₀(取代脲类除草剂的初始浓度)、溶液pH、温度、ROSs(活性氧物种)和电子捕获剂等的影响. 结果表明:非草隆、异丙隆和利谷隆的TiO₂光催化降解均符合假一级动力学模型,其动力学常数分别为0.082 8、0.068 7和0.095 4 min-1;取代脲类除草剂分子中的芳香环和脲桥上的取代基对降解速率常数的大小有明显的影响. ROSs试验表明,非草隆、异丙隆和利谷隆光催化降解过程中分别有91.6%、95.5%和86.8%的贡献来自·OH;而光生空穴和其他ROSs的贡献相对较小,并且电子捕获剂BrO₃-和S₂O₈2-对取代脲类除草剂的降解动力学有显著的促进作用.      

不同结构芳香酸对厌氧颗粒污泥特性与微生物群落的影响

以苯甲酸（BA）、邻苯二甲酸（PA）、连苯三甲酸（HA）、1-萘甲酸（1NA）为研究对象,探究了不同结构芳香酸对厌氧颗粒污泥理化特性与微生物群落的影响.结果表明,在40 d的接触实验中,1NA实验组对溶解性化学需氧量（SCOD）的去除率为86.09%,与空白对照组相比降低了7%.4个实验组污泥疏松胞外聚合物（LB-EPS）和紧密胞外聚合物（TB-EPS）中多糖含量分别比对照组高0.30~1.28、0.19~1.03 mg·g^-1,蛋白含量分别提高了0.025~0.326、0.007~0.171 mg·g^-1.在LB-EPS三维荧光（EEM）光谱中,HA和1NA实验组中出现了类腐殖酸物质荧光峰,且辅酶F₄₂₀峰强度有所降低.对于酶活性而言,HA、1NA实验组乙酸激酶相对活性比对照组减少了65.26%、6.93%.通过高通量测序发现,对照组与实验组中的优势菌群均为Proteobacteria、Chloroflexi和Firmicutes.HA与1NA的加入降低了Actinobacteria的相对丰度,提高了Bacteroidetes和Synergistetes的相对丰度.对于古细菌而言,Methanothrix在对照组与实验组中为优势种属,其相对丰度达到49.95%~80.40%;但实验组Methanothrix的相对丰度减少了10.69%~30.45%,且1NA实验组尤为明显;而1NA的加入提高了Methanospirillum的相对丰度,达到34.08%.同时,细菌和古细菌代谢通路预测表明,其主要功能组为代谢、遗传信息处理、环境信息处理和细胞过程,芳香酸使得厌氧颗粒污泥中氨基酸的代谢功能有所增强.     

印染废水循环利用抗生素抗性基因丰度变化特性

城市污水处理系统中抗生素抗性基因（ARGs）分布研究较多,但是工业废水循环利用时ARGs丰度变化特性研究尚存不足.为此,本研究构建了印染废水循环利用系统,采用16S rDNA技术分析印染废水循环利用过程中微生物群落的变化特性,采用高通量测序技术表征ARGs丰度变化趋势.循环初期,活性污泥中共检出9大类52种ARGs,其中β-内酰胺类（β-lactam）抗性基因的相对丰度最高.循环过程中,芳烃类污染物浓度随循环次数的增加而升高,β-内酰胺类抗性基因丰度则先升高后降低再升高（第100 d,上升61.85%）.与此同时,与ARGs相关的Firmicutes、Actinobacteria和Cyanobacteria的丰度显著下降（降幅分别为84.66%、64.38%和85.15%）.超过21种ARGs受到芳烃类污染物富集的显著影响,其中,6种ARGs与芳烃类污染物的浓度变化极显著正相关,6种极显著负相关.这些结果表明,ARGs的丰度变化受微生物群落和芳烃类污染物的影响,在印染废水循环利用过程中呈现先上升后下降再上升的变化趋势.本研究揭示了印染废水循环利用过程中芳烃类污染物的富集与微生物群落的变化对ARGs的影响,对印染工业废水循环利用降低抗生素抗性基因对环境的污染提供了理论指导.