亚热带丘陵小流域土壤有效磷空间变异与淋失风险研究

肥料过施导致的土壤磷素累积和淋失是农业面源污染的重要方面.以湖南省长沙县金井镇脱甲河小流域(52 km2)为研究区,采用高密度布点采样、Arc GIS软件和属性相似反距离加权插值法研究了亚热带丘陵小流域表层(0~20 cm)土壤有效磷(Olsen-P)含量(以P计,下同)的空间分布特征与磷素的淋失风险.结果表明,菜地、果园、稻田和茶园土壤Olsen-P平均含量为62.0、16.1、14.4和13.7 mg·kg-1,是林地(平均含量为2.36 mg·kg-1)的5.8~26.3倍.5个土地利用类型土壤Olsen-P含量均具有高等变异水平和中等程度的空间自相关性(块基比C0/(C0+C)=50%),这与区内地形地貌、土壤母质、人工施肥等具有密切关系.根据土壤0.01 mol·L-1Ca Cl2浸提态P和Olsen-P的非线性关系可确定区内红壤和水稻土P的淋失风险临界值分别为69.97和98.40 mg·kg-1,并据此对脱甲河小流域土壤磷素淋失的风险进行了定量评价,结果表明旱地土壤具有明显较高的淋失风险,其中中等以上的比例占36.4%,而稻田土壤仅有0.2%,为中等以上淋失风险.因此,控制旱地(尤其是菜地)磷肥的投入是降低亚热带丘陵小流域土壤P淋失风险和减轻农业面源污染的关键.     

“引江济太”过程中塑化剂类污染物的输入特征和环境健康风险评价

为了解"引江济太"过程中塑化剂类污染物对贡湖的输入特征,于2013年8月对14个采样点的7种邻苯二甲酸酯类化合物(PAEs)的浓度进行采样分析,并通过美国环保署(USEPA)推荐的方法,对其环境风险进行评价.结果表明:各采样点邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二环己酯(DCHP)均有检出,除采样点10、11和12外,邻苯二甲酸二乙酯(DEP)也有检出,其余4种均未检出,长江引水经望虞河进入贡湖后,DEP、DBP和DCHP浓度均有不同程度的降低,且其最高浓度均出现在望虞河长江引水处(采样点1),说明在引水过程中长江水对望虞河有明显的PAEs输入,而贡湖锡东水厂DEP浓度高于贡湖其他采样点,南泉水厂DBP和DCHP浓度高于贡湖其他采样点,金墅湾水厂PAEs浓度总体处于较低水平.环境健康风险评价结果显示:DEP的最大非致癌风险值为3.91×10-8a~(-1),未超过国际组织规定范围,而DBP的最大非致癌风险值为1.17×10-5a~(-1),超过英国皇家协会RS规定的1×10-6a~(-1),但均对人体无明显非致癌危害.     

佛山市土地可持续利用评价研究

基于资源合理性、经济可行性、生态安全性三个角度选取17项指标构建指标体系,通过熵值法计算各指标的权重,求取非资源合理性（ NREI）、经济可行性（ EEI）、非生态安全性（ NESI）3项综合指数,运用改进的三角模型对佛山市2004年－2011年土地可持续利用状态和趋势展开分析和评价。研究表明：佛山市土地可持续状态总体较差,并且呈现不断恶化趋势。     

纳米Ag粒子在我国主要类型土壤中的迁移转化过程与环境效应

随着纳米技术的快速发展,纳米材料进入环境并不断累积,因此开展纳米材料的环境安全性研究具有重要意义.纳米银(Ag NP)是目前应用最广泛的人工纳米材料之一.本课题组拟以Ag NP为研究对象,系统研究其在我国主要类型土壤中的迁移、转化过程及其生态环境效应;基于同步辐射技术、同位素技术和量子化学计算等方法,揭示Ag NP与土壤中主要矿物或有机质之间的相互作用规律;探明Ag NP对土壤中微生物、动物和植物的致毒过程及其作用机制;发展Ag NP在土壤中迁移的数学模型,预测其在土壤中的迁移、滞留通量进而评价其淋溶风险,为Ag NP的安全利用提供重要理论基础和技术支撑.     

纳米氧化锌对大型溞肠道组织毒性效应及机理研究

研究了不同浓度纳米氧化锌（ZnONP）及其在水中释放的对应浓度的Zn²⁺溶液对大型溞（Daphnia magna）肠道组织显微和亚显微结构的影响,探讨了ZnONP对大型溞的肠道组织毒性效应特征和作用机理.结果表明,0.3 mg·L^-1-Zn²⁺组（Zn²⁺浓度0.170 mg·L^-1）和0.3 mg·L^-1 ZnONP溶液皆对大型溞的肠道造成损伤,主要导致大型溞中肠与直肠之间的连接处发生扭曲,其中ZnONP对肠道组织结构弯曲影响最为明显,0.3 mg·L^-1 ZnONP组引起大型溞个体最大肠道弯曲率高达42%.大型溞肠道组织HE染色结果显示,ZnONP暴露会造成大型溞肠道上皮组织断裂、胞间连接空泡化、纹状缘模糊及杯状细胞脱落等,而相对应浓度Zn²⁺组的毒性较弱.电子显微镜下对大型溞肠道组织亚显微结构观察发现,0.3 mg·L^-1 ZnONP处理组大型溞肠道上皮细胞组织出现微绒毛排列紊乱、脱落、溶解,上皮细胞松散,线粒体双层膜结构不完整,嵴溶解消失,核糖体增多等现象.0.3 mg·L^-1-Zn²⁺组大型溞肠道组织上皮细胞有损伤,但整体结构基本完整.从ZnONP和对应的Zn²⁺所产生的毒性效应特征和各组大型溞机体中Zn元素含量的测定分析,ZnONP对大型溞造成的肠道组织损伤不仅与其释放的Zn²⁺引起的毒性有关,更可能与大型溞对颗粒物摄取的方式或ZnONP在体内的积累量、排泄速率和作用的细胞器等有关.因此,ZnONP对肠道组织毒性效应产生的分子机制还需要 进一步研究.     

流域开发的外部性及其内部化

流域是地表水的集水区域。流域问题的本质是水。水是可持续发展的基础和条件，是环境与发展问题的核心。流域开发是以水资源为先导和主体的综合资源开发。实现流域经济可持续发展实质就是实现流域水资源可持续开发和利用。外部性是流域开发的基本特征，水资源的特性决定了流域开发的外部性。实现流域开发的外部性内部化是流域经济可持续发展的关键。实现流域开发外部性内部化，必须界定流域资源产权，明确流域开发主体；建立税收－补贴体系，对水资源合理定价；坚持“排污者付费原则”；建立流域水资源市场，实现水资源资产化管理。同时，政府要加强流域的管理；建立健全水资源保护与流域开发的法律体系；普及保护环境和水资源的教育，建立节水观念；支持和鼓励流域开发企业实行外部成本内部化措施；调整产业结构，深化国有企业改革。     

历史抗生素胁迫改变磺胺甲唑和甲氧苄啶对活性污泥的影响:ARGs及其潜在宿主

抗生素共暴露对污水处理厂抗生素抗性基因（ARGs）及微生物群落聚集过程有着重要影响.然而,历史抗生素接触胁迫差异（遗留效应）是否能决定微生物和ARGs对抗生素复合污染的响应尚不清楚.通过选择高浓度（30 mg ·L^-1）磺胺甲唑（SMX）和甲氧苄啶（TMP）作为历史接触胁迫条件,探究SMX和TMP复合污染对ARGs、细菌群落及其交互作用的短期影响.基于高通量荧光定量PCR,共检测出13种ARGs,它们的绝对丰度介于2.21~5.42 copies ·μL^-1（对数值,以DNA计,下同）,其中sul2、ermB、mefA和tetM-01是样品中最主要的亚型,绝对丰度在2.95~5.40 copies ·μL^-1之间;SMX和TMP复合污染会引起ARGs和可移动基因元件（MGEs）的富集,但其对各亚型的影响不同,且SMX的历史遗留效应高于TMP;不同接触史的复合污染下,ARGs间的共现与互斥模式均存在;MGEs （尤其是intI-1）与磺胺类（sul1、sul2）、四环素类［tet （32）］和大环内酯-林可酰胺-链霉菌素类抗性基因（ermB）均呈显著正相关性;基于微生物全尺度分类发现各类群微生物群落结构对复合污染的响应不同,且条件丰富菌属（CAT）得到了显著富集;陶厄氏菌属（Thauera）、假黄单胞菌属（Pseudoxanthomonas）和副球菌属（Paracoccus）是优势的抗性菌属;网络分析共发现31个ARGs的潜在宿主,以条件稀有菌属（CRT）为主,尤其是Candidatus_Alysiosphaera和纺锤状菌属（Fusibacter）与多种ARGs呈现正相关,是多种ARGs的潜在公共细菌宿主;部分稀有菌属［RT,变异杆菌属（Variibacter）、气单胞菌属（Aeromonas）和管道杆菌属（Cloacibacterium）等］是转座子IS 613的潜在宿主,在ARGs的增殖传播中发挥重要作用.综上,研究揭示了污水处理系统中抗生素历史胁迫对ARGs赋存特征和及其宿主细胞的遗留效应,可为削减抗生素复合污染引起的ARGs污染提供新思路与理论依据.     

Sorption of Pesticides on Kaolinite and Montmorillonite as a Function of Hydrophilicity

Pesticides and other organic species are adsorbed by soil via different mechanisms, with bond strengths that depend on the properties of both the soil and the pesticide. Since the clay fraction in soil is a preferential sorbent for organic matter, reference kaolinite and montmorillonite are useful models for studying the mechanism and the strength of sorption. This paper presents the results of batch experiments to investigate the interactions of kaolinite KGa-1 and montmorillonite SWy-1 with the following pesticides and organic species resulting from the natural degradation of pesticides in the environment: atrazine (1-chloro-3-ethylamino-5-isopropylamino-2,4,6-triazine), simazine (1-chloro-3,5-bisethylamino-2,4,6-triazine), diuron [1,1-dimethyl-3-(3,4-dichlorophenyl)urea], aniline, 4-chlorophenol, 2,4-dichlorophenol, and 2,4,6-trichlorophenol. Each of these chemicals has different hydrophilicity. Systems containing 2.0 g of clay were put in contact with 100.0 mL of solutions of the pesticides at known concentration ranging from 1.0 to 5.0 mg/L, and the amount of solute adsorbed was evaluated through RP-HPLC analysis of the pesticide still present in the aqueous suspension. To test for electrostatic interactions between the clay surface and the pesticides, potentiometric titration was used to determine the permanent surface charge of clays. Experiments were performed at different pH values. The results indicate that, for the chemicals studied, neutral molecules are preferentially retained relative to ionized ones, and that montmorillonite is a more effective sorbent than kaolinite.     

Key Features and Context‐Dependence of Fishery‐Induced Trophic Cascades

Abstract: Trophic cascades triggered by fishing have profound implications for marine ecosystems and the socioeconomic systems that depend on them. With the number of reported cases quickly growing, key features and commonalities have emerged. Fishery‐induced trophic cascades often display differential response times and nonlinear trajectories among trophic levels and can be accompanied by shifts in alternative states. Furthermore, their magnitude appears to be context dependent, varying as a function of species diversity, regional oceanography, local physical disturbance, habitat complexity, and the nature of the fishery itself. To conserve and manage exploited marine ecosystems, there is a pressing need for an improved understanding of the conditions that promote or inhibit the cascading consequences of fishing. Future research should investigate how the trophic effects of fishing interact with other human disturbances, identify strongly interacting species and ecosystem features that confer resilience to exploitation, determine ranges of predator depletion that elicit trophic cascades, pinpoint antecedents that signal ecosystem state shifts, and quantify variation in trophic rates across oceanographic conditions. This information will advance predictive models designed to forecast the trophic effects of fishing and will allow managers to better anticipate and avoid fishery‐induced trophic cascades.     

长江三峡花岗岩地区土壤流失时间分布特性

长江三峡花岗岩地区坡面土壤流失以耕地砂砾化面蚀和有部分植物覆盖坡面的鳞片状面蚀为主，该地土壤流失研究结果表明，由以上两类面蚀导致的土壤流失量月分布与月降雨量的分布基本趋势一致，二者呈现较为明显的线性相关关系。地面坡度＞３０°的裸地土壤流失量达５０００ｔ／ｋｍ３·ａ以上，覆盖度≥０．７０的林地土壤流失量＜５００ｔ／ｋｍ２·ａ，该流域土壤流失量为１５４４．１４ｔ／ｋｍ２·ａ，产沙量为６９４．８６ｔ／ｋｍ２·ａ