郑州市大气PM2.5中重金属的污染特征、来源及健康风险评估:基于高分辨数据

为了研究城市大气PM_2.5中重金属的污染特征和来源,于2017年的7月和10月及2018年的1月和4月,利用在线金属分析仪对郑州市大气PM_2.5中的21种元素进行在线检测,分析了重金属浓度变化;通过富集因子、主成分分析和潜在源贡献等方法对重金属进行溯源;采用环境健康风险评价模型评估其健康风险.结果表明,K、 Zn、 Mn、 Pb、 Cu、 As、 Cr和Se的浓度随污染等级的提高而增加;富集因子和主成分分析法结果表明,重金属主要来源为地壳源、混合燃烧源、工业源和机动车源;雷达特征图表明,地壳源主导的污染主要发生在春、冬两季,混合燃烧源主导的污染主要发生在冬季;Pb、 As和Ni受汾渭平原、京津冀和河南南部的传输影响较大,Cd受采样点西北部影响较大;As对成年人和儿童均有显著致癌风险,Pb和Sb对儿童存在显著非致癌风险.     

The effects of seston food quality on planktonic food web patterns

In planktonic food webs, the conversion rate of plant material to herbivore biomass is determined by a variety of factors such as seston biochemical/elemental composition, phytoplankton cell morphology, and colony architecture. Despite the overwhelming heterogeneity characterizing the plant–animal interface, plankton population models usually misrepresent the food quality constraints imposed on zooplankton growth. In this study, we reformulate the zooplankton grazing term to include seston food quality effects on zooplankton assimilation efficiency and examine its ramifications on system stability. Using different phytoplankton parameterizations with regards to growth strategies, light requirements, sinking rates, and food quality, we examined the dynamics induced in planktonic systems under varying zooplankton mortality/fish predation, light conditions, nutrient availability, and detritus food quality levels. In general, our analysis suggests that high food quality tends to stabilize the planktonic systems, whereas unforced oscillations (limit cycles) emerge with lower seston food quality. For a given phytoplankton specification and resource availability, the amplitude of the plankton oscillations is primarily modulated from zooplankton mortality and secondarily from the nutritional quality of the alternative food source (i.e., detritus). When the phytoplankton community is parameterized as a cyanobacterium-like species, conditions of high nutrient availability combined with high zooplankton mortality led to phytoplankton biomass accumulation, whereas a diatom-like parameterization resulted in relatively low phytoplankton to zooplankton biomass ratios highlighting the notion that high phytoplankton food quality allows the zooplankton community to sustain relatively high biomass and to suppress phytoplankton biomass to low levels. During nutrient and light enrichment conditions, both phytoplankton and detritus food quality determine the extent of the limit cycle region, whereas high algal food quality increases system resilience by shifting the oscillatory region towards lower light attenuation levels. Detritus food quality seems to regulate the amplitude of the dynamic oscillations following enrichment, when algal food quality is low. These results highlight the profitability of the alternative food sources for the grazer as an important predictor for the dynamic behavior of primary producer–grazer interactions in nature.     

SO2在水和有机溶剂中的化学形态及其脂/水分配系数：SO2生理学研究新模式

为了探讨内源性SO2生理作用和毒理作用的化学机制,采用真空减压法、超声波法、通气法、光谱扫描法及摇瓶法等对SO2在水和有机溶剂中的化学形态及其脂/水分配系数进行了研究.研究结果表明:1)气态SO2不仅易溶于水,而且更易溶于有机溶剂;2)SO2在水和有机溶剂中的溶解主要是物理性溶解,其主要以SO2分子状态存在于溶液中,在饱和溶液中90%以上是以自由分子状态存在,在较低浓度下也有50%左右以自由分子状态存在;3)SO2的脂/水分配系数仅为0.16～0.20,使存在于生物膜(脂相)系统的内源性SO2很容易进入水相并转化为亚硫酸盐,这将导致其在组织细胞内的半寿期很短,这符合信号分子的特征.由此结论:1)以SO2生理盐水溶液作为SO2供体,可作为研究内源性SO2生理作用和毒理作用的新模式;2)内源性SO2在组织细胞内的失活途径是:SO2→SO32-/HSO3-→SO42-.此外,论文认为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠混合液并不能作为"SO2供体"用以处理生物组织.     

鄱阳湖湿地重金属形态分布及植物富集研究

研究了鄱阳湖湿地土壤中Cu,Zn,Pb和Cd形态与植物富集的关系. 结果表明:鄱阳湖土壤中Cu,Pb和Zn主要以有机态和残渣态为主,水溶态和离子交换态等生物有效性态含量很少;而Cd则主要以水溶态和离子交换态等生物有效性态为主,因此Cd的生态危害较大. 相关分析和偏相关分析均显示:植物中重金属含量与其生存环境中重金属水溶态或离子交换态含量直接相关,这与理论上植物只能吸收重金属水溶态相符. 植物对重金属的富集能力表现出Zn＞Cu＞Cd＞Pb的趋势. 用重金属水溶态或离子交换态进行植物富集研究,更具有可比性和科学性.      

固相萃取富集快速测定水样中痕量铜离子

采用固相萃取（SPE）富集水样中痕量铜离子继以分光光度法测定的方法,对样品浓度、SPE柱流速等诸多影响SPE柱效率的因素进行了研究,建立了一种简便、快速测定水样中痕量铜离子的新方法。结果表明,样品浓度低时,经过SPE柱时流速低,SPE柱富集效率高。当铜离子浓度为0－20μg／L时,铜离子富集倍数可达2000倍,回收率大于90％,相对标准偏差为6．5％,方法检测限可达0．5μg／L。     

硫磺和放线菌强化植物修复土壤镉污染

为了强化耐受重金属镉（Cd）的植物包心芥菜对土壤中Cd污染的富集及转运效率,以包心芥菜为研究对象,向土壤中添加0.3%的硫磺和接种不同数量的放线菌Act12（0.5,1.0,1.5,2.0g/kg）,通过盆栽实验,研究不同处理间根际土pH值的变化规律、包心芥菜地上和地下部分Cd的积累量、植物抗氧化酶系的变化以及根系活力.结果表明：添加0.3%硫磺和2.0g/kg放线菌Act12后,根际土pH值下降最大,相比对照下降了14.5%.而添加0.3%硫磺和1.5g/kg的放线菌Act12,包心芥菜地上部分Cd的含量最高,转运系数最大,相比对照,Cd含量提高了79%,并且植物地上部分的干重最大.添加放线菌Act12对植物的抗氧化系统有积极作用,CAT、POD、SOD含量均在0.3%硫磺和1.0g/kg放线菌Act12的添加组合下达到峰值,放线菌Act12还可提高植物的根系活力,降低丙二醛的含量.综上表明,添加硫磺和放线菌Act12均可强化包心芥菜吸收土壤中Cd的能力,其中0.3%硫磺和1.5g/kg放线菌Act12的添加组合强化效果最佳.     

上海市郊区大气细颗粒和超细颗粒物中元素粒径分布研究

用同步辐射X荧光光谱分析了上海市郊区大气细颗粒和超细颗粒物（0.028 7～2.40 μm）中元素粒径分布、质量中值粒径、元素相关性和不同粒径颗粒物中的富集因子.Ca、Ti主要分布于粒径>2 μm的颗粒物中,它们之间的相关系数达0.933,富集因子在0.1～3.2之间,且与粒径无明显关联,主要来自土壤扬尘等自然来源.V、Cr、Mn、Ni、Zn、Cu、Pb、Cl、S等元素主要分布在0.1～1.0 μm颗粒物中,质量中值粒径在0.56～0.94 μm之间.V、Cr、Ni、Cu、Zn、Pb显著富集,且富集程度随粒径减小而增大.其中Pb在超细颗粒物（<0.1 μm）中的富集因子达2 023.7～2 244.2,远大于在细颗粒和 PM_2.5中的富集程度.这些元素主要来自燃油、燃煤、冶金和机动车尾气等人为污染.Fe在>0.2 μm颗粒物中分布较均匀,质量中值粒径1.3 μm.除了局部污染源,远距离传输对该地区大气颗粒物污染有不可忽略的影响.     

两种油菜不同铅富集能力差异机理

通过水培试验和大田试验研究了秦油1号（QY-1）和三月黄（SYH）2种油菜对Pb的吸收富集能力,并从叶片的亚细胞结构和抗氧化酶活性等角度探究二者对Pb的耐性和解毒机制.结果表明,在水培条件下,2种油菜的生长均未受到明显的抑制,随着Pb胁迫的增加,油菜吸收的Pb更倾向于分配在根部,减弱向地上部的转运.同时,在高Pb处理浓度（20mg/L）下,SYH的地上部和根部的Pb含量分别比QY-1提高了17.03%和77.07%.油菜叶片中Pb亚细胞区隔化研究结果表明,将Pb区隔在生物解毒组分（金属富集颗粒组分和热稳定蛋白组分）中是油菜富集Pb的重要耐性机制,其中SYH在该组分中Pb的分布显著高于QY-1.此外,抗氧化系统是这2种油菜应对Pb胁迫的重要解毒机制,Pb胁迫下SYH体内过氧化物酶和过氧化氢酶活性显著高于QY-1,可更有效地应对Pb胁迫对其的毒害效应.大田试验表明,田间条件下2种油菜吸收的Pb更倾向于转运到地上,且SYH的富集系数、地上部和根部Pb含量均显著高于QY-1.综上,SYH具有更高的Pb富集能力,具有修复中轻度Pb污染土壤的应用潜力.     

连环湖牙门气泡沉积物重金属演化和污染研究

2010年8月在牙门气泡的湖心位置采集了柱状沉积岩心.采用HNO3-HClO4-HF联合消解并运用ICP-MS测试了柱状沉积岩心中金属元素Cr、Cu、Mn、Ni、Fe、Pb、Zn、Cd、Al、Ba、Ca、K、Li、Mg、Na和Sr的含量,结合沉积岩心年代测定,研究了该湖区沉积物重金属元素演化特征及污染历史.应用富集系数法探讨了湖泊重金属的污染特征.结果表明,1950年以前各元素含量变化趋势平稳,1950～1990年间波动较大,1990年以后金属元素Mn、Zn、Cd、Pb、Fe、Ni、Cr、Cu、Ca、Li和Sr浓度明显增加.牙门气泡重金属元素Mn、Zn、Cd、Pb存在轻微污染,而Ni、Cr和Cu无污染.     

太湖藻类状况分析

对太湖藻类发生的内因、外因作了阐述，就有关的环境因子与藻类的关系作了相关分析，对太湖藻类的监测工作提出了建议。