植物源挥发性有机物采样和分析方法研究进展

植物源挥发性有机物(BVOCs)排放量约占全球总VOCs排放的90%，其排放易受环境因子(温度、光照、土壤水分、饱和水汽压差、风速、风向、O₃和CO₂浓度等)的影响，对采样和分析要求极高，而BVOCs样品的精准采集与分析是获取BVOCs排放因子的基础。该文综述了国内外BVOCs采样和分析方法，根据采样系统是否能控制或模拟环境因子(温度、湿度、光照强度、空气湍流、二氧化碳浓度等)，对采样叶室的适用性进行了分析。其中光合仪-动态封闭系统可精准控制温度、光照强度、二氧化碳浓度，易使空气形成自然交换且便于外场测量，适用于大多数植物BVOCs排放测量。依托高塔、系留球、飞机等开展测量的开放式采样系统适用于外场的长期观测。PTR-MS、PTR-TOF-MS、Vocus-PTR-TOF等在线分析系统逐步得到应用。微型传感器已应用于BVOCs的快速检测，碳同位素分析法已应用于BVOCs合成转化过程中组分的探究。对采样和分析系统发展的研究，将为精准获取BVOCs排放因子并评估其环境效应提供依据。     

长白山藓类植物在失水干燥及再水化过程中的CO_2同化能力和呼吸速率的变化

利用ＣＯ２红外分析仪检测了５种长白山藓类植物在失水干燥及重新吸水过程中的ＣＯ２交换速率．结果表明：５种藓类光合作用最适含水量［ｗ／（ｇ·ｇ－１）］为４～６；植物体蓄水过多时，会增加了ＣＯ２扩散阻力，光合速率下降，由于结构及生理上的差异，种与种之间净光合为０时含水量值变动较大．空气中干燥５ｄ的植物体吸水后，开始时有一个呼吸峰出现，之后呼吸速率逐渐恢复到正常状况；光合作用恢复速率要比呼吸作用慢．所有５种藓类植物在吸水１ｄ后光合活力即可恢复到失水之前的原初水平，说明空气中短期干燥对其光合能力无明显影响．     

几种植物根亚细胞中菲的分配

以菲为多环芳烃(PAHs)代表物,采用温室水培试验方法,研究了黑麦草、苏丹草、墨西哥玉米、高羊茅、三叶草等5种植物根亚细胞中菲的分配作用.结果表明,经144h培养,随着培养液中菲平衡浓度由0.056mg·L-1增至0.39mg·L-1,黑麦草根、细胞壁、细胞器中菲的含量分别从26.85、20.01和36.19mg·kg-1增大到56.91、49.54和59.77mg·kg-1,富集系数则分别由357.14、479.49和649.25L·kg-1降低到145.92、127.04和153.26L·kg-1.黑麦草根及亚细胞组分中菲的含量大小为细胞器根细胞壁,其中细胞器中菲含量要比细胞壁高21%～163%.水中菲的起始浓度均为1mg·L-1时,144h后,供试5种植物根细胞器中菲的含量(48.64～145.2mg·kg-1)均大于细胞壁(15.86～74.49mg·L-1).5种植物根亚细胞中菲分配的比例大小顺序为细胞器细胞壁可溶部分;其中,根内46%～53%和31%～40%的菲分别分布在细胞器和细胞壁中.     

凤眼莲、稻草和污泥制备生物炭的特性表征与环境影响解析

有机废弃物限氧热解制备生物炭可在减缓温室气体排放的同时改善土壤和水体环境质量,但同时生物炭在环境中的应用具有潜在生态毒理风险.因此,在将生物炭大规模应用于各类环境介质前,对其关键物理-化学性质进行系统分析与评价是极为必要的.本文选择对我国水生生态环境危害最大的入侵植物凤眼莲(Eichhornia crassipes)和我国产量最高的农业废弃物稻草,以及市政污水处理厂剩余污泥3种生物质前体,于250~550℃进行低温慢热解,对所制备生物炭的表面形貌、元素组成、矿物形态和一系列关键化学特性进行了全面表征与比较分析.在此基础上,深入探讨了此3类生物炭应用于土壤改良、重金属污染修复和水体富营养化控制的潜力与风险.结果表明,凤眼莲生物炭中K、Ca、Na、Mg含量最为丰富,指示其对于缓解土壤酸化具有重要应用价值,而其中P主要以AlPO_4晶体态存在,水溶性较低,这有利于降低此类生物炭引起水体富营养化的风险;水稻秸秆生物炭阳离子交换量(CEC)相对较高,达到33.7 cmol·kg~(-1),表明其在提高土壤保肥能力和降低重金属生物有效性方面具有较大潜力;SEM-EDX显示,凤眼莲生物炭和稻草秸秆生物炭均具有发达的束筒结构,可优先考虑用于改善土壤通气性;但是,部分生物炭中水溶性Cd、As含量超出安全阈值,表明对有机质前体和热解产物进行严格检测和筛选是实现生物炭在环境与农业中安全利用的必要环节.     

螯合剂-油菜联合修复对镉污染土壤酶活性的影响

通过盆栽实验,研究了在螯合剂-芥菜型油菜修复镉污染土壤中,不同浓度的3种螯合剂EDTA、EDDS和草酸对3种土壤酶活性的影响。结果表明,3种螯合剂均显著提高了土壤总Cd去除率,其中EDTA的效果最好,最佳浓度为3 mmol/kg,此时土壤总的Cd去除率高达74.57%。EDTA诱导下土壤蔗糖酶和脲酶活性均显著提高,低浓度EDDS和草酸处理,蔗糖酶活性明显提高,但浓度较高时降到与对照组相当的水平;EDDS和草酸的施用对脲酶活性没有显著影响。3种螯合剂诱导下过氧化氢酶活性均受到轻微抑制,但变化不显著。仅在施加EDTA的土壤中蔗糖酶活性与土壤总Cd含量显著负相关,其他处理中蔗糖酶、过氧化氢酶和脲酶活性与土壤总Cd含量的相关性都不显著。     

DDTs对水生哺乳动物的组织残留基准初步研究

作为一种曾经广泛使用的氯化烃杀虫剂,DDT及其主要代谢产物DDE和DDD(合称为DDTs)是一类典型的具有持久性和生物累积性的有毒污染物。亲脂性和持久性使得DDTs可以通过食物链进行生物放大,从而对处于高营养级的水生哺乳动物造成严重的毒害作用。在综述DDTs对哺乳动物的毒性研究基础上,采用物种敏感度分布(species sensitivity distribution,SSD)和毒性百分数排序法(toxicity percentile rank method,TPRM)推导DDTs保护水生哺乳动物的组织残留基准(Tissue Residue Guideline,TRG)。使用SSD和TPRM得到的TRG分别为23.9和22.7 ng·g-1食物(湿重)。相应的,DDTs保护水生哺乳动物的水质基准分别为188.2和178.7 pg·L-1。依据研究得到的DDTs的组织残留基准及其在鱼类体内的含量评估对水生哺乳动物的风险。研究结果可用于评估DDTs对水生哺乳动物的生态风险,并为DDTs的风险管理提供理论依据。     

种间关系预测(ICE)模型在水质基准研究中的应用

水质基准研究主要是基于物种的实验室测试的毒性数据开展的。对于一些毒性数据相对缺乏的化学品,水质基准研究就会受到一定的影响。本文从水质基准研究方法的角度,阐述了种间关系预测(ICE)的基本原理和基本方法,系统介绍了ICE模型的毒性预测方法在水质基准研究中的应用,并通过锌的ICE案例研究证明了模型在中国的可利用性。同时,对ICE模型的不确定性和适用性进行了分析。最后,对ICE模型存在的问题和未来的发展方向进行了探索和展望。     

水生生物水质基准研究中轮虫、水螅、涡虫类受试生物的筛选

轮虫、水螅、涡虫是水生生态系统的重要生物类群。因其对水体污染较敏感,所以对水生生物基准研究有重要意义。依据我国生物区系资料及毒性数据丰度,筛选出8种代表性本土轮虫、水螅、涡虫类生物。参照美国水生生物基准技术指南,搜集、筛选了这8种代表性生物的急性毒性数据,通过数据分析,筛选出对各物种毒性最大的污染物,主要包括重金属、农药、有机锡化物、表面活性剂、吡啶胺类杀菌剂。分析污染物的物种敏感度分布,依据累积概率对代表性生物的物种敏感性进行分类,结果为:萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)、绿水螅(Hydra viridissima)、普通水螅(Hydra vulgaris)对重金属铜的累积概率为6.5%、8.5%和10.4%,普通水螅(Hydra vulgaris)对重金属汞的累积概率为6.3%;龟甲轮虫(Keratella cochlearis)和四齿腔轮虫(Lecane quadridentata)对五氯酚钠的累积概率为5.1%和7.6%;褐水螅(Hydra oligactis)和绿水螅(Hydra viridissima)对三丁基氧化锡的累积概率为6.9%和13.8%,萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)对氟啶胺的累积概率为6.7%,日本三角涡虫(Dugesia japonica)对四氯化碳、十二烷基苯磺酸钠的累积概率分别为6.7%和7.1%。上述结果表明:萼花臂尾轮虫、绿水螅对重金属铜敏感;普通水螅对重金属铜和汞敏感;龟甲轮虫和四齿腔轮虫对农药敏感;褐水螅和绿水螅对有机锡化物敏感;萼花臂尾轮虫对吡啶胺类杀菌剂敏感;日本三角涡虫对四氯化碳、表面活性剂敏感。这7种代表性生物可作为相关污染物的水生生物基准受试物种。     

组织残留法在水生生物基准中的应用概述

水生生物基准已成为生态风险评价和水环境管理的主要参考依据,在水污染治理、控制和管理以及水生生物保护方面发挥着重要作用。环境和生物学参数对基于水体或沉积物等外暴露浓度的毒性阈值和环境基准存在影响,使其具有变异性和不确定性。而基于组织残留的毒性剂量指标可以减少毒性值的变异性以及不确定性,特别是对于生物累积性物质而言,在毒性效应及环境基准研究中存在显著优势。针对组织残留法在水生生物基准研究中的应用,对组织残留法的概念、优势、应用,以及组织残留基准的推导方法等几个方面进行了综述,并提出了组织残留法在应用中存在的关键问题及建议,旨在推动环境基准、生态风险评价理论和方法的研究,以及为水环境管理和污染防治提供技术支持。     

全氟辛烷磺酸盐(PFOS)替代品对4种本土水生生物的生态毒性

本文选择了紫背浮萍、四尾栅藻、蚤状溞和稀有鮈鲫4种本土水生生物,开展了阳离子表面活性剂、织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂4种全氟辛烷磺酸盐(PFOS)替代品的安全性评估,为筛选理想PFOS化学替代品提供科学依据。急性毒性结果发现阳离子表面活性剂对4种水生生物均未显示出急性毒性;织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂对蚤状溞的LC50值分别为17.97、64.61和85.58 mg·L-1,显示出低的急性毒性。另外,织物三防整理剂对四尾栅藻的半数抑制浓度(EC50)值为88.32 mg·L-1,而对稀有鮈鲫半致死浓度(LC50)值为14.79 mg·L-1,均存在急性毒性。短期生长抑制试验结果发现阳离子表面活性剂、织物三防整理剂、C4三防整理剂和C6三防整理剂对稀有鮈鲫生长抑制最低可见效应浓度(LOEC)值分别为20、1.5、100和50 mg·L-1,表明4种PFOS替代品均显示低慢性毒性。急慢性综合分析可知C4和C6三防整理剂相对较安全,可能成为理想的PFOS替代品。