郑州市典型污染过程PM1中重金属浓度、来源及健康风险评估

颗粒物中重金属元素可对人体健康造成不利影响,粒径越小危害越大.利用在线重金属观测仪于2021年1月7～25日在郑州市连续测定PM₁中Al、 Si、 K、 Ca、 V、 Cr、 Mn、 Fe、 Ni、 Cu、 Zn、 As、 Se、 Ba、 Pb和Cd共16种重金属元素.结果表明,观测期间ρ（K）的浓度最高(0.62μg·m^-3).根据污染物浓度和气象特征,将观测期间划分为清洁日、沙尘日和霾日.大气PM₁中重金属污染特征和健康风险评价在不同污染过程下的贡献不同.利用美国EPA健康风险评价法评估重金属的健康风险,采用富集因子法和正定矩阵因子模型（PMF）解析重金属来源,并利用浓度权重轨迹分析法（CWT）和后向轨迹法对传输的影响进行评估.结果表明在不同污染过程下Zn、 As、 Se、 Pb和Cd的富集因子超过100,均受人类活动影响较大.在观测期间重金属主要来源为工业源、燃煤/生物质源、机动车源和扬尘源.将健康风险结果代入PMF分析发现,在清洁日、沙尘日和霾日期间工业源是致癌与非致癌健康风险的主要贡献源,且本地区PM_...     

A fast antibiotic detection method for simplified pretreatment through spectra-based machine learning

• A spectral machine learning approach is proposed for predicting mixed antibiotic. • Pretreatment is far simpler than traditional detection methods. • Performance of the model is compared in different influencing factors. • Spectral machine learning is promising in the detection of complex substances. Antibiotics are widely used in medicine and animal husbandry. However, due to the resistance of antibiotics to degradation, large amounts of antibiotics enter the environment, posing a potential risk to the ecosystem and public health. Therefore, the detection of antibiotics in the environment is necessary. Nevertheless, conventional detection methods usually involve complex pretreatment techniques and expensive instrumentation, which impose considerable time and economic costs. In this paper, we proposed a method for the fast detection of mixed antibiotics based on simplified pretreatment using spectral machine learning. With the help of a modified spectrometer, a large number of characteristic images were generated to map antibiotic information. The relationship between characteristic images and antibiotic concentrations was established by machine learning model. The coefficient of determination and root mean squared error were used to evaluate the prediction performance of the machine learning model. The results show that a well-trained machine learning model can accurately predict multiple antibiotic concentrations simultaneously with almost no pretreatment. The results from this study have some referential value for promoting the development of environmental detection technologies and digital environmental management strategies.     

Multi-factor principle for electrolyte additive molecule design for facilitating the development of electrolyte chemistry

When I read the paper"Electrolytes enriched by potassium perfluorinated sulfonates for lithium metal batteries"from Prof. Jianmin Ma's group, which was published in Science Bulletin (doi.org/10.1016/j.scib.2020.09.018), I felt excited as presented a multi-factor principle for applying potassium perfluorinated sulfonates to suppress the dendrite growth and protect the cathode from the viewpoint of electrolyte additives. The effects of these additives are revealed through experimental results, molecular dynamics simulations and first-principle calculations. Specifically, it involves the influence of additives on Li+ solvation structure, solid electrolyte interphase (SEI), Li growth and nucleation. Following the guidance of the multi-factor principle, every part of the additive molecule should be utilized to regulate electrolytes. This multi-factor principle for electrolyte additive molecule design (EAMD) offers a unique insight on understanding the electrochemical behavior of ion-type electrolyte additives on both the Li metal anode and high-voltage cathode. In these regards, I would be delighted to write a highlight for this innovative work and, hopefully, it may raise more interest in the areas of electrolyte additives.     

白银矿区土壤重金属及可培养细菌重金属耐受性研究

对白银矿区土壤重金属进行分析研究,分离、筛选和鉴定了受污染土壤中的可培养细菌,并考察其对土壤中重金属胁迫的耐受性。结果表明：白银矿区王岘镇尾渣堆和东大沟河沟土壤重金属污染Pb＞Zn＞Cu;从污染最严重的土壤中分离、筛选出砖红色微杆菌（Microbacterium testaceum）、特基拉芽孢杆菌（Bacillus tequilensis）和解单端孢菌素微杆菌（Microbacterium trichothecenolyticum）3种细菌,其中菌株M1（Microbacterium testaceum）对Pb、Zn、Cu、Cd的胁迫具有明显的耐受性。     

演马矿煤矸石堆周围环境中重金属分布特征

以焦作市演马矿煤矸石堆为对象,检测分析其周围土壤、地下水和植物中的重金属含量,并结合当地的地形地貌、土壤性质和地下水动力条件,研究煤矸石堆放与环境污染之间的联系. 根据地形地貌、地下水流向和风向,在演马矿煤矸石堆周围布置土壤、地下水和植物采样点,检测分析pH和重金属(如Pb,Mn,Zn,Cu,Cr和Cd)含量及分布规律. 结果表明:煤矸石堆放是造成周围环境污染的重要因素,煤矸石释放的重金属大部分被土壤所吸附,所检测的6种重金属在土壤中均被检出,其中部分点位的Zn和Cd含量已经超过土壤环境质量标准(GB15618-1995)中的二级标准;土壤中重金属可以进一步向地下水和植物传递,地下水中Mn含量与煤矸石堆的距离呈负相关,植物叶中Pb的含量最高,叶和茎中重金属含量表现出与煤矸石堆的相关性;矿坑排水、锅炉房飘尘也是造成周围环境重金属污染的重要来源.      

香港海域表层沉积物重金属空间分析

利用多元统计方法和空间内插值方法分析香港海域表层沉积物重金属的空间分布特征, 为优化香港沉积物重金属监测网络和控制香港地区重金属污染提供支持. 结果表明:①香港海域表层沉积物采样点在D_link/D_max<0.36处明显分为3类, 大致可分别代表轻度、中度、重度污染3种类型;②后退式判别分析具有良好的指标降维能力, 仅需6个显著性重金属指标(Zn, Pb, Cu, Cd, Fe和V)即可反映整个区域重金属空间分布差异性, 且具有84.50%的正确判别率;③基于GIS的反距离权重法(IDW)得到的显著性重金属指标的空间连续分布显示,V和Fe为B组采样点区域的特征元素, Zn, Pb, Cu和Cd在易受人类活动影响地区富集;④显著性指标富集因子的区域多项式内插模拟(LPI)显示,人类活动对Zn, Pb, Cu和Cd分布的强烈影响, 形成以长洲(SS7)、维多利亚湾、吐露港和后海湾为热点逐渐扩散的分布模式.      

洞庭湖平原中小型湖群沉积物铬污染特征与评价

于2007年采集洞庭湖平原地区10个中小型湖泊沉积物样品33个(其中表层样品29个,柱状样品4个),对沉积物重金属元素Cr的空间分布特征及其污染等级进行研究. 各湖泊表层沉积物中w(Cr)普遍高于环境背景值,其w(Cr)平均值排序为岳阳南湖>大通湖>珊珀湖>东湖>黄盖湖>安乐湖>北民湖>柳叶湖>毛里湖>芭蕉湖. 各湖柱状沉积物中w(Cr)由底层到表层的垂向上呈现不同的波动趋势. 各湖沉积物的铬污染程度按湖泊类型划分,表现为城市湖泊>投肥养殖型湖泊>人放天养型湖泊. 地累积指数法评价结果显示,洞庭湖平原地区中小型湖群沉积物中铬污染较轻,4个湖泊的10个采样点为偏中度污染,9个湖泊18个采样点为轻度污染,1个采样点没有污染.      

北京市某废弃焦化厂不同车间土壤中多环芳烃（PAHs）的分布特征及风险评价

以北京市某废弃焦化厂为研究对象,系统采集了6个车间0～4m深的26个土壤样本,利用GC/MS检测了U.S.EPA优控的16种多环芳烃(PAHs)的含量,分析了PAHs在焦化厂不同车间表层土壤的污染状况和深层土壤中的垂直分布特征并对土壤污染风险进行了评估.结果表明,1)该废弃焦化厂不同车间表层土壤(0～20cm)总PAHs(∑PAHs)的残留量介于672.8～144814.3ng·g-1之间;污染程度排序为:回收车间>老粗苯车间>焦油车间>炼焦车间>水处理车间>制气车间.2)该厂未受扰动的土壤样品显示PAHs主要聚集在表层土壤,并随着土壤深度的增加而迅速减少;其他样点由于土壤扰动,∑PAHs含量最大值出现在第三层土壤(80～180cm);该厂4m深底层土壤仍有高浓度PAHs,∑PAHs含量最高值出现在炼焦车间,达12953.1ng·g-1.3)焦化厂土壤PAHs污染主要集中在3环和4环的PAHs单体上,分别占到污染总量的51.3%和31.7%.4)根据Maliszewska-Kordybach的PAHs总量标准及加拿大土壤PAHs单体治理标准,该厂回收、老粗苯、焦油和炼焦车间表层和深层土壤PAHs含量均达到重污染水平,并对其周围土地带来较大风险,需要治理.     

贵阳和万山地区部分蔬菜中的重金属含量及其健康风险

以贵州省贵阳市和万山地区为例,对购自当地自由市场的部分蔬菜中的重金属Cd、Hg、Pb、Mn、As的含量进行了测定,并以国际放射防护委员会(ICRP,International Commissionon Radiological Protection)给出的限定值为标准,对某些重金属含量超标的蔬菜进行了健康风险评价.结果表明:除个别蔬菜的As和Mn外,万山地区蔬菜中的重金属含量均明显高于贵阳地区;两地蔬菜中的As、Pb含量均低于国家限定值(GB4810-1994、GB14935-1994),而部分蔬菜中的Cd、Hg含量均明显超出国家限定值(GB15201-1994、GB2762-1994).风险评价结果表明贵阳和万山两地的蔬菜可能存在重金属Cd、Hg、Pb的中、轻度污染;存在Cd污染的蔬菜对人体的年致癌风险为3.40×10-7·a-1,非致癌物Hg和Pb对人体的总健康风险分别为3.63×10-7·a-1、1.69×10-6·a-1,均低于ICRP标准.     

卡尔曼滤波-分光光度法同时测定长江、嘉陵江地表水中微量铜、镉、锌和铅

以2-(5-溴-2-吡啶偶氮)-5-二乙氨基酚为螯合剂,三氯甲烷为萃取剂,采用卡尔曼滤波和分光光度法同时分析长江和嘉陵江现场采集的地表水样中Cu~(2 ),Cd~(2 ),Zn~(2 )和Pb~(2 )的浓度.4种金属离子的实验室回收率在91.0%-113.1%之间;比较长江、嘉陵江国控点例行监测数据,本方法具有较好的可比性和可靠性,能直接应用于江河水样多种金属污染物的同时定量分析.